пятница, 7 мая 2021 г.

Как Boom SuperSonic пересоздаёт сверхзвуковой авиалайнер


Несмотря на то, что пассажирские самолёты, способные перелететь Атлантику за три часа, уже существовали, их уже много лет не использовали. Билеты на них стоили слишком дорого, сами лайнеры были сложны в производстве. Но стартап Boom SuperSonic и его инвесторы уверены — у них получится изменить положение дел.

Почему так сложно создать сверхзвуковой самолёт

Первым человеком, преодолевшим скорость звука в управляемом горизонтальном полёте, стал американский ас Чак Йегер. Он сделал это 14 октября 1947 года на экспериментальном самолёте Bell X-1. Событие открыло эру сверхзвуковых самолётов в военно-воздушных силах.


Вскоре после полёта возникла идея использовать подобные воздушные суда в гражданской авиации. На начало 2021 года известны всего два серийных сверхзвуковых пассажирских лайнера, которые выполняли регулярные рейсы:
  • Советский Ту-144: первый полёт в 1968 году, в эксплуатации с 1975 по 1978 годы.
  • Англо-французский Concorde: первый полёт в 1969 году, рейсы с 1976 по 2003 год.

Создание таких самолётов связано с несколькими проблемами: сложности конструкции, производимый шум, воздействие на экологию и экономичность.

Фюзеляж и двигатели

Трудности создания сверхзвукового авиалайнера начинаются в области физики.
  • С приближением к скорости звука резко увеличивается сопротивление воздуха. Чтобы его минимизировать, корпус самолёта должен быть гораздо более обтекаемым, чем у дозвукового аналога. А это уменьшает вместимость салона и количество проданных билетов на рейс.Создание таких самолётов связано с несколькими проблемами: сложности конструкции, производимый шум, воздействие на экологию и экономичность.
  • Подъёмная сила. На сверхзвуковых скоростях аэродинамика поверхностей значительно менее эффективна, чем на дозвуковых — нужны гораздо более мощные и менее экономичные двигатели.
Если сравнить вес военного истребителя и гражданского лайнера, проблема становится очевиднее. К примеру, нормальная взлётная масса МиГ-35 — 19,2 тонны. А вот гражданский Boeing 747-100 без топлива и пассажиров весит уже 178 тонн.


Самолёт на сверхзвуковой скорости подвергается большему давлению и температуре, поэтому корпус должен быть прочнее. В сочетании с узким обтекаемым фюзеляжем это увеличивает не только затраты на изготовление, но и отношение массы к количеству посадочных мест, а также расход топлива на пассажира.

По данным Международного совета по экологически чистому транспорту, в среднем сверхзвуковой авиалайнер сжигает за полёт в пять-семь раз больше топлива на пассажира, чем дозвуковой.


Звук

Звук — одна из самых больших проблем сверхзвукового транспорта: даже с глушителями двигатели таких самолётов гораздо более шумные, чем обычные. Сверхзвуковой Concorde во время взлёта в два раза громче, чем Boeing 707.

Проблемы создаёт не только шумный взлёт, но и звуковой удар, возникающий при преодолении скорости звука. При полётах на малой высоте он может повреждать здания, например — разбивать стекла. Кроме того, в отличие от военных самолётов, в коммерческих лайнерах встаёт вопрос комфорта. А это очередные траты — на шумоизоляцию в салоне.


Исследование, проведённое в 1964 году Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA) в штате Оклахома, показало, что большинство опрошенных жителей готово мириться с уровнем шума от таких полётов. 27% респондентов не были готовы слышать такие звуки постоянно.

К концу эксперимента в адрес FAA поступило около 10 тысяч жалоб на повреждение зданий. Более того, жители подали коллективный иск против Правительства США, который оно проиграло. Из-за этого и других факторов США отменили программу сверхзвукового транспорта.


В 1973 году FAA запретило гражданские сверхзвуковые полёты над территорией страны. Для Concorde и Ту-144 сделали исключение, но лишь для полётов с пунктом назначения на восточном побережье США (со стороны Нью-Йорка), чтобы минимизировать шум над населёнными пунктами.

Цена

Всё перечисленное делает проекты сверхзвуковых авиалайнеров крайне дорогими. Согласно исследованию German Aerospace Center, стоимость эксплуатации SST (SuperSonic Transport, сверхзвуковой транспорт) более чем в два раза выше, чем у традиционных бизнес-джетов. Как следствие — билет за перелёт на Concorde из Лондона в Нью-Йорк и обратно стоил $10 500. В зимний сезон 1996–1997 цена этого маршрута в 30 раз превосходила льготный тариф на других самолётах.

Но гражданские сверхзвуковые полёты прекратились и по другим причинам:
  • Сокращение количества пассажиров, рост затрат на техобслуживание.
  • Катастрофа 2000 года под Парижем.
  • Теракт 11 сентября 2001 года, который снизил популярность воздушного транспорта в целом.

24 октября 2003 года Concorde совершил последний коммерческий рейс из Нью-Йорка в Лондон. 26 ноября он в последний раз полетел в Бристоль — где и был создан.


После Concorde создать сверхзвуковой пассажирский самолёт неоднократно пытались другие компании, например: американская Aerion Corporation, канадская Sonicblue Aerospace, британская Reaction Engines, японское агентство JAXA и российское ОКБ Сухого.

Но дальше других продвинулся американский стартап Boom SuperSonic (Boom Technology): впервые независимая компания собрала реактивный самолёт и планирует организовать на нём коммерческие перелёты.

Boom SuperSonic


Компанию основал в 2014 году американец Блейк Шолль. Программист, он начал карьеру в Amazon в 2001 году и был одним из пионеров автоматизации рекламы. Затем Шолль работал директором по продукту в стартапе Pelago, создавшем мобильное приложение Whrrl — социальную сеть, позволяющую объединяться в группы по интересам в зависимости от геолокации.


В 2010 году Шолль основал стартап Kima Libs, который также занимался мобильным приложением для сканирования штрих-кодов. В 2011–2012 годах компания Groupon, известная сервисом купонных распродаж, поглотила оба стартапа. Сумма сделки не разглашается.
Шолль ушёл из Groupon и начал составлять список идей для нового проекта. Он с детства любил самолёты и в 2008 году получил лицензию частного пилота. Блейк был убеждён, что воздушные путешествия можно улучшить. Помня о неудаче Concorde, он сформулировал задачу так: «Идея заключается в том, чтобы самолет летал быстрее любого другого пассажирского авиалайнера, построенного ранее, но по той же цене, что и бизнес-класс».

Шолль начал изучать учебники по аэрокосмической отрасли и общаться с множеством экспертов, после чего решил, что план осуществим. Уверенность подкреплялась тем, что материалы, двигатели и программное обеспечение за 20 лет усовершенствовались достаточно, чтобы устранить недостатки Concorde (к примеру, современные программы позволяют анализировать аэродинамику фюзеляжа без проведения многочисленных физических тестов).

В сентябре 2014-го в Денвере, США, он основал Boom SuperSonic. Шолль собрал команду из десяти человек, с бывшими сотрудниками NASA, Lockheed и Boeing.

Предприниматель ориентировался на прогнозы, по которым к середине 2020-х годов около 65 млн пассажиров в год будут летать бизнес-классом по трансокеанским маршрутам. По подсчётам Блейка, это — потенциальный рынок для 1000–2000 самолётов Boom в течение десяти лет с предполагаемой даты запуска в 2023 году.

Цена самолёта от стартапа — около $200 млн (для сравнения: на август 2020 года Boeing 737-700 стоил $89,1 млн, а модель 787-8 Dreamliner — уже $248,3 млн). Шолль считает: если удастся убедить регуляторов в США и других странах отменить ограничения на сверхзвуковые полёты, объём рынка может быть ещё в два-три раза больше.

В начале 2016 года у Boom были только концепты художников и несколько деревянных макетов. Тем не менее стартап подал заявку и попал в программу акселератора Y Combinator. После этого компанию заметили: в Boom инвестировал венчурный фонд Seraph Group и несколько бизнес-ангелов. По данным Bloomberg, стартап собрал $2,1 млн. Команда проекта переехала в один из ангаров аэропорта Сентенниала (неподалёку от Денвера, штат Колорадо).

В консультационном совете Boom состоял астронавт Марк Келли, знакомый с Ричардом Брэнсоном, основателем конгломерата Virgin Group. Келли помог организовать встречу с миллиардером. На 15-минутном завтраке с Брэнсоном и его мамой Шолль с командой рассказал, чем занимается стартап.

«Послушайте, мы не просим ваших денег, мы хотим спросить — когда наши самолеты полетят, вы хотите, чтобы на них были логотипы Virgin?», — Блейк Шолль о разговоре с Ричардом Брэнсоном в интервью Y Combinator

В результате в ноябре 2016 года Virgin Galactic приобрела опцион на покупку десяти самолётов стартапа — сумма сделки оценивается в $2 млрд. Кроме того, Брэнсон согласился помочь с производством и испытаниями, используя дочернюю компанию Virgin Galactic — Spaceship Company.

Примерно в это же время стартап представил демонстрационный макет тестового самолёта XB-1 Baby Boom размером втрое меньше основной машины — Overture. Пробный полёт запланировали на конец 2017 года.


Весной 2017 года компания объявила, что в раунде A привлекла $33 млн от 8VC, Caffeinated Capital, Palm Drive Ventures, RRE Ventures и Y Combinator’s Continuity Fund и нескольких бизнес-ангелов. В совет Boom вошёл бывший президент Y Combinator Сэм Альтман.

На Парижском авиасалоне в том же году Блейк рассказал об изменениях в проекте. Команда поменяла форму крыла и добавила ещё один воздухозаборник, тестовый полёт перенесли на 2018 год. Кроме того, Шолль объявил, что Boom уже получил предзаказы на 76 самолётов от пяти мировых авиакомпаний. Тогда же предприниматель назвал цену самолёта — $200 млн, и билета — $5000 за перелёт через Атлантику и обратно.


Под конец года Boom объявила о партнёрстве с Japan Airlines: японская авиакомпания инвестировала $10 млн в предзаказ 20 авиалайнеров.

К середине 2018-го компания завершила аэродинамическое проектирование, тем не менее тестовый полёт снова отложили. В Boom это объяснили сложностью работ и усилиями по повышению безопасности самолёта.


Новый раунд инвестирования стартап закрыл в конце 2018 года. Y Combinator Continuity Fund, Caffeinated Capital, SV Angel, первые спонсоры Google, Airbnb, Stripe, Dropbox (такие, как Рональд Конвей и Грег Макаду), а также неназванные инвесторы в сумме вложили в разработку самолёта $100 млн.

В интервью Forbes в начале 2019 года Шолль сообщил, что ожидаемые затраты на полную разработку самолёта — около $6 млрд. Для сравнения — общие затраты на создание Concorde по данным того же журнала составили £1 млрд ($2,4 млрд по обменному курсу 1969 года).

В течение 2020-го команда тестировала части конструкции и собирала рабочий образец XB-1. 7 октября компания представила его. Самолёт с размахом крыла 6,4 м оснащён тремя двигателями General Electric и сделан из углеродного композита.



Теперь XB-1 ждут испытания: моделирование полётных нагрузок, имитация вибраций от приземления, а также экстремальные температуры. Первый настоящий полёт компания наметила на 2021 год. Он должен состояться в Калифорнии, над пустыней Мохаве.

Как отмечает команда проекта, на тестовой модели она отработает сборку, систему управления, дизайн и эргономику, а также эффективность использования топлива для будущего Overture. Кроме того, действующий образец должен облегчить поиск инвестиций для разработки основного самолёта. Полёт Overture запланирован на 2029 год.

В проекте задействованы по меньшей мере 25 компаний, среди которых — производители авиационных приборов, синтетических материалов и оборудования для 3D-печати.

Стартап и так продвинулся дальше своих конкурентов, но в дополнение 15 декабря 2020 года Bloomberg сообщил, что компания привлекла $50 млн от WRVI Capital. Раунд довёл общий объём финансирования до $210 млн, а оценку всей Boom SuperSonic — до более чем $1 млрд. Компания стала «единорогом».

Overture

Если XB-1 — тестовая модель, то будущий Boom Overture — полноценный коммерческий лайнер.


Фюзеляж Overture уже, чем у Concorde, и рассчитан на 55 пассажиров — в отличие от 100 мест у своего предшественника. В Boom такую конфигурацию выбрали как более типичную для салонов бизнес-класса.


Overture должен быть тише при взлёте благодаря отсутствию форсажных камер (форсажная камера находится сразу за турбиной, в ней происходит дополнительное сжигание топлива для увеличения тяги). Кроме того, фюзеляж из композитного углеродного волокна должен быть легче и устойчивее к высоким температурам, а 3D-печать части деталей может ускорить производство и снизить затраты. Также стартап хочет использовать альтернативные виды топлива, чтобы меньше влиять на экологию.


Помимо инвестиций, в 2020 году для Boom произошла ещё пара важных событий: ВВС США заключили с компанией контракт на создание представительского транспорта, а один из крупнейших в мире производителей аэрокосмического оборудования Collins Aerospace стал стратегическим партнёром.

2021 год начался для компании позитивно: издание Built in Colorado поместило стартап в список 50 лучших работодателей региона.

Команда проекта надеется построить рабочий образец Overture в 2022 году, а на 2025 год запланировала выкатку и начало испытаний.



Комментариев нет:

Отправить комментарий