Antariksa

Pra-Pemesanan Meningkat untuk XB-1 Saat Menembus Penghalang Suara dalam Uji Terbaru

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Pengungkapan: Securities.io dapat menerima kompensasi saat Anda memakai tautan ke produk yang kami ulas. Hal ini tidak memengaruhi penilaian editorial kami. Kami bukan penasihat investasi terdaftar; ini bukan saran investasi. Baca pengungkapan afiliasi kami.

Kebangkitan Supersonik

Since the beginning of air travel, the industry has always looked at ways to move more people quicker and/or cheaper. When supersonic flight was invented shortly after World War II, it was expected to progressively take over the industry, at least for long-distance flights, where the extra speed converted into a much superior user experience.

It, however, did not turn out this way. While supersonic airplanes are very important in the military, civilian flights are still, to this day, mostly subsonic, taking more than half a day for intercontinental flights.

This was due to a combination of factors, from excessive costs to the difficulty of dealing with sonic booms above populated areas. As a result, the last civilian supersonic flight was in 2003.

And it might change, as a new company, the aptly named Boom Supersonic, just achieved its first supersonic flight in a test flight. And the orders for the supersonic plane are already piling up before even being commercialized.

Penerbangan Supersonik

The term supersonic means that an object moves quicker than the speed of sound. This results in a phenomenon where the plane flies quicker than the noise it is generating. As a result, the noise (compressed air) accumulates until it creates a shock, the so-called supersonic boom.

Karena tekanan udara jauh lebih kuat pada kecepatan tersebut, penerbangan supersonik harus menghadapi serangkaian masalah yang tidak terlihat pada kecepatan subsonik:

  • Panas berlebih, akibat gesekan dengan udara. Hal ini mengharuskan penggunaan material yang lebih kuat seperti titanium atau baja tahan karat dibandingkan paduan aluminium biasa.
    • Sebagai contoh, jet Lockheed SR-71 Blackbird yang terbang pada Mach 3.1 dapat memiliki beberapa bagian pesawat yang mencapai suhu di atas 315 °C.
  • Resistansi udara yang lebih tinggi juga meningkatkan energi yang dibutuhkan dan meningkatkan konsumsi bahan bakar.
  • Kebutuhan akan daya angkat yang cukup pada kecepatan rendah, namun drag rendah pada kecepatan tinggi, sering membuat insinyur lebih memilih geometri variabel untuk sayap atau bagian lain pesawat, menambah kompleksitas rekayasa.
  • Jenis mesin khusus seperti turbofan diperlukan untuk mencapai kecepatan supersonik tanpa menggunakan mesin roket.

Penerbangan Supersonik Sipil

Progress in turbofan engines and supersonic flight led to the development of two supersonic jetliners for passenger transportation: the Soviet Tupolev Tu-144 in 1968 and the Anglo-French Concorde in 1969.

Masalah keandalan, isu teknis yang belum terpecahkan, dan kurangnya permintaan dalam ekonomi Soviet (hanya akan terbang satu rute sekali seminggu) akan menghancurkan prospek komersial Tu-144 pada awalnya. Concord memiliki pengalaman yang lebih sukses.

Meskipun terdapat banyak persaingan politik seputar pesawat ini (awalnya dilarang terbang ke New York), Concord bergabung dengan British Airways dan Air France serta berhasil fokus pada penerbangan trans-Atlantik, dengan banyak klien bisnis yang menginginkan pengalaman terbang yang lebih cepat dan mewah.

Concord juga harus menghadapi serangkaian kekhawatiran tentang penerbangan supersonik. Misalnya, selama beberapa tahun, secara keliru diyakini bahwa terlalu banyak pesawat supersonik dapat merusak lapisan ozon. Selain itu, penggunaan kecepatan supersonik di atas daerah berpenduduk dilarang, menjadikan penerbangan trans-Atlantik satu-satunya opsi yang layak untuk menggunakan kecepatan supersonik dalam sebagian besar perjalanan.

Karena kapasitas angkutnya yang lebih rendah, terkait dengan profil aerodinamisnya yang sangat memanjang, Concord hanya dapat membawa 1/3 penumpang dibandingkan dengan airliner subsonik setara, menghasilkan konsumsi bahan bakar per penumpang tiga kali lebih tinggi.

Akibatnya, tiket penerbangan Concord selalu cukup mahal, membatasi pasar totalnya. Namun, pada akhirnya Concord terbukti menguntungkan, setidaknya bagi British Airways.

Namun, kecelakaan dramatis pada Juli 2000 tak lama setelah lepas landas, menewaskan semua 109 orang di dalamnya, membuat pesawat ini terpaksa dihentikan.

Sumber: Aviation A2Z

Penerbangan terakhirnya terjadi pada 2003, sebagian karena kecelakaan dan sebagian karena tidak pernah berhasil menjadi lebih dari produk niche, mengecewakan para perancangnya yang berharap pesawat ini dapat menjadi masa depan perjalanan udara.

Boom Supersonic

Since the last flight of the Concord, the dream of mainstream supersonic flight has lived only in the minds of ambitious engineers.

Pada 2016, pengumuman oleh Boom Supersonic bahwa mereka sedang mengembangkan jet supersonik berkapasitas 40 penumpang menarik perhatian pada perusahaan tersebut. Perusahaan ini didirikan pada 2014 dan telah mengumpulkan total $150 juta sejak saat itu.

Boom telah mengembangkan demonstrator teknologi untuk menguji mesin supersonik yang dirancang dan dibangun secara internal, serta mengembangkan airliner Overture dan kapasitas manufakturnya, berbasis di AS.

Klaim Boom Supersonic

Boom mengklaim bahwa berkat kemajuan dalam rekayasa dan pemahaman aerodinamika, mereka dapat “mengendalikan” ledakan sonik yang dihasilkan oleh airliner mereka. Meskipun demikian, kecepatan supersonik diperkirakan hanya akan terjadi di atas lautan terbuka.

Airliner masa depan Boom juga diperkirakan akan 30% lebih efisien dibandingkan Concord, dan mampu terbang dari Los Angeles ke Sydney dalam 6 jam.

Pesawat pertama yang akan beroperasi untuk penerbangan komersial diperkirakan pada 2029, dengan kecepatan puncak Mach 1,7 (1,7 kali kecepatan suara).

Apakah Ini Bisa Berhasil?

Secara keseluruhan, apa yang dapat membuat Boom berhasil di mana Tupolev dan Concord gagal dalam kemajuan teknologi?

Airliner supersonik sebelumnya menggunakan aluminium alih-alih material yang lebih maju, karena desainnya berasal dari era 1960-an. Teknologi mesin, serta teknik manufaktur juga telah berkembang pesat dalam 60 tahun terakhir.

Aspek lain adalah bahwa perusahaan tampaknya mengambil inspirasi dari fokus SpaceX pada integrasi vertikal dan merancang segala sesuatu dari nol, mulai dari prinsip dasar, seperti yang dijelaskan oleh pendiri Blake Scholl.

Pencapaian Boom 2025

Pada Januari 2025, platform pengujian Boom XB-1 menjadi jet supersonik sipil pertama yang dibuat di Amerika untuk menembus penghalang suara (Mach 1,122), melakukannya tiga kali berturut-turut di atas Gurun Mojave.

Pesawat ini ditenagai oleh tiga turbojet General Electric (GE.TO ) J-85-15 dan dipiloti oleh Tristan “Geppetto” Brandenburg, lulusan United States Naval Test Pilot School dan TOPGUN Adversary, dengan total 2500 jam terbang pada 30 jenis pesawat dan lebih dari 200 pendaratan darurat di kapal induk.

Langkah selanjutnya setelah demonstrator XB-1 adalah memperbesarnya menjadi airliner supersonik Overture.

Overture

Overture diharapkan terbang pada Mach 1,7 pada ketinggian jelajah 60.000 kaki, secara keseluruhan 20% lebih cepat daripada pesawat biasa di daratan dan dua kali lebih cepat di atas air. Pesawat ini dapat mengangkut 64-80 penumpang, dengan jangkauan 4.888 mil (7.867 kilometer).

Overture akan memiliki desain empat mesin, membantu mengurangi ukuran dan berat masing-masing mesin. Hal ini juga akan menghasilkan kebutuhan thrust yang lebih rendah per mesin, mengurangi tingkat kebisingan keseluruhan pesawat.

Overture akan menggunakan sistem pengurangan kebisingan otomatis pertama di dunia sehingga lepas landas Overture akan menyatu dengan armada jarak jauh yang ada.

Bentuk sayap gull-nya juga akan berkontribusi pada pengurangan kebisingan sekaligus lebih efisien pada kecepatan subsonik dibandingkan bentuk sayap delta tradisional yang disukai pesawat supersonik militer.

Seperti XB-1, badan Overture akan dibangun sepenuhnya dari komposit serat karbon, yang mengembang dan menyusut jauh lebih sedikit dibandingkan logam dalam kondisi supersonik, menyelesaikan banyak masalah yang dialami generasi sebelumnya dari airliner supersonik. Selain itu, Overture lebih ringan, memungkinkan efisiensi bahan bakar yang lebih tinggi.

Perusahaan memperkirakan dapat melayani lebih dari 600 rute menguntungkan di seluruh dunia.

Boom telah mengamankan 130 pesanan dan pra-pesanan Overture dengan maskapai global, termasuk American Airlines (AAL ), United, dan Japan Airlines.

Produksi

Super pabrik Overture, yang dibuka pada Juni 2024 setelah hanya 17 bulan konstruksi, akan menargetkan produksi 33 pesawat per tahun. Jalur perakitan kedua yang direncanakan akan menggandakan produksi menjadi 66 pesawat per tahun.

Program manufaktur Boom diperkirakan akan meningkatkan ekonomi North Carolina setidaknya sebesar $32,3 miliar selama 20 tahun, menambah lebih dari 2.400 pekerjaan.

Pabrik ini seharusnya bersertifikat LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), dengan efisiensi energi 40% lebih tinggi dibandingkan pabrik serupa. Hal ini akan dicapai berkat material mitigasi panas perkotaan, pencahayaan LED berefisiensi tinggi, dan konservasi air.

Secara keseluruhan, produksi dan operasi Overture menargetkan net zero karbon, dengan rencana dapat beroperasi menggunakan 100% bahan bakar penerbangan berkelanjutan (SAF) dan fokus kuat pada penggunaan kembali peralatan yang dipakai, serta daur ulang komponen di lantai produksi.

Manufaktur aditif (pencetakan 3D) juga akan menjadi bagian penting dari proses produksi, termasuk dalam pembuatan mesin.

Symphony

Sementara uji XB-1 menggunakan mesin GE, Overture akan menggunakan mesin Symphony milik perusahaan.

Kipas berukuran 72″ akan menghasilkan dorongan 35.000 pon, dan diperkirakan beroperasi, dibandingkan mesin lain, dengan biaya operasional 10% lebih rendah, menghabiskan 25% lebih banyak waktu di sayap, dan akan dibangun menggunakan pencetakan 3D.

Setiap mesin dipasok oleh inlet aksis-simetri yang sangat efisien. Inlet ini memberikan konsistensi tekanan yang luar biasa sehingga mesin dapat beroperasi dengan aliran udara subsonik pada kecepatan supersonik.

Partner Industri

Beberapa aspek mesin sedang dikembangkan oleh insinyur FTT, yang pernah bekerja merancang mesin F-22 dan F-35. FTT merupakan bagian dari perusahaan pertahanan antariksa Kratos (KTOS ).

“Mereka dapat menghasilkan desain yang biayanya lebih rendah, memiliki kinerja pemeliharaan yang lebih baik, efisiensi bahan bakar yang jauh lebih tinggi, dan dapat menyelesaikannya dalam jangka waktu yang memungkinkan Boom mencapai tonggak yang telah mereka tetapkan.”

Liz Stein – Mantan insinyur aerodinamika di FTT dan investor deep tech saat ini

Standard Aero (SARO ) akan menjadi mitra Boom untuk pemeliharaan dan layanan mesin.

“Kami sangat antusias bekerja sama dengan Boom sebagai mitra MRO mesin strategisnya dan kesempatan untuk berkontribusi pada masa depan cerah perusahaan, memastikan pesawatnya menerima layanan MRO mesin terbaik di industri.”

Russell Ford – Ketua & CEO Standard Aero.

Colibrium Additive, anak perusahaan GE Aerospace (GE ), akan menyediakan layanan pencetakan 3D dan konsultasi desain kepada Boom untuk produksi mesin.

ATI (ATI ) akan menyediakan material tahan suhu tinggi canggih untuk bilah dan tahap cakram terintegrasi kompresor bertekanan tinggi Symphony, serta cakram turbin.

Inovasi Teknologi Lainnya

Salah satu masalah yang belum terpecahkan pada generasi sebelumnya dari airliner supersonik komersial adalah hidung yang sangat panjang yang diperlukan untuk aerodinamika supersonik yang baik. Hal ini menyebabkan visibilitas yang sangat buruk saat pendaratan dan lepas landas.

Concord “menyelesaikan” masalah ini dengan hidung berbentuk variabel, yang terbukti sangat kompleks untuk dipelihara dan juga menambah berat.

Sebagai gantinya, Boom mengadopsi sistem visi realitas tertambah (AR) dalam perangkat yang dipasang di kepala dan pada tampilan penerbangan utama pilot, merevolusi kokpit dalam prosesnya, serta memanfaatkan suite avionik Honeywell Anthem (HON ).

Kokpit Overture juga akan dilengkapi dengan sidestick dengan umpan balik gaya, pertama kali pada airliner komersial, layar sentuh berdefinisi tinggi berukuran 17 inci, dan pembaruan perangkat lunak over-the-air yang berkelanjutan.

Pasar yang Meningkat

Selain teknologi baru, perubahan dibandingkan Concord adalah bahwa pasar penerbangan supersonik juga telah berubah secara radikal.

Dunia kini jauh lebih terglobalisasi, dan rute supersonik yang lebih menguntungkan dapat dipertimbangkan, seperti rute London-New York, misalnya di atas Kutub Utara, melintasi Samudra Pasifik, dan di Asia.

Ini didukung oleh beberapa data poin:

  • 97% pelancong premium global tertarik pada penerbangan supersonik untuk perjalanan internasional jarak jauh.
  • Mereka siap membayar 55% lebih mahal dibandingkan kelas bisnis subsonik untuk perjalanan supersonik.
  • 87% bersedia mengubah maskapai pilihan mereka untuk mendapatkan akses ke perjalanan supersonik.
  • 64% influencer perjalanan korporat pernah dibicarakan maskapai tentang supersonik.

Pesaing

Boom bukan satu-satunya dalam perlombaan menjadi airliner supersonik pertama abad ke-21, meskipun telah memperoleh keunggulan awal dengan penerbangan XB-1. Di antara pesaing paling serius dapat disebutkan:

Penerbangan Hipersonik

Jika penerbangan supersonik menjanjikan, bagaimana dengan hipersonik? Penerbangan ini akan begitu cepat sehingga dapat menempuh perjalanan dari New York ke Paris dalam kurang dari 90 menit.

Ini adalah jalur yang dikejar oleh Hermeus dan airliner Halcyon masa depannya yang akan terbang pada Mach 5.

Sumber: Hermeus

Perusahaan ini juga merancang UAV hipersonik untuk Angkatan Udara AS (Dark Horse), dan kedua pesawat akan didukung oleh mesin Chimera milik perusahaan, yang akan diuji pada pesawat uji Quarter Horse.

Teknologi hipersonik mengandalkan mesin yang berbeda dari pesawat subsonik atau supersonik biasa, biasanya desain ramjet.

Sumber: Tech Brief

Teknologi lain yang memungkinkan mencapai kecepatan hipersonik adalah mesin detonasi, yang menggunakan ledakan alih-alih pembakaran untuk menghasilkan dorongan.

Baru-baru ini, ramjet detonasi, atau Ram-Rotor Detonation Engine (RRDE) yang lebih maju, telah diuji oleh ilmuwan China dalam simulasi dan dapat segera memasuki tahap prototipe.

Secara keseluruhan, meskipun teknologi ini belum banyak terbukti, penerbangan hipersonik mungkin menjadi langkah selanjutnya, yang dapat melampaui janji penerbangan komersial supersonik.

Perusahaan Mesin Supersonik

GE Aerospace

General Electric Company (GE +0.27%)

Boom Supersonic masih merupakan perusahaan swasta, namun investor dapat membeli saham produsen mesin subsonik dan supersonik terkemuka, di mana pemimpinnya adalah GE Aerospace.

General Electric Aerospace adalah hasil pemecahan konglomerat GE menjadi 3 bagian pada 2024: GE Aerospace, GE HealthCare (GEHC -0,89%), dan GE Vernova (GEV ) (energi) (GEV -3%).

Hal ini dilakukan untuk memfokuskan kembali perusahaan pada kompetensi inti, setelah beberapa dekade finansialisasi yang pada akhirnya terbukti memberikan dampak negatif bersih.

Perusahaan ini merupakan pemasok utama bagi industri aeronautika, dengan sekitar 3 miliar orang bepergian menggunakan teknologi GE Aerospace per tahun, dan sekitar 900.000 orang terbang dengan pesawat bertenaga GE pada setiap waktu (3 dari 4 penerbangan komersial). Hal ini dibangun atas serangkaian mesin untuk semua ukuran dan aplikasi pesawat.

Sumber: GE Aerospace

Dalam jangka panjang, rangkaian mesin ini diperkirakan akan digantikan oleh generasi baru dengan efisiensi bahan bakar lebih tinggi, dicapai melalui upaya R&D jangka panjang. Ini dapat berada dalam kisaran peningkatan efisiensi bahan bakar 10-15% untuk pesawat sipil dan hingga 25% untuk pesawat militer.

Sumber: GE Aerospace

Selain mesin, perusahaan juga menawarkan teknologi silikon karbida untuk sistem tenaga listrik, serta avionik (elektronik dan komputer pesawat).

Perusahaan ini telah lama menjadi pemimpin dalam sistem propulsi pesawat. Aktivitasnya didominasi oleh sektor sipil ($23,9 miliar pendapatan pada 2023), diikuti oleh segmen pertahanan ($9 miliar).

70% pendapatan perusahaan berasal dari layanan, terutama pemeliharaan dan perbaikan mesin, menjadikannya sumber pendapatan yang sangat stabil.

Sumber: GE Aerospace

Perusahaan berinvestasi dalam teknologi masa depan untuk mempertahankan keunggulannya, terutama pencetakan 3D dengan GE Additive, satu-satunya OEM (Original Equipment Manufacturer) dalam manufaktur aditif logam dengan solusi lengkap end-to-end.

Seperti yang telah kami lihat, GE merupakan mitra kunci Boom Supersonic untuk pencetakan 3D mesin supersoniknya.

 

Sumber: GE Aerospace

Mesin Detonasi Rotasi GE

GE juga berhasil melakukan uji rig ramjet dual-mode hipersonik (DMRJ) pertama di dunia dengan pembakaran detonasi berputar (RDC) dalam aliran supersonik.

Hal ini dimungkinkan berkat keahlian GE dalam komposit matriks keramik (CMCs) tahan suhu tinggi, elektronik daya silikon karbida, teknologi aditif, dan manajemen termal canggih.

“Hasil signifikan yang kami peroleh hingga saat ini memberi kami keyakinan bahwa kami bergerak ke arah yang tepat.

Tim telah bergerak sangat cepat, hanya memerlukan 12 bulan dari awal hingga selesai untuk demonstrasi DMRJ dengan RDC. Tim berada pada jalur yang tepat untuk mencapai tujuan mendemonstrasikan DMRJ penuh dengan RDC secara skala tahun depan.

”

Mark Rettig – Vice President & General Manager, Edison Works Business & Technology Development, GE Aerospace

Mesin hipersonik seperti ini mungkin pertama kali digunakan dalam aplikasi militer canggih, mulai dari pesawat tempur hingga misil. Namun, kemungkinan juga akan masuk ke pesawat hipersonik sipil suatu hari, dan kehadiran GE di kedua pasar tersebut seharusnya membantu memanfaatkan teknologi yang sedang berkembang ini.

Secara keseluruhan, setelah periode panjang menjadi konglomerat tanpa arah dan fokus pada rekayasa keuangan, tampaknya GE kembali berada di jalur yang tepat untuk menegaskan kembali dirinya sebagai pusat rekayasa dan manufaktur Amerika, pada saat reindustrialiasi dan reshoring menjadi tren kuat.

Dari memproduksi mesin Boom hingga sudah melangkah ke teknologi mesin hipersonik, tampaknya GE Aerospace berada pada posisi yang baik untuk bab selanjutnya dalam industri dirgantara, baik militer maupun penerbangan komersial.

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.