Rymden

Förhandsbeställningar ökar för XB-1 när den bryter ljudbarriären i senaste testet

mm
Publicerad
Uppdaterad
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Information: Securities.io kan få ersättning när du använder länkar till produkter vi granskar. Det påverkar inte våra redaktionella bedömningar. Vi är inte registrerad investeringsrådgivare; detta är inte investeringsråd. Läs vår affiliateinformation.

Supersonisk återfödelse

Sedan luftfartens början har branschen alltid letat efter sätt att transportera fler människor snabbare och/eller billigare. När supersonisk flygning uppfanns strax efter andra världskriget förväntades den successivt ta över industrin, åtminstone för långdistansflyg, där den extra hastigheten omvandlades till en mycket bättre användarupplevelse.

Det blev dock inte så. Även om supersoniska flygplan är mycket viktiga för militären är civila flyg fortfarande, än idag, mest subsoniska och tar mer än en halv dag för interkontinentala flyg.

Det berodde på en kombination av faktorer, från överdrivna kostnader till svårigheten att hantera soniska smällar över befolkade områden. Som en följd av detta var den sista civila supersoniska flygningen år 2003.

Och det kan förändras, eftersom ett nytt företag, det passande namnet Boom Supersonic, just har genomfört sin första supersoniska flygning i ett testflyg. Och beställningarna för det supersoniska planet samlas redan innan det ens har kommersialiserats.

Supersonisk flygning

Termen supersonisk betyder att ett föremål rör sig snabbare än ljudets hastighet. Detta resulterar i ett fenomen där planet flyger snabbare än det ljud det genererar. Som ett resultat samlas ljudet (komprimerad luft) tills det skapar en chock, den så kallade supersoniska smällen.

Eftersom lufttrycket är mycket starkare vid sådana hastigheter måste supersonisk flygning hantera en uppsättning problem som inte ses vid subsoniska hastigheter:

  • Överdriven värme från friktionen med luften. Detta leder till att starkare material som titan eller rostfritt stål krävs istället för den vanliga aluminiumlegeringen.
    • Till exempel, Lockheed SR-71 Blackbird-jet som flyger i Mach 3.1 kunde se vissa delar av flygplanet nå över 315 °C.
  • Mer luftmotstånd ökar också den energi som behövs och ökar bränsleförbrukningen.
  • Behovet av tillräckligt lyft vid låga hastigheter, men låg dragkraft vid höga hastigheter, får ofta ingenjörer att föredra en variabel geometri för vingarna eller andra delar av planet, vilket ökar den tekniska komplexiteten.
  • Specialtyper av motorer som turbofläktar krävs för att nå supersoniska hastigheter utan en raketmotor.

Civila supersoniska flygningar

Framsteg inom turbofläktmotorer och supersonisk flygning ledde till utvecklingen av två supersoniska jetplan för passagerartransport: den sovjetiska Tupolev Tu-144 år 1968 och den anglo-franska Concorde år 1969.

Tillförlitlighetsproblem, olösta tekniska problem och den sovjetiska ekonomins brist på efterfrågan (den skulle bara flyga en rutt en gång i veckan) skulle tidigt förgöra de kommersiella utsikterna för Tu-144. Concorden hade en mer framgångsrik erfarenhet.

Trots mycket politisk manövrering kring planet (det var initialt förbjudet att flyga till New York) gick Concorden med British Airways och Air France och fokuserade framgångsrikt på transatlantiska flyg, med en stor grupp affärsresenärer som ville ha en snabbare och mer exklusiv flygupplevelse.

Concorden var också tvungen att bekämpa en rad farhågor kring supersonisk flygning. Till exempel troddes felaktigt under några år att för många supersoniska flygplan kunde skada ozonskiktet. Det var också förbjudet att använda supersonisk hastighet över bebodda områden, vilket gjorde transatlantiska flyg till det enda genomförbara alternativet för att använda supersonisk hastighet för större delen av resan.

På grund av sin lägre kapacitet, kopplad till dess mycket utdragna aerodynamiska profil, kunde Concord bara transportera 1/3 av passagerarna jämfört med ett motsvarande subsoniskt flygplan, vilket ledde till en tre gånger högre bränsleförbrukning per passagerare.

Som en följd var Concords flygbiljetter alltid något dyra, vilket begränsade dess totala marknad. Det visade sig dock i slutändan vara lönsamt, åtminstone för British Airways.

Ändå skulle en dramatisk krasch i juli 2000 kort efter start, där alla 109 personer ombord omkom, lägga planet på marken.

Källa: Aviation A2Z

Dess sista flygning skedde 2003, delvis på grund av kraschen och delvis för att den aldrig lyckades bli mer än en nischprodukt, vilket besvikde dess designers som hade hoppats att den skulle bli framtiden för luftresor.

Boom Supersonic

Sedan Concordens sista flygning har drömmen om mainstream supersonisk flygning bara levt i sinnet hos ambitiösa ingenjörer.

År 2016 meddelade Boom Supersonic att de utvecklade ett supersoniskt jet för 40 passagerare, vilket väckte uppmärksamhet kring företaget. Företaget grundades 2014 och har sedan dess samlat in totalt 150 miljoner dollar.

Boom har utvecklat en teknologidemonstrator för att testa sin internt designade och byggda supersoniska motor, samt utvecklar sitt Overture-airliner och sin tillverkningskapacitet, baserad i USA.

Boom Supersonics påståenden

Boom påstår att tack vare framsteg inom ingenjörskonst och förståelse för aerodynamik kan de ”dämpa” den soniska smällen som deras airliner kommer att producera. Även då förväntas de supersoniska hastigheterna endast uppstå över öppet hav.

Booms framtida airliner förväntas också vara 30 % mer effektiv än Concord och kunna flyga från Los Angeles till Sydney på 6 timmar.

Det första planet som ska tas i tjänst för kommersiella flyg förväntas år 2029, med en topphastighet på Mach 1,7 (1,7 gånger ljudets hastighet).

Kan det fungera?

I det stora perspektivet, vad kan få Boom att lyckas där Tupolev och Concord misslyckades i teknologisk utveckling?

De tidigare supersoniska flygplanen använde aluminium istället för mer avancerade material, på grund av deras design som går tillbaka till 1960-talet. Motorteknik, liksom tillverkningstekniker, har också gjort stora framsteg under de senaste 60 åren.

En annan aspekt är att företaget verkar ha tagit efter SpaceX:s fokus på vertikal integration och att designa allt från grunden, med utgångspunkt i grundprinciper, vilket förklaras av grundaren Blake Scholl.

Boom’s 2025-milstolpe

I januari 2025, Boom testplattform XB-1 var den första civila supersoniska jet som tillverkats i USA att bryta ljudbarriären (Mach 1,122), och gjorde det tre gånger i rad över Mojaveöknen.

Flygplanet drivs av tre General Electric (GE.TO ) J-85-15 turbofläktmotorer och piloterades av Tristan “Geppetto” Brandenburg, en examen från United States Naval Test Pilot School och TOPGUN Adversary, med 2500 totala flygtimmar i 30 olika flygplan och över 200 landningar med fäktningsbåge på hangarfartyg.

Steget efter XB-1-demonstratorn är att skala upp den till Overture supersoniska airliner.

Overture

Overture bör flyga i Mach 1,7 på en marschhöjd på 60 000 fot, vilket är totalt 20 % snabbare än vanliga flygplan över land och dubbelt så snabbt över vatten. Den kommer kunna transportera 64–80 passagerare, med en räckvidd på 4 888 miles (7 867 kilometer).

Overture kommer att ha en fyrmotorig design, vilket hjälper till att minska storlek och vikt på varje motor. Detta kommer också att leda till lägre påkrafter för varje motor, vilket minskar flygplanets totala bullernivå.

Overture kommer att använda världens första automatiserade bullerdämpningssystem så att Overtures starttar kan smälta in med befintliga långdistansflottor.

Dess måsfjäderform kommer också att bidra till bullerdämpning samtidigt som den är mer effektiv vid subsoniska hastigheter än den traditionella deltaformade vingformen som föredras av militära supersoniska flygplan.

Precis som XB-1 kommer Overtures kropp att byggas helt i kolfiberkomposit, vilket expanderar och kontrakterar mycket mindre än metall under supersoniska förhållanden, vilket löser många av de problem som den föregående generationen av supersoniska airliners upplevde. Den är också lättare, vilket möjliggör större bränsleeffektivitet.

Företaget uppskattar att det kan genomföra över 600 lönsamma rutter världen över.

Boom har redan säkrat 130 Overture-beställningar och förhandsbeställningar med globala flygbolag, inklusive American Airlines (AAL ), United och Japan Airlines.

Produktion

Overture-superfabriken, som öppnades i juni 2024 efter endast 17 månaders byggtid, kommer att sikta på att producera 33 flygplan per år. En planerad andra monteringslinje kommer att dubbla flygplansproduktionen till 66 per år.

Boom:s tillverkningsprogram bör öka North Carolinas ekonomi med minst 32,3 miljarder dollar över 20 år, och skapa mer än 2 400 jobb.

Fabriken bör vara LEED-certifierad (Leadership in Energy and Environmental Design) och vara 40 % mer energieffektiv än liknande fabriker. Detta kommer att uppnås tack vare material för urban värmereducering, högeffektiv LED-belysning och vattenbesparing.

Övergripande syftar Overture-produktion och drift mot nettonoll koldioxid, med planen att kunna drivas på 100 % hållbart flygbränsle (SAF) och ett starkt fokus på återanvändning av verktyg samt återvinning av komponenter på verkstadsgolvet.

Additiv tillverkning (3D-utskrift) kommer också att vara en nyckeldel av tillverkningsprocessen, inklusive i produktionen av motorerna.

Symphony

Medan XB-1-testet använde GE-motorer, kommer Overture att använda företagets egen Symphony-motor.

Den 72″‑fläkt kommer att leverera 35 000 pund i dragkraft och förväntas, jämfört med andra motorer, ha 10 % lägre driftskostnader, tillbringa 25 % mer tid i vingarna och byggas med 3D-utskrift.

Varje motor matas av ett högpresterande axi‑symmetriskt intag. Dessa intag ger exceptionell tryckkonsekvens som möjliggör att motorerna kan operera med subsonisk luftflöde vid supersonisk hastighet.

Industriella partners

Vissa aspekter av motorn utvecklas av FTT‑ingenjörer, som arbetat med designen av F-22‑ och F-35‑motorerna. FTT är en del av försvars- och rymdföretaget Kratos (KTOS ).

“De kan få en design som blir billigare, har bättre underhållsprestanda, har enormt bättre bränsleeffektivitet, och de kommer kunna slutföra den inom den tidsram som gör att Boom kan nå de milstolpar de redan har satt.”

Liz Stein – Tidigare aerodynamikingenjör på FTT och nuvarande deep‑tech‑investerare

Standard Aero (SARO ) kommer att vara Booms partner för underhåll och service av motorerna.

“Vi är glada över att samarbeta med Boom som deras strategiska motor‑MRO‑partner och möjligheten att bidra till företagets ljusa framtid, och säkerställa att deras flygplan får branschens bästa motor‑MRO‑tjänster.”

Russell Ford – Ordförande & VD för Standard Aero.

Colibrium Additive, ett dotterbolag till GE Aerospace (GE ), kommer att tillhandahålla 3D‑utskrift och designkonsultation till Boom för motorproduktionen.

ATI (ATI ) kommer att leverera avancerade högtemperaturmaterial för Symphonys högtryckskompressor integrerade blad‑ och skivsteg samt turbinskiva.

Andra teknologiska innovationer

Ett olöst problem som den föregående generationen av kommersiella supersoniska flygplan var tvungen att hantera är den mycket långa nosen som krävs för god supersonisk aerodynamik. Detta ledde till mycket dålig sikt under start och landning.

Concorden “löste” detta med en variabelt formad nos, som visade sig mycket komplex att underhålla och som också ökade vikten.

Istället har Boom antagit ett förstärkt verklighetssynsystem i en huvudburen enhet och på pilotens primära flygdisplay, vilket återuppfinner cockpit i processen och utnyttjar Honeywell Anthem (HON )‑avioniksviten.

Overtures cockpit kommer också att inkludera kraftåterkopplande sidostickor, en först i ett kommersiellt flygplan, högupplösta 17‑tum pekskärmar och pågående trådlösa programuppdateringar.

En förbättrande marknad

Förutom ny teknik är en förändring jämfört med Concord att marknaden för supersonisk flygning också har förändrats radikalt.

Världen är nu mycket mer globaliserad, och mer lönsamma supersoniska rutter bör övervägas än London‑New York‑rutten, till exempel över Arktis, över Stilla havet och i Asien.

  • 97 % av globala premiumresenärer är intresserade av supersoniska flyg för långdistans internationella resor.
  • De är villiga att betala 55 % mer än subsonisk business class för supersonisk resa.
  • 87 % skulle vara beredda att byta sitt föredragna flygbolag för att få tillgång till supersonisk resa.
  • 64 % av företagsreseinfluencers hade flygbolag som pratade med dem om supersonisk flygning.

Konkurrenter

Boom är inte ensam i loppet om att bli det första supersoniska airlinern på 2000‑talet, även om de har fått ett försprång med XB-1-flygningen. Bland de mest seriösa konkurrenterna kan nämnas:

Hypersoniska flygningar

Om supersonisk flygning är lovande, vad sägs om hypersonisk? Dessa flygningar skulle vara så snabba att de skulle kunna resa från New York till Paris på mindre än 90 minuter.

Detta är vägen som Hermeus följer med sitt framtida Halcyon‑airliner som flyger i Mach 5.

Källa: Hermeus

Företaget designar också en hypersonisk UAV för USA:s flygvapen (Dark Horse), och båda planerna kommer att drivas av företagets Chimera-motor, som ska testas i Quarter Horse testflygplan.

Hypersonisk teknik förlitar sig på andra motorer än vanliga subsoniska eller supersoniska flygplan, vanligtvis ramjet‑design.

Källa: Tech Brief

En annan möjlig teknik för att nå hypersoniska hastigheter är detonationsmotorn, som använder explosioner istället för förbränning för att generera dragkraft.

Nyligen har en ännu mer avancerad detonationsramjet, eller Ram‑Rotor Detonation Engine (RRDE), testats av kinesiska forskare i simulering och kan snart gå in i prototypstadiet.

Övergripande, medan tekniken är mindre demonstrerad, kan hypersonisk flygning vara nästa steg, med möjlighet att överträffa löftena från supersonisk kommersiell flygning.

Supersonisk motorföretag

GE Aerospace

General Electric Company (GE +0.27%)

Boom Supersonic är fortfarande ett privat noterat företag, men investerare kan köpa aktier i ledande subsoniska och supersoniska motorstillverkare, där ledaren är GE Aerospace.

General Electric Aerospace är resultatet av uppdelningen av GE‑konglomeratet i 3 delar år 2024: GE Aerospace, GE HealthCare (GEHC -0,89 %), och GE Vernova (GEV ) (energi) (GEV -3 %).

Detta gjordes för att återfokusera företaget på kärnkompetens, efter flera decennier av finansialisering som i slutändan visat sig vara negativ.

Företaget är en central leverantör till den flygindustri, med omkring 3 miljarder människor som reser med GE Aerospace‑teknik per år, och omkring 900 000 personer som flyger i GE‑drivna flygplan när som helst (3 av 4 kommersiella flyg). Detta byggdes på en serie motorer för alla flygplansstorlekar och tillämpningar.

Källa: GE Aerospace

På lång sikt förväntas denna motorserie ersättas av en ny generation med högre bränsleeffektivitet, uppnådd genom långsiktiga FoU‑insatser. Detta kan ligga i intervallet 10–15 % bränsleeffektivitetsförbättring för civila flygplan och upp till 25 % för militära flygplan.

Källa: GE Aerospace

Förutom motorer erbjuder företaget också kiselkarbidteknik för elektriska kraftsystem och avionik (flygelektronik och datorer).

Företaget har länge varit en ledare inom flygplansdrivsystem. På avstånd drivs dess verksamhet främst av den civila sektorn (23,9  miljarder dollar i intäkter 2023), följt av försvarssegmentet (9  miljarder dollar).

70 % av företagets intäkter kommer från tjänster, särskilt motorunderhåll och reparation, vilket ger en mycket stabil inkomst.

Källa: GE Aerospace

Företaget investerar i framtida teknik för att behålla sin fördel, särskilt 3D‑utskrift med GE Additive, den enda OEM (Original Equipment Manufacturer) inom metalladditiv tillverkning med en komplett end‑to‑end‑lösning.

Som vi har sett är det en nyckelpartner till Boom Supersonic för 3D‑utskrift av sina egna supersoniska motorer.

 

Källa: GE Aerospace

GE’s roterande detonationsmotor

GE uppnådde också den världens första hypersoniska dual‑mode ramjet (DMRJ)‑testuppställning med roterande detonationsförbränning (RDC) i ett supersoniskt flöde.

Detta möjliggjordes tack vare GEs expertis inom högtemperatur‑keramiska matriskompositer (CMCs), kiselkarbid‑kraftelektronik, additiv teknik och avancerad värmehantering.

“De betydande resultaten vi hittills har haft ger oss förtroende för att vi rör oss i rätt riktning.

Teamet har gått mycket snabbt, det tog bara 12 månader från start till slut för DMRJ‑demonstrationen med RDC. Teamet är på rätt spår med sitt mål att demonstrera en fullständig DMRJ med RDC i skala nästa år.

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

Hypersoniska motorer som denna kan först användas i avancerade militära tillämpningar, från stridsflygplan till missiler. Men de kommer sannolikt också att nå civila hypersoniska flygplan någon dag, och GEs närvaro på båda marknaderna bör hjälpa till att kapitalisera på denna framväxande teknik.

Övergripande, efter en lång period som ett mållöst konglomerat med fokus på finansiell ingenjörskonst, verkar det som att GE är tillbaka på rätt spår för att återupprätta sig som ett centrum för amerikansk ingenjörskonst och tillverkning, i en tid då re‑industrialiserings‑ och återlokaliserings‑trender är starka.

Från att tillverka Booms motor till redan nu att gå in i hypersonisk motorteknik, verkar GE Aerospace vara väl positionerat för nästa kapitel inom rymdindustrin, både militär och kommersiell flygning.

mm

Jonathan är en tidigare biokemistforskare som arbetade med genetisk analys och kliniska prövningar. Han är nu en aktieanalytiker och finansskribent med fokus på innovation, marknadscykler och geopolitik i sin publikation 'The Eurasian Century'.