Когато самолетите "Конкорд" бяха изтеглени от употреба през 2003 г., изглеждаше, че бизнесът с високоскоростни пътувания е направил голяма стъпка назад.
Това беше аномалия в един свят, доминиран от технологичния напредък и бързото развитие, макар и да имаше сериозни причини за залеза на свръхзвуковите самолети.
Те бяха скъпи, нарушаваха регулациите за нивата на шум, а и с развитието на комуникационните технологии, защо да летите през половината свят за бизнес-среща, когато можете просто да използвате Skype?
Оттогава инженерите работят върху скъсяването на времето, прекарано в пътувания.
Влаковете Hyperloop
Влаковете Hyperloop, които обещават да превозват хора примерно от Лондон до Шотландия за 45 минути, са едно от възможните решения.
Hyperloop е вакуумна тръба с ограничена въздушна съпротива, през която капсула, или превозно средство, се движи с много висока скорост. Аеродинамичното челно съпротивление забавя скоростта, така че в името на ускорението количеството въздух се налага да бъде намалено, затова и Hyperloop тунелите са обезвъздушени. Инженери от Tesla и SpaceX на Илон Мъск работят върху прототипи през последните няколко години.
На теория това звучи обещаващо, но Марк Куин, лектор от Школата по механично, аерокосмическо и гражданско инжерество към университета в Манчестър, не е особено оптимистично настроен.
"Досега е имало много опити да бъде реализирано подобно нещо, но те никога не са преодолели напълно инфраструктурните ограничения. За да може подобен проект да бъде постижим по някакъв начин, трябва да се намали налягането на въздуха в огромен, изключително дълъг тунел. А за да се постигне това, просто се прехвърлят разходите за енергия, които са нужни другаде", коментира той.
Друго предизвикателство е локацията. Ако районът е геологично активен, всякакви раздвижвания на тектонични плочи могат да доведат до сериозни проблеми и да засегнат възможността за реализация на проекта.
С увеличаването на скоростта въздушният поток около капсулите може да достигне скоростта на звука. Това на свой ред може да доведе до силен шум, нарастване на налягането и вибрацията и затруднения с контрола на превозното средство.
"Илон Мъск предлага решение на това като се поставя голям компресор пред неговия Hyperloop влак, който да взема въздуха отпред и да го изтласква отзад, което е възможно, но на практика се закачате за самолетен двигател, който се движи през подземен тунел", обяснява Куин и допълва, че все още няма регулаторна рамка за подобно нещо подобно, където и да е по света.
В момента няма решения на тези предизвикателства, и остава неясно дали изобщо някога ще има.
Свръхзвукови полети
Свръхзвуковите полети са другата възможност. Малка компания, наречена Boom Supersonic, се опитва да реализира свръхзвукови полети, вече с финансиране и от Ричард Брансън. Технологията се е подобрила от времената на "Конкорд" и самолетите ще използват три двигателя вместо четири, което ограничава разходите за гориво.
Един от проблемите със свръхзвуковите полети над сушата е шумът при преминаването на звуковата бариера, който е огромен. НАСА се опитват да открият по-тих начин с проекта си QUESST ("тиха свръхзвукова технология" - QUiEt SuperSonic Technology). В момента се работи върху конструирането на по-тих свръхзвуков пътнически самолет.
"Разработката, конструирането и летателните изпитания на тих свръхзвуков X-самолет е следващата логическа стъпка по пътя към реализацията на решението на бранша да направи свръхзвуковите полети достъпни за пътниците на авиотранспорта", коментира през 2016 г. Джайуон Шин, зам.-администратор на Мисията за аеронавтически проучвания на НАСА.
През април 2018 г. Lockheed Martin, компания за аеронавтика от Палмдейл, Калифорния, оповести, че е подписала договор с агенцията за конструирането, проектирането и изпитанията на експериментален свръхзвуков "X-Plane".
Свръхзвуково пътуване
Свръхзвуковото пътуване е друга област на интерес сред изследователите, като при нея обикновено стремежът е към скорост Mach5 (пет пъти по-голяма от тази на звука) или повече, основно в ракетната индустрия. Инженери в Германия работят върху концептуален SpaceLiner — свръхзвуков, пътнически космически самолет.
Към момента обаче проектът не разполага с достатъчно финансиране. Но дори и да го имаше, биха били нужни десетилетия за разработка. Допълнително с това все така остава проблемът с шума.
Дотук звучи сякаш високоскоростното пътуване е в далечното бъдеще. И все пак скрамджет и рамджет технологиите могат да се окажат ключов компонент в бъдещето на високоскоростните пътувания.
Рамджетът използва движението напред на самолета, или ударни вълни, за да компресира навлизащия въздух, без да е нужен компресор, при което се постигат изключително високи температури в свръхзвуков въздушен поток.
"На теория това звучи много добре", коментира Куин. "Проблемът е, че колкото по-бързо се движите, ударните вълни генерират все повече и повече топлина. След като достигнете 2000 градуса по Келвин, започвате да се оказвате в ситуация, в която не добавяте температура или енергия чрез изгаряне на гориво, а започвате да разлагате кислорода или азота във въздуха".
Предложеното решение за това е "скрамджет" (свръхзвуков рамджет двигател с вътрешно горене). Вместо да намалява скоростта на въздуха под тази на звука чрез силни ударни вълни, той използва по-малко и по-слаби ударни вълни, за да запази свръхзвуковия въздушен поток, като същевременно ограничава нарастването на температурата.
Естествено, друго съображение е въглеродният отпечатък на високоскоростните пътувания. За решение на този проблем се предлага да се използва водород като гориво, тъй като той не образува въглероден двуокис като страничен продукт от изгарянето, но енергийните разходи при производството на водородно гориво са много големи.
"Ако има източник на електричество, който да се среща в достатъчно голямо изобилие и да е екологичен (възобновяеми източници или ядрен синтез, например), то водородът може да бъде подложен на електролиза от водата, за да се произвежда гориво", казва Куин. "Има обаче още много време, преди това да стане възможно."
