Ruimte

Voorbestellingen groeien voor de XB-1 nu het geluidsbarrière doorbreekt in de nieuwste test

mm
Gepubliceerd op
Bijgewerkt op
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Toelichting: Securities.io kan een vergoeding ontvangen wanneer u links naar beoordeelde producten gebruikt. Dit beïnvloedt onze redactionele beoordelingen niet. Wij zijn geen geregistreerd beleggingsadviseur; dit is geen beleggingsadvies. Lees onze affiliateverklaring.

Supersonische Wedergeboorte

Sinds het begin van het luchtvervoer heeft de industrie altijd gezocht naar manieren om meer mensen sneller en/of goedkoper te vervoeren. Toen supersonisch vliegen kort na de Tweede Wereldoorlog werd uitgevonden, werd verwacht dat het geleidelijk de industrie zou overnemen, althans voor langeafstandsvluchten, waar de extra snelheid resulteerde in een veel superieure gebruikerservaring.

Het bleek echter niet zo te gaan. Terwijl supersonische vliegtuigen zeer belangrijk zijn in het leger, zijn civiele vluchten tot op de dag van vandaag voornamelijk subsonisch en duren ze meer dan een halve dag voor intercontinentale vluchten.

Dit kwam door een combinatie van factoren, van buitensporige kosten tot de moeilijkheid om om te gaan met sonische knallen boven bevolkte gebieden. Als gevolg daarvan was de laatste civiele supersonische vlucht in 2003.

En dat kan veranderen, want een nieuw bedrijf, de passend benoemde Boom Supersonic, heeft zojuist zijn eerste supersonische vlucht in een testvlucht voltooid. En de bestellingen voor het supersonische vliegtuig stapelen zich al op voordat het zelfs gecommercialiseerd is.

Supersonisch Vliegen

De term supersonisch betekent dat een object sneller beweegt dan de geluidssnelheid. Dit leidt tot een fenomeen waarbij het vliegtuig sneller vliegt dan het geluid dat het genereert. Als gevolg hiervan hoopt het geluid (samengeperste lucht) zich op tot een schok, de zogenaamde supersonische knal.

Omdat de luchtdruk bij zulke snelheden veel hoger is, moet supersonisch vliegen omgaan met een reeks problemen die niet voorkomen bij subsonische snelheden:

  • Overmatige hitte, veroorzaakt door wrijving met de lucht. Dit leidt tot de noodzaak van sterkere materialen zoals titanium of roestvrij staal in plaats van de gebruikelijke aluminiumlegering.
    • Bijvoorbeeld, het Lockheed SR-71 Blackbird‑vliegtuig dat op Mach 3.1 vliegt, kan delen van het vliegtuig zien die boven de 315 °C uitkomen.
  • Meer luchtweerstand verhoogt ook de benodigde energie en het brandstofverbruik.
  • De behoefte aan voldoende lift bij lage snelheden, maar lage weerstand bij hoge snelheden, doet ingenieurs vaak een variabele geometrie voor de vleugels of andere delen van het vliegtuig verkiezen, wat de technische complexiteit vergroot.
  • Speciale soorten motoren, zoals turbofans, zijn nodig om supersonische snelheden te bereiken zonder een raketmotor.

Civiele Supersonische Vluchten

Vooruitgang in turbofanmotoren en supersonisch vliegen leidde tot de ontwikkeling van twee supersonische jetliners voor passagiersvervoer: de Sovjet Tupolev Tu-144 in 1968 en de Anglo‑Franse Concorde in 1969.

Betrouwbaarheidsproblemen, onopgeloste technische kwesties en het gebrek aan vraag in de Sovjet‑economie (het zou slechts één route per week vliegen) zouden het commerciële vooruitzicht van de Tu‑144 vroeg doen mislukken. De Concorde zou een succesvollere ervaring hebben.

Ondanks veel politieke manoeuvres rond het vliegtuig (het was aanvankelijk verboden om naar New York te vliegen), zou de Concorde zich aansluiten bij British Airways en Air France en zich succesvol richten op trans‑Atlantische vluchten, met een grote groep zakelijke klanten die een snellere en luxere vliegervaring wilden.

De Concorde moest ook een reeks zorgen over supersonisch vliegen bestrijden. Bijvoorbeeld, men geloofde enkele jaren ten onrechte dat te veel supersonische luchtvaartmaatschappijen de ozonlaag konden beschadigen. Het was ook verboden om supersonische snelheid boven bewoonde gebieden te gebruiken, waardoor de trans‑Atlantische vlucht de enige haalbare optie was om supersonische snelheid voor het grootste deel van de reis te benutten.

Door zijn lagere draagvermogen, gekoppeld aan het zeer langgerekte aerodynamische profiel, kon de Concorde slechts een derde van de passagiers van een gelijkwaardige subsonische luchtliner vervoeren, wat leidde tot een drie keer hoger brandstofverbruik per passagier.

Als gevolg hiervan waren de vliegtickets van de Concorde altijd enigszins duur, wat de totale markt beperkte. Het bleek echter uiteindelijk winstgevend te zijn, althans voor British Airways.

Desondanks zou een dramatische crash in juli 2000 kort na het opstijgen, waarbij alle 109 personen aan boord omkwamen, het vliegtuig tot stilstand brengen.

De laatste vlucht vond plaats in 2003, deels door de crash en deels omdat het nooit meer werd dan een nicheproduct, tot teleurstelling van de ontwerpers die hadden gehoopt dat het de toekomst van het luchtvervoer zou worden.

Boom Supersonic

Sinds de laatste vlucht van de Concorde leeft de droom van supersonisch massavervoer alleen nog in de hoofden van ambitieuze ingenieurs.

In 2016 trok de aankondiging van Boom Supersonic dat het een supersonische jet voor 40 passagiers ontwikkelde, de aandacht op het bedrijf. Het bedrijf werd opgericht in 2014 en heeft sindsdien in totaal $150 miljoen opgehaald.

Boom ontwikkelt een technologische demonstrator om zijn intern ontworpen en gebouwde supersonische motor te testen, evenals de ontwikkeling van zijn Overture‑airliner en productiecapaciteit, gevestigd in de VS.

De Claims van Boom Supersonic

Boom beweert dat dankzij vooruitgang in engineering en begrip van aerodynamica, het de sonische knal die zijn airliner zal produceren kan “temmen”. Zelfs dan wordt verwacht dat de supersonische snelheden alleen boven de open oceaan plaatsvinden.

De toekomstige airliner van Boom wordt ook verwacht 30 % efficiënter te zijn dan de Concorde en in staat te zijn om van Los Angeles naar Sydney in 6 uur te vliegen.

Het eerste vliegtuig dat in commerciële dienst gaat, wordt verwacht in 2029, met een topsnelheid van Mach 1,7 (1,7× de geluidssnelheid).

Kan Het Werken?

In het grote geheel, wat zou Boom kunnen laten slagen waar Tupolev en Concord mislukten in technologische vooruitgang?

De vorige supersonische luchtliners gebruikten aluminium in plaats van meer geavanceerde materialen, vanwege hun ontwerp uit de jaren zestig. Motorentechnologie, evenals productietechnieken, zijn de afgelopen 60 jaar ook sterk geëvolueerd.

Een ander aspect is dat het bedrijf blijkbaar een voorbeeld heeft genomen aan SpaceX’s focus op verticale integratie en alles vanaf nul ontwerpen, beginnend bij de eerste principes, zoals uitgelegd door oprichter Blake Scholl.

Boom’s 2025 Mijlpaal

In januari 2025 was Boom testplatform XB-1 de eerste burgerlijke supersonische jet gemaakt in Amerika die de geluidsbarrière doorbrak (Mach 1,122), en deed dit drie keer achter elkaar boven de Mojave‑woestijn.

Het vliegtuig wordt aangedreven door drie General Electric (GE.TO ) J-85-15 turbojets en werd gevlogen door Tristan “Geppetto” Brandenburg, een afgestudeerde van de United States Naval Test Pilot School en TOPGUN Adversary, met 2500 totale vlieguren in 30 verschillende vliegtuigen en meer dan 200 carrier arrested landingen.

De volgende stap na de XB-1 demonstrator is om deze op te schalen naar de Overture supersonische airliner.

Overture

Overture moet vliegen op Mach 1,7 op een kruishoogte van 60.000 voet, en is over het algemeen 20 % sneller dan normale vliegtuigen over land en twee keer sneller over water. Het kan 64‑80 passagiers vervoeren, met een bereik van 4.888 mijl (7.867 kilometer).

Overture zal een viermotorontwerp hebben, waardoor de grootte en het gewicht van elke motor worden verminderd. Dit zal ook leiden tot lagere trekvereisten voor elke motor, waardoor het algehele geluidsniveau van het vliegtuig wordt verlaagd.

Overture zal ’s werelds eerste geautomatiseerde geluidsreductiesysteem gebruiken zodat de starts van Overture zullen opgaan in de bestaande langeafstandsvloten.

De zeilvleugelvorm zal ook bijdragen aan geluidsreductie en tegelijkertijd efficiënter zijn bij subsonische snelheden dan de traditionele delta‑vleugelvorm die door militaire supersonische vliegtuigen wordt geprefereerd.

Net als de XB-1 zal de romp van Overture volledig uit koolstofvezelcomposiet bestaan, dat onder supersonische omstandigheden veel minder uitzet en krimpt dan metaal, waardoor veel problemen van de vorige generatie supersonische luchtliners worden opgelost. Het is bovendien lichter, wat een grotere brandstofefficiëntie mogelijk maakt.

Het bedrijf schat dat het meer dan 600 winstgevende routes wereldwijd kan uitvoeren.

Boom heeft al 130 Overture‑bestellingen en pre‑orders veiliggesteld bij wereldwijde luchtvaartmaatschappijen, waaronder American Airlines (AAL ), United en Japan Airlines.

Productie

De Overture superfabriek, geopend in juni 2024 na slechts 17 maanden bouw, streeft ernaar jaarlijks 33 vliegtuigen te produceren. Een geplande tweede assemblagelijn zal de productie verdubbelen tot 66 per jaar.

Boom’s productieprogramma zou de economie van North Carolina met minstens $32,3 billion over 20 jaar moeten laten groeien, met meer dan 2.400 banen.

De fabriek moet LEED‑gecertificeerd zijn (Leadership in Energy and Environmental Design) en 40 % energiezuiniger dan vergelijkbare fabrieken. Dit wordt bereikt dankzij materialen voor stedelijke hitte‑mitigatie, hoogrendement LED‑verlichting en waterbesparing.

In het algemeen streeft de productie en exploitatie van Overture naar netto nul CO₂, met het plan om te kunnen opereren op 100 % duurzame vliegtuigbrandstof (SAF) en een sterke focus op het hergebruiken van gebruikte gereedschappen en het recyclen van componenten op de werkvloer.

Additieve productie (3D‑printen) zal ook een belangrijk onderdeel van het productieproces zijn, inclusief de productie van de motoren.

Symphony

Terwijl de XB-1‑test GE‑motoren gebruikte, zal Overture de eigen Symphony‑motor van het bedrijf gebruiken.

De 72‑inch ventilator zal 35.000 pond stuwkracht leveren en wordt verwacht, vergeleken met andere motoren, 10 % lagere operationele kosten te hebben, 25 % meer tijd in de vleugel door te brengen, en zal worden gebouwd met 3D‑printen.

Elke motor wordt gevoed door een zeer efficiënte axi‑symmetrische inlaat. Deze inlaten zorgen voor uitzonderlijke drukconsistentie, waardoor de motoren met subsonische luchtstroom bij supersonische snelheid kunnen werken.

Industriële Partners

Sommige aspecten van de motor worden ontwikkeld door FTT‑ingenieurs, die hebben gewerkt aan het ontwerpen van de F‑22- en F‑35-motoren. FTT maakt deel uit van het lucht- en defensiebedrijf Kratos (KTOS ).

“Ze kunnen een ontwerp realiseren dat goedkoper zal zijn, betere onderhoudsprestaties zal hebben, enorm betere brandstofefficiëntie zal bieden, en ze zullen het op tijd kunnen afronden zodat Boom hun reeds gestelde mijlpalen kan halen.”

Liz Stein – Voormalig aerodynamisch ingenieur bij FTT en huidige deep‑tech investeerder

Standard Aero (SARO ) zal de partner van Boom zijn voor het onderhoud en de service van de motoren.

“We zijn enthousiast om met Boom samen te werken als hun strategische motor‑MRO‑partner en de kans om bij te dragen aan de veelbelovende toekomst van het bedrijf, zodat hun vliegtuigen de beste motor‑MRO‑diensten van de industrie ontvangen.”

Russell Ford – voorzitter en CEO van Standard Aero.
Colibrium Additive, een dochteronderneming van GE Aerospace (GE ), zal Boom voorzien van 3D‑printen en ontwerpadvies voor de productie van de motor.
ATI (ATI ) zal de geavanceerde hoogtemperatuurmaterialen leveren voor de geïntegreerde bladen en schijfstappen van de hoogdrukcompressor van Symphony, en de turbineschijf.

Andere Technologische Innovaties

Een onopgelost probleem waarmee de vorige generatie commerciële supersonische luchtliners te maken had, is de zeer lange neus die nodig is voor goede supersonische aerodynamica. Dit leidde tot zeer slecht zicht tijdens landing en start.

De Concorde had dit “opgelost” met een variabel gevormde neus, die zeer complex bleek te onderhouden en tevens extra gewicht toevoegde.

In plaats daarvan heeft Boom een augmented‑reality‑visiesysteem geïmplementeerd in een op het hoofd gedragen apparaat en op het primaire vluchtdisplay van de piloot, waardoor de cockpit wordt heruitgevonden, en maakt gebruik van de Honeywell Anthem (HON ) avionicasuite.

De cockpit van Overture zal ook force‑feedback sidesticks bevatten, een primeur in een commerciële luchtliner, high‑definition 17‑inch touchscreens, en voortdurende over‑the‑air software‑updates.

Een Verbeterende Markt

Naast nieuwe technologie is er, vergeleken met de Concorde, een fundamentele verandering: de markt voor supersonisch vliegen is ook radicaal veranderd.

De wereld is nu veel meer geglobaliseerd, en winstgevollere supersonische routes worden overwogen, zoals boven de Noordpool, over de Stille Oceaan en in Azië.

Dit wordt ondersteund door een paar gegevenspunten:

  • 97 % van de wereldwijde premium reizigers is geïnteresseerd in supersonische vluchten voor langeafstandsinternationale reizen.
  • Zij zijn bereid 55 % meer te betalen dan subsonische business class voor supersonisch reizen.
  • 87 % zou bereid zijn hun voorkeursluchtvaartmaatschappij te veranderen om toegang te krijgen tot supersonisch reizen.
  • 64 % van de beïnvloeders in zakelijk reizen had luchtvaartmaatschappijen die met hen spraken over supersonisch.

Concurrenten

Boom staat niet alleen in de race om de eerste supersonische airliner van de 21ste eeuw te worden, zelfs al heeft het een voorsprong gekregen met de XB‑1‑vlucht. Onder de meest serieuze concurrenten kunnen worden genoemd:

Hypersonische Vluchten

Als supersonisch vliegen veelbelovend is, wat dan van hypersonisch? Deze vluchten zouden zo snel zijn dat ze van New York naar Parijs in minder dan 90 minuten kunnen afleggen.

Dit is het pad dat Hermeus volgt met zijn toekomstige Halcyon‑airliner die op Mach 5 vliegt.

Bron: Hermeus

Het bedrijf ontwerpt ook een hypersonisch UAV voor de Amerikaanse luchtmacht (Dark Horse), en beide vliegtuigen zullen worden aangedreven door de Chimera‑motor van het bedrijf, die getest zal worden in het Quarter Horse testvliegtuig.

Hypersonische technologie maakt gebruik van andere motoren dan normale subsonische of supersonische vliegtuigen, meestal ramjet‑ontwerpen.

Bron: Tech Brief

Een andere mogelijke technologie om hypersonische snelheden te bereiken is de detonatiemotor, die explosies in plaats van verbranding gebruikt om stuwkracht te genereren.

Recentelijk is een nog geavanceerdere detonatie‑ramjet, of Ram‑Rotor Detonation Engine (RRDE), getest door Chinese wetenschappers in simulatie en zou binnenkort in prototyping kunnen gaan.

Over het algemeen, hoewel minder bewezen, zou hypersonisch vliegen de volgende stap kunnen zijn, die zelfs de beloften van supersonische commerciële vluchten kan overtreffen.

Supersonisch Motorbedrijf

GE Aerospace

General Electric Company (GE +0.27%)

Boom Supersonic is nog steeds een privégenoteerd bedrijf, maar beleggers kunnen aandelen kopen van toonaangevende subsonische en supersonische motorfabrikanten, waarvan de leider GE Aerospace is.

General Electric Aerospace is het resultaat van de opsplitsing van het GE-conglomeraat in 3 delen in 2024: GE Aerospace, GE HealthCare (GEHC -0,89%), en GE Vernova (GEV ) (energie) (GEV -3%).

Dit werd gedaan om het bedrijf te heroriënteren op kerncompetenties, na enkele decennia van financialisering die uiteindelijk een netto negatieve uitkomst opleverde.

Het bedrijf is een centrale leverancier voor de luchtvaartindustrie, met ongeveer 3 miljard mensen die per jaar reizen met GE Aerospace‑technologie, en ongeveer 900.000 mensen die op elk moment vliegen in door GE aangedreven vliegtuigen (3 van de 4 commerciële vluchten). Dit is gebaseerd op een reeks motoren voor alle vliegtuiggroottes en toepassingen.

Op de lange termijn wordt verwacht dat deze reeks motoren wordt vervangen door een nieuwe generatie met hogere brandstofefficiëntie, bereikt door langdurige R&D‑inspanningen. Dit zou een verbetering van 10‑15 % in brandstofefficiëntie voor civiele vliegtuigen kunnen betekenen en tot 25 % voor militaire vliegtuigen.

Naast motoren biedt het bedrijf ook siliciumcarbide‑technologie voor elektrische energiesystemen, en avionica (vliegtuigelektronica en computers).

Het bedrijf is al lange tijd een leider in vliegtuigpropulsiesystemen. Verreweg het grootste deel van de activiteit wordt gedreven door de civiele sector ($23,9 mrd omzet in 2023), gevolgd door de defensiesector ($9 mrd).

70 % van de omzet van het bedrijf komt uit diensten, met name motoronderhoud en -reparatie, waardoor het een zeer stabiele inkomstenbron is.

Het bedrijf investeert in toekomstige technologie om zijn voorsprong te behouden, met name 3D‑printen via GE Additive, de enige OEM (Original Equipment Manufacturer) in metalen additieve productie met een volledige end‑to‑end‑oplossing.

Zoals we zagen, is het een belangrijke partner van Boom Supersonic voor het 3D‑printen van hun eigen supersonische motoren.

GE’s roterende detonatiemotor

GE heeft ook de wereldprimeur hypersonische dual‑mode ramjet (DMRJ) testopstelling met roterende detonatieverbranding (RDC) in een supersonische stroming bereikt.

Dit werd mogelijk gemaakt dankzij GE’s beheersing van hoogtemperatuur keramische matrixcomposieten (CMCs), siliciumcarbide‑poweerelektronica, additieve technologieën en geavanceerd thermisch beheer.

“De significante resultaten die we tot nu toe hebben behaald geven ons vertrouwen dat we op de juiste weg zijn.

Het team heeft zich zeer snel ontwikkeld; het kostte slechts 12 maanden van start tot finish voor de DMRJ‑demo met RDC. Het team ligt op schema met zijn doel om volgend jaar een volledige DMRJ met RDC op schaal te demonstreren.

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

Hypersonische motoren zoals deze kunnen eerst worden gebruikt in geavanceerde militaire toepassingen, van gevechtsvliegtuigen tot raketten. Maar ze zullen waarschijnlijk op een dag ook hun weg vinden naar civiele hypersonische vliegtuigen, en GE’s aanwezigheid in beide markten zou moeten helpen om van deze opkomende technologie te profiteren.

Over het algemeen, na een lange periode als richtingsloos conglomeraat en met focus op financiële engineering, lijkt het erop dat GE weer op koers is om zich opnieuw te vestigen als een centrum van Amerikaans engineering en productie, op een moment dat re‑industrialisatie en re‑shoring sterke trends zijn.

Van het vervaardigen van Boom’s motor tot het al betreden van hypersonische motortechnologie, lijkt GE Aerospace goed gepositioneerd voor het volgende hoofdstuk in de luchtvaart, zowel militair als commercieel.

mm

Jonathan is een voormalig biochemisch onderzoeker die werkzaam was in genetische analyse en klinische proeven. Hij is nu een aandelenanalist en financieel schrijver met een focus op innovatie, marktcycli en geopolitiek in zijn publicatie 'The Eurasian Century'.