Romfart

Forhåndsbestillinger vokser for XB-1 når den bryter lydmuren i siste test

mm
Publisert
Oppdatert
Legg til Securities.io blant dine foretrukne kilder på Google
Opplysning: Securities.io kan motta betaling når du bruker lenker til produkter vi vurderer. Dette påvirker ikke våre redaksjonelle vurderinger. Vi er ikke en registrert investeringsrådgiver; dette er ikke investeringsråd. Les vår affiliateopplysning.

Supersonisk gjenfødelse

Siden begynnelsen av luftfart har industrien alltid søkt etter måter å transportere flere mennesker raskere og/eller billigere på. Da supersonisk flyging ble oppfunnet kort tid etter andre verdenskrig, ble det forventet at den gradvis skulle overta industrien, i det minste for langdistanseflyvninger, hvor den ekstra hastigheten ga en mye bedre brukeropplevelse.

Det ble imidlertid ikke slik. Mens supersoniske fly er svært viktige i militæret, er sivile flyvninger fortsatt, den dag i dag, for det meste subsoniske, og tar mer enn en halv dag for interkontinentale flyvninger.

Dette skyldtes en kombinasjon av faktorer, fra overdrevne kostnader til vanskeligheten med å håndtere soniske boom over befolkede områder. Som et resultat var den siste sivile supersoniske flyvningen i 2003.

Og det kan endre seg, da et nytt selskap, det treffende navnet Boom Supersonic, nettopp har oppnådd sin første supersoniske flyvning i en testflyvning. Og bestillingene for det supersoniske flyet hoper seg allerede opp før det i det hele tatt er kommersialisert.

Supersonisk flyging

Begrepet supersonisk betyr at et objekt beveger seg raskere enn lydens hastighet. Dette fører til et fenomen der flyet flyr raskere enn lyden det genererer. Som et resultat akkumuleres lyden (komprimert luft) til den skaper en sjokk, den såkalte supersoniske boom.

Fordi lufttrykket er mye sterkere ved slike hastigheter, må supersonisk flyging håndtere en rekke problemer som ikke ses ved subsoniske hastigheter:

  • Overdreven varme fra friksjonen med luften. Dette fører til at sterkere materialer som titan eller rustfritt stål kreves i stedet for den vanlige aluminiumlegeringen.
    • For eksempel kunne Lockheed SR-71 Blackbird-jeten som flyr i Mach 3,1 ha noen deler av flyet som nådde over 315 °C.
  • Mer luftmotstand øker også energibehovet og øker drivstofforbruket.
  • Behovet for tilstrekkelig løft ved lave hastigheter, men lavt drag ved høye hastigheter, får ofte ingeniører til å foretrekke variabel geometri for vingene eller andre deler av flyet, noe som øker ingeniørkompleksiteten.
  • Spesielle motortyper som turbofaner kreves for å nå supersoniske hastigheter uten en rakettmotor.

Sivile supersoniske flyvninger

Fremskritt innen turbofanmotorer og supersonisk flyging førte til utviklingen av to supersoniske jetfly for passasjertransport: den sovjetiske Tupolev Tu-144 i 1968 og den anglo-franske Concorde i 1969.

Pålitelighetsproblemer, uløste tekniske problemer og den sovjetiske økonomiens mangel på etterspørsel (den ville bare fly en rute én gang i uken) ville ødelegge de kommersielle utsiktene for Tu-144 tidlig. Concorde hadde en mer vellykket erfaring.

Til tross for mye politisk spill rundt flyet (det ble i utgangspunktet forbudt å fly til New York), ble Concorde med British Airways og Air France og fokuserte med suksess på transatlantiske flyvninger, med en stor gruppe forretningsreisende som ønsket en raskere og mer eksklusiv flyopplevelse.

Concorde måtte også kjempe mot en rekke bekymringer om supersonisk flyging. For eksempel ble det i noen år, feilaktig, antatt at for mange supersoniske passasjerfly kunne skade ozonlaget. Det var også forbudt å bruke supersonisk hastighet over befolkede områder, noe som gjorde transatlantisk flyvning til det eneste levedyktige alternativet for å bruke supersonisk hastighet for mesteparten av reisen.

På grunn av sin lavere kapasitet, knyttet til den svært langstrakte aerodynamiske profilen, kunne Concorde kun frakte 1/3 av passasjerene til et tilsvarende subsonisk fly, noe som førte til en tre ganger høyere drivstofforbruk per passasjer.

Som et resultat var Concordes flybilletter alltid noe dyre, noe som begrenset det totale markedet. Det viste seg imidlertid til slutt å være lønnsomt, i det minste for British Airways.

Like en dramatisk krasj i juli 2000 kort tid etter avgang, som drepte alle de 109 personene ombord, ville sette flyet på bakken.

Den siste flyvningen kom i 2003, delvis på grunn av krasjen og delvis fordi den aldri klarte å bli mer enn et nisjeprodukt, noe som skuffet designerne som hadde håpet at den kunne bli fremtiden for luftreiser.

Boom Supersonic

Siden Concordes siste flyvning har drømmen om supersonisk flyging i mainstream kun levd i sinnet til ambisiøse ingeniører.

I 2016 kunngjorde Boom Supersonic at de utviklet et supersonisk jet for 40 passasjerer, noe som trakk oppmerksomhet til selskapet. Selskapet ble grunnlagt i 2014 og har samlet inn totalt 150 millioner dollar siden.

Boom har utviklet en teknologidemonstrator for å teste sin internt designede og bygde supersoniske motor, samt utviklet Overture-passasjerflyet og produksjonskapasiteten, basert i USA.

Påstandene til Boom Supersonic

Boom hevder at takket være fremskritt innen ingeniørkunst og forståelse av aerodynamikk, kan de «tamme» sonisk boom som deres passasjerfly vil produsere. Selv da forventes supersoniske hastigheter kun å forekomme over åpent hav.

Det fremtidige passasjerflyet fra Boom forventes også å være 30 % mer effektivt enn Concorde, og kunne fly fra Los Angeles til Sydney på 6 timer.

Det første flyet som settes i tjeneste for kommersiell flyging forventes i 2029, med en topphastighet på Mach 1,7 (1,7 × lydens hastighet).

Kan det fungere?

I det store bildet, hva kan få Boom til å lykkes der Tupolev og Concord mislyktes i teknologisk fremgang?

De tidligere supersoniske passasjerflyene brukte aluminium i stedet for mer avanserte materialer, på grunn av designet som går tilbake til 1960-tallet. Motorteknologi, så vel som produksjonsteknikker, har også gjort store fremskritt de siste 60 årene.

Et annet aspekt er at selskapet ser ut til å ha tatt inspirasjon fra SpaceX sin fokus på vertikal integrasjon og å designe alt fra bunnen av, med utgangspunkt i første prinsipper, som forklart av grunnlegger Blake Scholl.

Boom sitt 2025-milepæl

I januar 2025 Booms testplattform XB-1 var den første amerikanske sivile supersoniske jeten som brøt lydmuren (Mach 1,122), og gjorde det tre ganger på rad over Mojave-ørkenen.

Flyet drives av tre General Electric (GE.TO ) J-85-15 turbojetmotorer og ble piloter av Tristan “Geppetto” Brandenburg, en utdannet fra United States Naval Test Pilot School og TOPGUN Adversary, med 2500 totale flytimer i 30 forskjellige fly og over 200 landinger på hangarskip.

Steget etter XB-1-demonstratoren er å skalere den opp til Overture supersoniske passasjerfly.

Overture

Overture skal fly i Mach 1,7 på en cruisehøyde på 60 000 fot, og være totalt 20 % raskere enn vanlige fly over land og dobbelt så rask over vann. Den vil kunne frakte 64–80 passasjerer, med en rekkevidde på 4 888 miles (7 867 kilometer).

Overture vil ha en fire-motor design, noe som bidrar til å redusere størrelse og vekt på hver motor. Dette vil også resultere i lavere påkrevde pålitelighetskrav for hver motor, og redusere det samlede støynivået til flyet.

Overture vil benytte verdens første automatiserte støydempingssystem slik at Overtures avgang vil smelte inn med eksisterende langdistanseflåter.

Den gullvingformede strukturen vil også bidra til støydemping samtidig som den er mer effektiv ved subsoniske hastigheter enn den tradisjonelle delta-vingeformen som foretrekkes av militære supersoniske fly.

Som XB-1 vil Overtures kropp bli bygget helt av karbonfiberkompositt, som utvider og trekker seg sammen mye mindre enn metall under supersoniske forhold, og løser mange av problemene den forrige generasjonen supersoniske passasjerfly opplevde. Den er også lettere, noe som gir større drivstoffeffektivitet.

Selskapet anslår at det kan betjene over 600 lønnsomme ruter i verden.

Boom har allerede sikret 130 Overture-bestillinger og forhåndsbestillinger med globale flyselskaper, inkludert American Airlines (AAL ), United og Japan Airlines.

Produksjon

Overture superfabrikk, åpnet i juni 2024 etter kun 17 måneders bygging, vil ha som mål å produsere 33 fly årlig. En planlagt andre samlebånd vil doble flyproduksjonen til 66 per år.

Boom sitt produksjonsprogram bør øke North Carolinas økonomi med minst 32,3 milliarder dollar over 20 år, og legge til mer enn 2 400 jobber.

Fabrikken bør være LEED-sertifisert (Leadership in Energy and Environmental Design), og være 40 % mer energieffektiv enn lignende fabrikker. Dette vil oppnås takket være materialer for urban varmemitigering, høy‑effektiv LED‑belysning og vannbesparelse.

Generelt har Overture-produksjon og -drift som mål netto null karbon, med planen om å kunne operere på 100 % bærekraftig flydrivstoff (SAF) og sterkt fokus på gjenbruk av brukt verktøy og resirkulering av komponenter på verkstedgulvet.

Additiv produksjon (3D‑printing) vil også bli en nøkkeldel av produksjonsprosessen, inkludert i produksjonen av motorene.

Symphony

Mens XB-1-testen brukte GE-motorer, vil Overture bruke selskapets egen Symphony-motor.

Den 72″‑store viften vil levere 35 000 pund thrust, og forventes å operere, sammenlignet med andre motorer, med 10 % lavere driftskostnader, bruke 25 % mer tid i vingene, og vil bli bygget ved hjelp av 3D‑printing.

Hver motor får luft gjennom en høyeffektiv aksisymmetrisk inntak. Disse inntakene gir eksepsjonell trykkonsistens som gjør at motorene kan operere med subsonisk luftstrøm ved supersonisk hastighet.

Industrielle partnere

Noen aspekter av motoren utvikles av FTT‑ingeniører, som har jobbet med design av F‑22‑ og F‑35‑motorene. FTT er en del av forsvars- og romfartsfirmaet Kratos (KTOS ).

“De kan få et design som blir billigere, som vil ha bedre vedlikeholdsytelse, som vil ha enormt bedre drivstoffeffektivitet, og de vil kunne få det gjort innen tidsrammen som gjør at Boom kan nå sine allerede satte milepæler.”
Liz Stein – Tidligere aerodynamikkingeniør hos FTT og nåværende deep‑tech investor

Standard Aero (SARO ) vil være Booms partner for vedlikehold og service av motorene.

“Vi er begeistret for å samarbeide med Boom som deres strategiske motor‑MRO‑partner og muligheten til å bidra til selskapets lyse fremtid, og sikre at deres fly får bransjens beste motor‑MRO‑tjenester.”
Russell Ford – Styreleder & administrerende direktør i Standard Aero.

Colibrium Additive, et datterselskap av GE Aerospace (GE ), vil levere 3D‑printing og designkonsultasjon til Boom for produksjon av motoren.

ATI (ATI ) vil levere avanserte høytemperaturmaterialer for Symphony‑s høytrykkskompressor integrerte blad‑ og skive‑stadier, samt turbinskive.

Andre teknologiske innovasjoner

Et uløst problem den forrige generasjonen av kommersielle supersoniske passasjerfly måtte håndtere, er den svært lange nesen som kreves for god supersonisk aerodynamikk. Dette førte til svært dårlig sikt under landing og avgang.

Concorde “løste” dette med en variabelt formet nese, som viste seg svært komplisert å vedlikeholde og som også la til vekt.

I stedet adopterte Boom et augmented reality‑visjonssystem i en hodesett og på pilotens primære flydisplay, og reinventerte cockpiten i prosessen, ved å utnytte Honeywell Anthem (HON ) avionikkpakke.

Overtures cockpit vil også inkludere kraft‑feedback sidesticks, en første i et kommersielt passasjerfly, høy‑definisjons 17‑tommers berøringsskjermer, og pågående over‑the‑air programvareoppdateringer.

Et forbedrende marked

I tillegg til ny teknologi, er en endring sammenlignet med Concorde at markedet for supersonisk flyging også har endret seg radikalt.

Verden er nå mye mer globalisert, og mer lønnsomme supersoniske ruter vurderes enn London‑New York‑ruten, for eksempel over Arktis, over Stillehavet og i Asia.

  • 97 % av globale premium‑reisende er interessert i supersoniske flyvninger for langdistanse internasjonale reiser.
  • De er villige til å betale 55 % mer enn subsonisk business‑klasse for supersonisk reise.
  • 87 % ville være villige til å bytte foretrukket flyselskap for å få tilgang til supersonisk reise.
  • 64 % av påvirkere innen bedriftsreiser hadde flyselskaper som snakket med dem om supersonisk.

Konkurrenter

Boom er ikke alene i kappløpet om å bli det første supersoniske passasjerflyet på 21.st århundre, selv om de har fått et forsprang med XB-1-flyvningen. Blant de mest seriøse konkurrentene kan nevnes:

Hypersoniske flyvninger

Hvis supersonisk flyging er lovende, hva med hypersonisk? Disse flyvningene ville være så raske at de kunne reise fra New York til Paris på under 90 minutter.

Dette er veien som Hermeus forfølger med sitt fremtidige Halcyon-passasjerfly som går i Mach 5.

Kilde: Hermeus

Selskapet designer også en hypersonisk UAV for det amerikanske luftforsvaret (Dark Horse), og begge flyene vil bli drevet av selskapets Chimera‑motor, som skal testes i Quarter Horse testfly.

Hypersonisk teknologi er avhengig av andre motorer enn vanlige subsoniske eller supersoniske fly, vanligvis ramjet‑design.

Kilde: Tech Brief

En annen mulig teknologi for å nå hypersoniske hastigheter er detonasjonsmotoren, som bruker eksplosjoner i stedet for forbrenning for å generere skyvekraft.

Nylig har en enda mer avansert detonasjon‑ramjet, eller Ram‑Rotor Detonation Engine (RRDE), blitt testet av kinesiske forskere i simulering og kan snart gå inn i prototyping.

Alt i alt, selv om teknologien er mindre demonstrert, kan hypersonisk flyging være neste steg, i stand til å overgå selv løftene fra supersonisk kommersiell flyging.

Supersonisk motorfirma

GE Aerospace

General Electric Company (GE +0.27%)

Boom Supersonic er fortsatt et privat notert selskap, men investorer kan kjøpe aksjer i ledende subsoniske og supersoniske motorprodusenter, hvor lederen er GE Aerospace.

General Electric Aerospace er resultatet av oppsplittingen av GE‑konglomeratet i 3 deler i 2024: GE Aerospace, GE HealthCare (GEHC -0,89%), og GE Vernova (GEV ) (energi) (GEV -3%).

Dette ble gjort for å fokusere selskapet på kjernekompetanse, etter flere tiår med finansialisering som til slutt viste seg å være netto negativ.

Selskapet er en sentral leverandør til luftfartsindustrien, med rundt 3 milliarder mennesker som reiser med GE Aerospace‑teknologi hvert år, og rundt 900 000 personer som flyr i GE‑drevne fly til enhver tid (3 av 4 kommersielle flyvninger). Dette er bygget på en rekke motorer for alle flystørrelser og -applikasjoner.

På lang sikt forventes dette motorutvalget å bli erstattet av en ny generasjon med høyere drivstoffeffektivitet, oppnådd gjennom langsiktige FoU‑innsats. Dette kan ligge i området 10‑15 % drivstoffeffektivitetforbedring for sivile fly og opptil 25 % for militære fly.

I tillegg til motorer tilbyr selskapet også silisiumkarbid‑teknologi for elektriske kraftsystemer, og avionikk (flyelektronikk og datamaskiner).

Selskapet har lenge vært en leder innen flypropulsjonssystemer. Aktiviteten drives i stor grad av den sivile sektoren ($23,9 mrd inntekter i 2023), etterfulgt av forsvarsegmentet ($9 mrd).

70 % av selskapets inntekter kommer fra tjenester, spesielt motorvedlikehold og reparasjon, noe som gir en svært stabil inntekt.

Selskapet investerer i fremtidig teknologi for å beholde sin edge, spesielt 3D‑printing med GE Additive, den eneste OEM (Original Equipment Manufacturer) innen metall‑additiv produksjon med en fullstendig end‑to‑end‑løsning.

Som vi har sett, er det en nøkkelpartner med Boom Supersonic for 3D‑printing av deres egne supersoniske motorer.

 

GEs roterende detonasjonsmotor

GE oppnådde også den verdens første hypersoniske dual‑mode ramjet (DMRJ) test med roterende detonasjonsforbrenning (RDC) i en supersonisk strøm.

Dette ble mulig takket være GEs mestring av høytemperatur keramiske matrise‑kompositter (CMCs), silisiumkarbid‑kraft‑elektronikk, additive teknologier og avansert termisk styring.

“De betydelige resultatene vi har oppnådd til dags dato gir oss tillit til at vi beveger oss i riktig retning.
Teamet har beveget seg svært raskt, det tok bare 12 måneder fra start til slutt for DMRJ‑demonstrasjonen med RDC. Teamet er på rett vei med målet om å demonstrere en full DMRJ med RDC i skala neste år.”
Mark Rettig – Vice President & General Manager, Edison Works Business & Technology Development, GE Aerospace

Hypersoniske motorer som denne kan først bli brukt i avanserte militære applikasjoner, fra kampfly til missiler. Men de vil sannsynligvis også finne vei inn i sivile hypersoniske fly en dag, og GEs tilstedeværelse i begge markedene bør bidra til å utnytte denne fremvoksende teknologien.

Alt i alt, etter en lang periode som et retningsløst konglomerat med fokus på finansingeniørkunst, ser det ut til at GE er tilbake på sporet for å gjenopprette seg som et sentrum for amerikansk ingeniørkunst og produksjon, i en tid hvor re‑industrialiserings‑ og re‑shoring‑trender er sterke.

Fra å produsere Booms motor til allerede å gå inn i hypersonisk motorteknologi, ser det ut til at GE Aerospace er godt posisjonert for neste kapittel i romfart, både militær og kommersiell flyging.

mm

Jonathan er en tidligere biokjemisk forsker som har arbeidet med genetisk analyse og kliniske studier. Han er nå aksjeanalytiker og finansskribent med fokus på innovasjon, markedssykluser og geopolitikk i sin publikasjon 'The Eurasian Century'.⁣⁣⁣​⁣