Samoloty naddźwiękowe skracają o połowę czas przelotu z Nowego Jorku do Londynu. Dzięki takim maszynom przelot może trwać jedynie 3,5 godziny. Połączenia tego typu zostały porzucone wraz z ostatnim lotem Concorde'a w 2003 roku. Jego los przypieczętowały wysokie ceny biletów, ogromne zapotrzebowanie na paliwo i wysokie koszty utrzymania oraz głośna katastrofa w 2000 roku.

Sukces naddźwiękowych samolotów Booma może nastąpić, jeśli uda się wyeliminować przynajmniej część składników, które pokonały Concorde'a. Czy to możliwe?

Przełamywanie bariery dźwięku

Loty naddźwiękowe zawdzięczają swoją nazwę maszynom poruszającym się szybciej niż prędkość dźwięku. Aby tego dokonać, samolot musi przebić się przez barierę dźwięku, co wymaga wydajnej konstrukcji aerodynamicznej, aby zmniejszyć opór, oraz znacznego ciągu potężnych silników, aby przezwyciężyć turbulencje wywołane falami uderzeniowymi.

Przełamanie bariery dźwięku wymaga również silników, które spalają dużo paliwa do silników odrzutowych. Jest to jedna z kluczowych wad Concorde'a i coś, co budzi obecnie ogromne kontrowersje ze względów ekologicznych oraz oczywiście ekonomicznych. W związku z tym można oczekiwać, że Boom, skoncentruje swoje prace konstrukcyjne właśnie na czynniku znacznego ograniczenia zużycia paliwa.

Firma musi wybierać pomiędzy silnikami turboodrzutowym i turbowentylatorowym. Silnik turboodrzutowy wytwarza cały swój ciąg ze spalania paliwa. Tymczasem silnik turbowentylatorowy czerpie większość swojego ciągu z ilości powietrza, które przyspiesza za pomocą łopatek wentylatora. Ilość tego powietrza określa „współczynnik obejścia" silnika.

Silniki turbowentylatorowe o wyższym współczynniku obejścia są bardziej oszczędne niż silniki turboodrzutowe. Niższa prędkość wydechu sprawia, że są cichsze, ale zwykle są większe, co powoduje większy opór przy prędkościach naddźwiękowych. Ten właśnie problem wykluczał w przeszłości ich używanie w maszynach naddźwiękowych, projektowanych do długich lotów.

Kompromisem może być niskoobrotowy turbowentylator z dopalaczem, który wstrzykuje dodatkowe paliwo w celu znacznego zwiększenia dostępnego ciągu i jest powszechnie stosowany w samolotach wojskowych. Silnik taki był używany we wczesnych wersjach produkcyjnych innego naddźwiękowego odrzutowca pasażerskiego, rosyjskiego Tupelowa Tu-144, ale był nieefektywny, ponieważ musiał stale odpalać dopalacze, aby utrzymać prędkość lotu naddźwiękowego.

To sprawiało, że Tu-144 charakteryzował się ogromnym hałasem w kabinie, który przekraczał 90 decybeli. Tymczasem turboodrzutowe Concorde potrzebowały dopalaczy tylko podczas startu i przełamania bariery dźwięku, poprawiając oszczędność paliwa i obniżając hałas w kabinie podczas lotu.

Naddźwiękowy hałas odrzutowy

Ze względu na hałas, jaki generują, naddźwiękowe odrzutowce nie mogą latać nad lądem. Te ograniczenia można znieść dzięki wyrafinowanej, aerodynamicznej konstrukcji. Na przykład, badania NASA nad programem X-59 QueSST dają nadzieję na stworzenie konstrukcji, która mogłaby znacznie zredukować poziom hałasu. Mówi się o 75 decybelach, podczas gdy Concorde generował aż 105 decybeli.

Odpowiednia aerodynamika może również otworzyć możliwość zastosowania nowoczesnych, lekkich materiałów kompozytowych, aby umożliwić lepszy stosunek ciągu do masy – być może eliminując potrzebę stosowania dopalaczy podczas startu.

Znaczące postępy w oprogramowaniu do obliczeń oraz symulacji będą miały kluczowe znaczenie dla oceny tych projektów i uzyskania certyfikatu dopuszczającego do użytku. Zwłaszcza że bardzo ważny jest tutaj czynnik czasu, gdyż Boom ma go niewiele.

Zrównoważone paliwo lotnicze

Boom promuje również ekologiczne referencje swoich samolotów. Część umowy United obejmuje wspólny rozwój w celu ustanowienia niezawodnych dostaw zrównoważonego paliwa lotniczego. To ostatecznie przyniesie korzyści innym samolotom we flocie United i całej branży, która obecnie generuje około 2,8% globalnej emisji CO2.

Zrównoważone paliwa lotnicze obejmują biopaliwa i syntetyczną naftę, które są produkowane przy użyciu odnawialnych i zrównoważonych materiałów. Te zrównoważone paliwa są kompatybilne z konwencjonalnym paliwem do silników odrzutowych, co oznacza, że do ich wprowadzenia nie będą potrzebne żadne zmiany w infrastrukturze paliwowej lotniska ani w konstrukcji silników – co jest kluczowym czynnikiem w ich wdrożeniu. Niestety te paliwa są bardzo drogie, ponieważ surowce potrzebne do ich wytworzenia nie są dostępne na dużą skalę. Całkowita ilość używanego obecnie zrównoważonego paliwa lotniczego wynosi zaledwie 0,1% całkowitego paliwa zużytego w powietrzu. Prognozuje się, że aby były ekonomicznie opłacalne, musi to wynieść od 1,4% do 3,7%.

Powrót do lotów naddźwiękowych?

Boom zakłada optymistycznie, że poradzi sobie z wyzwaniami związanymi z oszczędnością paliwa, zanim jego samolot zacznie przewozić pasażerów płacących za bilety w 2029 roku. Opłaty te wydają się wysokie, gdyż Boom przewiduje cenę około 5000 USD za miejsce. W 1996 r. British Airways pobierały od 5350 do 8800 GBP (~12500 USD) według dzisiejszych cen – za bilety w obie strony na trasie Londyn - Nowy Jork.

Oznacza to, że podobnie jak wcześniej Concorde, także Boom wygląda na rynek luksusowy – poza zasięgiem nawet pasażerów klasy biznes. Prawdopodobnie z takich lotów korzystać będą ludzie, którzy obecnie podróżują prywatnym odrzutowcem.

A co pozostanie zwykłym zjadaczom chleba? Wsłuchiwanie się w charakterystyczne grzmoty dźwiękowe nad naszymi głowami.