Хьюстонский гиперзвуковой транспортный стартап обещает пассажирские рейсы из Лос-Анджелеса в Токио через час

Если вы достаточно давно здесь, то, возможно, помните компанию LensCrafters, занимающуюся продажей очков. броский рекламный слоган «Очки через час!» Хьюстонский стартап, Венера Аэроспейс обещает, что он доставит вас из Лос-Анджелеса в Токио на том же отрезке пути, используя космический самолет, начиная с 2030 года. Это обещание трудно понять.

Компания не опубликовала изображения дизайна своего 12-местного авиалайнера. С другой стороны, он только что выпустил релиз, рекламирующий финансирование серии A в размере 20 миллионов долларов, которое он привлек вместе с Лаборатория первопроходцев, венчурная компания из Вайоминга, которая описывает себя как инвестирующую в «прорывные научные стартапы».

Venus Aerospace привлекла в общей сложности 33 миллиона долларов. За год своего существования стартап вырос до 40 сотрудников и работает из ангара в Хьюстонском космодроме (аэропорт Эллингтон). освободить смело заявляет, что «Venus Aerospace строит космический самолет с нулевым выбросом углерода, который позволит совершить одночасовое глобальное путешествие».

Тем не менее, гиперзвуковой транспорт Венеры не будет свободен от выбросов углерода. И это не будет космический самолет. Venus присоединяется к растущему числу претендентов на гиперзвуковой транспорт, в том числе базирующемуся в Атланте. Hermeus и только что анонсированный базирующийся в Пекине Космический транспорт, который говорит он доставит пассажиров из Шанги в Нью-Йорк всего за два часа.

Все трое заявляют, что к 5 году они будут летать на полномасштабных самолетах со скоростью более 2030 Маха (где начинается гиперзвуковая скорость). заграждение.

Венера использовала крылатую фразу «Домой к ужину», чтобы описать теоретическую поездку из Лос-Анджелеса в Токио туда и обратно в течение рабочего дня, которую совершает умный руководитель, стремящийся поужинать с семьей. Гермеус самодовольно бросает вызов «Гонка с тобой».

Видение и ажиотаж имеют некоторое сходство с низковысотной, но метафорически высоколетящей сценой городской воздушной мобильности и ее еще нереализованным (но всегда не за горами) рынком.

Куда на самом деле направляются Venus Aerospace и ее потенциальные конкуренты, является стоящим вопросом.

Гиперзвуковой гибрид

Предложенный Венерой самолет можно сравнить с гибридным автомобилем. Подобно двигателю параллельного внутреннего сгорания и электрической трансмиссии, характерным для таких транспортных средств, гиперзвуковая конструкция компании будет опираться на две двигательные установки — обычный реактивный двигатель и ракету.

Это стратегия, которая заметно отличается от воздушно-реактивной турбины Hermeus с комбинированным циклом (TBCC). подход к двигателю или то, что выглядит как комбинация твердотопливного ускорителя и основной ракеты на жидком топливе компании Space Transportation.

По словам сооснователей компании и супругов Сары и Эндрю Дагглби, выбор определяется теоретической операционной концепцией Venus. Оба ветераны аэрокосмической отрасли, работавшие в Virgin Orbit и Virgin Galactic. Оба имеют инженерное образование (Эндрю — бывший профессор машиностроения в Технологическом институте Вирджинии и Техасе A&M, а также дежурный инженер резерва ВМС), Сара (или Сэсси, как ее называют) занимает должность генерального директора, а Эндрю — технического директора.

Самолет, который, по словам Venus, построит, предназначен для подключения к существующей инфраструктуре воздушного транспорта. Они говорят, что он сможет взлетать со стандартной взлетно-посадочной полосы в Лос-Анджелесе и подниматься на номинальную обычную крейсерскую высоту (35,000 XNUMX футов или около того) с помощью реактивного двигателя. Затем жиклер перекрывается, а его вход/выход перекрываются. При этом срабатывает жидкостный ракетный двигатель.

Ракета разгоняет самолет до 9 Маха (около 6,850 миль в час) с ускорением примерно 0.5 g (по словам Эндрю, немного больше, чем у самолета на взлете), когда он поднимается до максимальной высоты 170,000 10 футов. Самолету требуется примерно 9 минут, чтобы разогнаться до скорости XNUMX Маха, которую он держит еще пять минут.

Затем ракета гаснет, и авиалайнер превращается в гиперзвуковой планер, снижаясь без двигателя к месту назначения в течение 45 минут, замедляясь примерно на 0.1 g. Вернувшись на высоту около 35,000 XNUMX футов, реактивный двигатель перезапускается, и самолет присоединяется к обычным авиалайнерам в очереди управления воздушным движением для направления на посадку в Нарите (Токио).

Это звучит потенциально выполнимо в какой-то момент в будущем, но отсутствие конкретики в деталях и бизнес-плане бросается в глаза.

невозможно трудно

Эндрю Дагглби говорит, что за короткую историю Venus Aerospace «мы перешли от невозможного к сложному, но осталось еще много сложных вещей».

Команда Venus говорит, что они добились трех ключевых успехов, которые вывели проект из области невозможного. Первый — это запатентованный роторно-детонационный ракетный двигатель (РДРД). Во-вторых, форма самолета. Третье — активная система охлаждения.

Проще говоря, РДРЭ детонирует, а не сжигает жидкое топливо. Кольцевой (кольцевой) реактор внутри запускает химические реакции, которые выталкивают концентрические импульсы сверхзвукового газа из выхлопного сопла, создавая тягу.

RDRE известны тем, что производят большую тягу с меньшим количеством топлива, чем обычные ракеты, более полно сжигая топливо при более высоких температурах. Они потенциально предлагают теплопередачу и другие преимущества, включая вес и компактность. Эндрю говорит, что двигатель Venus, разработанный и испытанный в лаборатории в небольшом масштабе, на 15% более экономичен по топливу, чем сопоставимые ракеты, освобождая массу самолета для пассажиров и практических вещей, таких как герметичная кабина и шасси.

Финансирование, которое Венера собрала до сих пор, позволило ей дойти до того, что «мы доказали, что у нас есть способ создать наш детонационный двигатель, что есть способы сделать его более холодным», — утверждает Дагглби.

Он в общих чертах сравнил топливо, которое будет использовать его двигатель, со смесью, используемой космическим челноком. Главный двигатель сжигали жидкий водород и жидкий кислород. Но в отличие от разработчика гиперзвуковых грузовых самолетов Рассвет Аэроспейс, которая показала, что ее ракетный двигатель будет использовать жидкую смесь перекиси высокого качества (HTP) и керосина, Venus не раскрывает состав своего жидкого топлива, заявляя, что это «ключевая часть того, как мы поддерживаем охлаждение двигателя». ».

Компания также хранит молчание о конструкции своего планера, который должен будет хорошо летать и маневрировать как на малых дозвуковых, так и на гиперзвуковых скоростях. Дагглби допускает, что это «волноход», форма которого позволяет создать единую ударную волну и удерживать карман воздуха под высоким давлением под днищем транспортного средства для увеличения подъемной силы.

Boeing X-51 НАСА является полезным примером волнолета, но что бы ни представила Венера (она еще не сократилась из пяти возможных форм), вероятно, будет выглядеть иначе. Для начала у него будут пассажирские иллюминаторы и обычное хвостовое оперение. Есть ли у него окна передней кабины для пилотов, пока не установлено.

Эндрю Дагглби говорит, что Венера, «надеюсь, скоро представит» планер, но не будет обсуждать сроки. Испытания субмасштабной модели были проведены в Университете Аризоны. Аэродинамическая труба 5 Маха, где Венера даже провела некоторую проверку «на такой скорости».

Как и в случае с другими гиперзвуковыми концепциями, можно ожидать, что движение со скоростью 9 Маха будет генерировать много тепла. Дагглби говорит, что делать это на высоте 170,000 3 футов является преимуществом, потому что разреженная атмосфера там обеспечивает меньшее тепловое трение, чем на более низких высотах. В частности, тепло повлияет на носовую часть самолета, и Venus, по словам Венеры, решит эту проблему с помощью напечатанной на XNUMXD-принтере носовой части с новой схемой внутреннего охлаждения. Дагглби описывает это как «тепловую трубку на передней кромке, которая фактически отводит тепло наружу». Передние кромки крыльев могут включать аналогичную систему.

В остальной части самолета, по его словам, не будут использоваться экзотические материалы для отвода тепла. Он будет использовать «стандартный аэрокосмический материал» для снижения затрат, хотя Дагглби не уточнил, какой именно.

Несмотря на явное отсутствие общедоступной информации о своих трех технологических ключах, Venus Aerospace пользуется доверием своих спонсоров венчурного капитала. Сэсси Дагглби характеризует группу инвесторов, собранных Prime Movers Lab, как «терпеливый капитал».

Технический партнер Prime Movers Lab Лиз Стейн говорит, что у стартапа есть «программа, насыщенная аппаратным обеспечением», ссылаясь на успешный запуск экспериментального двигателя, испытания модели в аэродинамической трубе малого масштаба и сотрудничество с Технологическим институтом Джорджии в разработке передовой системы охлаждения.

Штейн добавил, что Prime Movers поддержала Венеру, познакомив ее с персоналом НАСА, занимающимся гиперзвуком, а также поделилась инструментами анализа и исследовательскими документами. Она также указала на НАСА-Делойт и НАСА-SAIC рыночные исследования, описывающие спрос на гиперзвуковой воздушный транспорт, которые, как утверждает Штейн, предполагают, что «сигнал рыночного спроса заключается в том, что высокоскоростные полетные системы могут работать с прибылью без государственной помощи».

Не все согласны, и многие указывают на пример «Конкорда», который требовал поддержки нескольких правительств и так и не окупился.

«Ненавистники всегда указывают на Concorde, чтобы отвергнуть коммерческую жизнеспособность высокоскоростных полетов, не понимая, почему Concorde потерпел неудачу», — говорит Штейн.

Она утверждает, что это было связано с необходимостью огромного начального капитала (18.8 миллиарда долларов) и периодическими операционными расходами. Главным среди последних был расход топлива двигателем Concorde Olympus 593, чьи форсажные камеры потребляли столько энергии при взлете, что «более половины взлетного веса Concorde приходилось на топливо».

Это, в свою очередь, потребовало несостоятельных цен на билеты на одно место для сверхзвукового авиалайнера примерно на 100 пассажиров. Подразумевается, что гиперзвуковой транспорт Венеры не будет иметь такой проблемы. Однако, поскольку мы не знаем, какую смесь ракетного топлива он будет использовать, а стоимость жидкого топлива сильно различается, оценить стоимость сложно или невозможно.

Предлагаемый Venus самолет будет перевозить меньше пассажиров и, вероятно, будет меньше, чем Concorde. С его гибридной силовой установкой он может потреблять меньше чистой энергии, но его стоимость топлива (и общие эксплуатационные расходы) будет распределяться всего на 12 мест на каждом рейсе. Расчет топливного счета для самолета, даже не реализованного экспериментально, кажется рискованным занятием для самого терпеливого инвестора. Впрочем, это может и не иметь значения.

Несколько отчеты на Venus Aerospace предполагают, что компания находится на пути к получению дохода в течение следующих двух лет. Предположительно, он сделает это, поделившись своей интеллектуальной собственностью с Министерством обороны. Как AFWERX' $ 60 млн инвестиций На шоу Hermeus ВВС и Министерство обороны в целом озабочены продвижением гиперзвуковых технологий для ракет, многоразовых беспилотников, спутников и самолетов, а также стимулированием роста частного сектора.

Энтузиазм Минобороны связан не с гиперзвуковыми коммерческими транспортными средствами. Скорее, это поиск реально достижимых автомобилей меньшего размера в короткие сроки. Высокопоставленный чиновник в оборонном/государственном научно-техническом учреждении сказал мне: «Если министерство обороны обеспокоено гиперзвуком, оно может быть сосредоточено на поражении [то есть противодействии гиперзвуковому оружию]. Возможно, им потребуется протестировать [системы] поражения, и беспилотник может это сделать».

Как и Hermeus, Venus Aerospace планирует сначала разработать беспилотник, чтобы проверить свою технологию. Возможно, какая-либо из компаний в конечном итоге перейдет к гиперзвуковому транспорту, и это не имеет решающего значения для их соответствующих бизнес-кейсов или для их инвесторов.

Космический самолет или бюст

Было подсчитано, что Boom, который находится дальше по своему пути, чем Венера, потребуется более миллиарда долларов, чтобы реализовать свой сверхзвуковой транспорт.

На вопрос об общих затратах на Венеру после долгой паузы Сасси Дагглби говорит, что их оценка находится в «диапазоне миллиардов долларов». Она сочетает это с предостережением о том, что у Venus есть «возможности для получения дохода на ранней стадии с дроном. Это не космоплан-или-бюст.

«Использование государственного финансирования для снижения этого риска является одним из наших ключевых моментов, — говорит она. «Мы не думаем, что нам понадобится полный миллиард долларов венчурного финансирования, прежде чем мы добьемся этого».

Venus говорит, что у нее уже есть некоторое государственное финансирование, чтобы помочь ей достичь этого. Это может быть связано с контрактом AFWERX на передачу технологий для малого бизнеса (STTR, фаза I-II), хотя я не смог подтвердить это. Если это так, то Венера, вероятно, принесла Венере около 800,000 XNUMX долларов.

Путь стартапа — это тот путь, который, по словам пары, они с энтузиазмом выбрали после многих лет работы в авторитетных компаниях. В том же духе Сасси говорит: «Мы собираемся чему-то научиться и думаем, что нам нужно изменить направление? Конечно, но это радость мира стартапов. В этом радость инноваций».

Это похоже на смешанный обмен сообщениями, особенность, которая также заложена в заявлениях Venus Aerospace о создании безуглеродного космического самолета и полете к 2030 году. . Сэсси Дагглби признает, что условный аппарат Венеры проходит только половину пути в космос — или до числа Маха, которое ему потребуется, чтобы избежать земного притяжения. Зачем тогда называть это космическим самолетом?

«Мы называем его космическим самолетом, потому что он в основном летает туда», — предлагает Эндрю Дагглби. «Мы не воздушно-реактивное транспортное средство. Мы не просто быстрый самолет. Так что лучше назвать его космическим самолетом».

Когда я указываю, что пассажиры, оплачивающие проезд, могут рассчитывать на полет в космос на космоплане, Сасси отвечает: «Когда вы говорите «космоплан», люди склонны понимать, что это не просто стандартный реактивный самолет».

Они также могут понять, что реактивный самолет и ракета Венеры вряд ли будут свободны от выбросов углерода (не говоря уже о затратах на создание такого транспорта). Биотопливо с низким содержанием углерода и синтетическое авиационное топливо уже не за горами, но будут ли они широко доступны (или конкурентоспособны по цене) к 2030 году — вопрос.

Что касается ракеты, космический шаттл выбрасывал в основном водяной пар из сжигаемого жидкого топлива. Ожидается, что самолет Венеры не будет работать на том же материале. И ученые говорят, что у нас нет очень хороших данных о том, что ракеты на жидком топливе излучают, особенно в верхних слоях атмосферы. Какое бы ракетное топливо ни сжигал гиперзвуковой авиалайнер Venus Aerospace, оно также потребует особого обращения в аэропортах или на космодромах.

Эндрю Дагглби говорит, что это не является серьезной проблемой, хотя эксперты по топливу и безопасности могут с этим не согласиться. Можно вспомнить, что огромный A380 Airbus был исключен из ряда аэропортов по таким приземленным соображениям, как потребность в усиленном материале рампы/взлетно-посадочной полосы и различных воздушных трапах для посадки/высадки пассажиров.

Также следует предположить, что гиперзвуковому авиалайнеру Венеры потребуются взлетно-посадочные полосы длиной 10,000 15 футов (Эндрю говорит, что у них есть XNUMX возможных маршрутов/пунктов назначения) и, возможно, высокая конечная скорость захода на посадку с последствиями для воздушного движения. Дагглби не видят там больших ухабов на дороге.

Удивительно, но говорят, что Венера будет вертикально интегрированной, в том числе со строительством собственных ракетных двигателей. Обычные подозреваемые от United Launch Alliance до Northrop-Grumman и SpaceX не являются частью их плана, который, по-видимому, предусматривает производство двигателей на объектах космодрома в Хьюстоне.

По словам ее руководителей, некоторая часть сотрудников Venus из 40 человек имеет опыт строительства ракет. Я не спрашивал, является ли этот опыт более ориентированным на беспилотные / субмасштабные транспортные средства, чем на полномасштабные транспортные средства. Какие объемы потребуются – это еще один вопрос, оставшийся без ответа. Это доходит до сути делового предложения.

Venus не делала публичных прогнозов стоимости своего самолета. Сколько могут стоить билеты, также неизвестно. Сасси говорит, что у компании есть внутренние модели затрат. «Мы хотели бы, чтобы она была близка к цене билета первого класса. Есть много факторов, и мы все еще находимся на ранних стадиях того, как это будет выглядеть на самом деле».

Эти факторы включают частоту полетов. По словам Эндрю Даггелби, методология охлаждения Venus и конструкция планера сделают возможным двухчасовой оборот самолета. Venus планирует четыре рейса в день. В отличие от основных ракет космического корабля "Шаттл", которые нужно было разбирать после каждого полета, RDRE в самолетах Венеры будут выполнять 100 полетов по расписанию до необходимых проверок двигателей и 1,000 полетов до проверки уровня восстановления. «Да, это трудная задача, — признает Эндрю, — но наш первоначальный проект показывает осуществимость.

Осуществимость была под вопросом, пока серьезные попытки гиперзвуковых полетов предпринимались с начала 1980-х годов British Aerospace. ХОТОЛ многоразовый обычный взлетно-посадочный аппарат к НАСА, вдохновленному Рейганом в конце 1980-х. Восточный экспресс проект гиперзвукового самолета.

Генеральный директор Venus Aerospace несколько раз называл это предприятие «технологической компанией на ранней стадии», что, несомненно, так и есть. Его части могут на самом деле стоить больше, чем целое. Вот почему любопытно, что Venus или другие потенциальные производители гиперзвуковых транспортных средств публично провозгласили цель «собираюсь летать» к 2030 году.

Причина, по словам Ричарда Абулафии из AeroDynamic Advisory, сводится к инвестициям в доллары. «HOTOL, Orient Express и другие были в 10-1980 годах» в 10-х годах. Сегодня до гиперзвуковых [транспортов] осталось XNUMX-XNUMX лет. Какой сюрприз."

«Городская авиамобильность привлекла миллиарды долларов. Да, многое из этого смехотворно раздуто, но цель [компаний UAM] — накопить деньги. Это работа номер один.

Сможет ли Venus Aerospace привлечь миллиард долларов, который, по ее словам, необходим для создания гиперзвукового транспорта? «Посмотрите на инвестиции, которые UAM привлекла в прошлом году, — говорит Абулафия. «Шутка над нами. Что касается миллиарда, спойлер — этого мало».

Дагглби расширяют метафору «Домой к обеду» на акцент Venus Aerospace на балансе между работой и личной жизнью, что, по их словам, отсутствует в большинстве аэрокосмических компаний. Как это сочетается с проектированием, испытаниями и созданием полномасштабного летающего гиперзвукового авиалайнера к 2030 году, неясно. Они утверждают, что старательно избегайте вещей, которые задерживают сроки проекта — неправильно направленная работа, переделка, чрезмерное усложнение.

В дальнейшем Эндрю говорит, что цель 2030 года на самом деле является графиком «не ранее, чем». Сасси говорит, что к этому нужно стремиться, что, возможно, потребуется еще пять лет, чтобы «сделать продукт как можно быстрее».

«Мы не идем на компромисс в отношении нашей миссии как компании, — утверждает она. Гиперзвуковой транспорт — это «абсолютная причина, по которой мы решили основать компанию два года назад. Рыночные возможности невероятны».

Когда LensCrafters начали работать в начале 1980-х, они связали свой слоган с коммерчески и технологически достижимой целью. В 2022 году, похоже, потребуются специальные очки, чтобы увидеть, сделала ли Venus Aerospace то же самое.