Spaceliner – a jövő nagy sebességű repülőeszköze

A légi és világürszállítás fejlesztésének jövőjéről tartott barcelonai konferencián a DLR (Német Légi és Ürutazási Központ) munkatársai által bemutatott ambiciózus terv egy a hangsebesség hatszorosával száguldó, rakétameghajtású eszközt vázolt fel, mely forradalmasítaná az utasszállító repülést, vagy legalábbis alternatívát kínálna. A gyakorlati megvalósításhoz azonban még számos technikai problémát kell megvalósítani.

Technológiai előzmények

Az eredetileg katonai célokra kifejlesztett sugárhajtómüvek elterjedése a polgári repülésben már az 1950-es években arra ösztönözte a konstruktőröket, hogy olyan utasszállító repülőgépeket tervezzenek, melyek át tudják lépni a hangsebességet, vagy akár annak többszörösével is haladhatnak. A hajtómüvek teljesítménye mellett azonban a sárkányszerkezet kialakítására és a felhasznált anyagokra is nagy figyelmet kellett fordítani, ugyanis minél magasabb a sebesség, annál nagyobb fizikai igénybevétel éri a szerkezetet. Tehát minél áramvonalasabb orra és törzsre, valamint a levegő súrló hatásából fakadó felhevülést elviselni képes szárnyszerkezetre van szükség. Az első, a gyakorlatban is használható konstrukciókat szinte egyszerre, 1969-ben mutatták be, a francia–brit Concorde és a szovjet Tupoljev Tu-144 egyaránt menetrend szerinti szolgálatba állítható típus volt. Közös jellemzőjük a lökéshullámok miatt szükséges hegyes orr-rész, a hosszú, keskeny törzs és a nagy szárnyfelület.

Bár a technológia adott volt, és müszaki értelemben el is érték a kívánt célokat, sem a Concorde, sem a Tu-144-es nem vált be, gazdaságossági, illetve környezetvédelmi okok miatt. A probléma gyökere, hogy az egy utasra jutó fajlagos költségek olyan nagyok voltak, amelyek hosszú távon ellehetetlenítették a hangsebesség feletti menetrend szerinti repülőjáratokat, az utánégetős hajtómüvek okozta zajhatás pedig a környezetvédőket aggasztotta. 

Technikai kérdések

A németek talán éppen ezért a fentebb felvázolt elődtípusokhoz képest egy teljesen más úton indultak el a tervezés során. Elképzeléseik szerint nem egy hagyományos repülőszerkezetet hoznának létre, hanem egy repülőgép és egy rakéta speciális ötvözetét, melynek hossza 50-60 méter, szárnyainak fesztávolsága pedig 30-40 méter között lesz, és vélhetően mintegy 50 utast tud szállítani. A deltaszárnyú repülőgép és a meghajtásról gondoskodó rakéta két külön, egymástól elválasztható egységet alkot. A rakétahajtómü segítségével a speciális indítóállványról függőlegesen startoló Spacelinert néhány percig a Föld felszínétől kb. 100 km-es magasságban ballisztikus pályára állítanák. Gyakorlatilag ez idő alatt tenné meg a repülési távolság legnagyobb részét. A rakéta feladata csak az, hogy a pályára állás pontjáig eljuttassa a jármüvet, ezt követően – kiégése után – leválik a deltaszárnyú repülőgépről, mely útja befejeztével automatikusan landolna. Az egész megoldás kísértetiesen hasonlít az amerikai ürsiklók müködési elvére, azt leszámítva, hogy kisebb teljesítményre és lényegesen rövidebb idejü repülésre van csak szükség. A legnagyobb technikai problémát az okozza, hogy az atmoszféra sürübb rétegeibe való visszatéréskor a repülőgép szárnyainak élei akár több mint 1000 Celsius-fok fölé is melegedhetnek. Ahhoz, hogy ezt károsodás nélkül elviselje a szerkezet, egy új, még kifejlesztendő hütőrendszerre van szükség, mely az ürsiklókon is alkalmazott kerámiaalapú belépőéleket tovább hüti. Fontos az utaskabin megfelelő védelme is, ráadásul az sem lenne hátrány, ha az újrafelhasználható gép személyzetének sem szkafanderben és ürruhában kellene irányítania a Spacelinert. Az egész elképzelés meglehetősen sok további technikai kérdést is felvet:– Milyen infrastruktúra kell a szerkezet elindításához?– Mi történik a kiégés után leváló rakétával (ürszemét, földre visszahulló darabok)?– Mennyi a rendszer karbantartásigénye?– Milyen speciális képzettségü személyzet szükséges az üzemeltetéshez?– A landoláskor a fogadó repülőtérnek milyen extra igényeket kell kielégítenie?A legnehezebbnek azonban nem is a technikai problémák megoldása ígérkezik, hanem az, hogy a megépülő konstrukció pénzügyileg sikeresen alkalmazható, a szolgáltatás eladható legyen. 

Gazdaságossá tehető-e mindez?

A német tervezők elképzelése szerint a rendszer elemeinek jelentős része újrafelhasználható lenne, ez csökkenti a költségeket. Számításaik szerint „mindössze” 100 ezer euró lenne egy fő részére a Frankfurt–Sydney repülőjegy, ez kb. 25 millió forintot jelent, összehasonlítva azonban a jelenlegi, kb. 150 ezer forintos jegyárral, nem nehéz elképzelni, hogy viszonylag kevés embernek ér meg 12 óra megspórolása 160-szoros árkülönbözetet. A Concorde és a Tu-144-es pont ezért nem lett elterjedtebb, mert az utasok nagy része még a 4-5-szörös különbözetet sem volt hajlandó megfizetni. Japánban és az Egyesült Államokban is végeznek tanulmányokat a nagy sebességü utasszállító repülőgépek kifejlesztésével kapcsolatban, ezek azonban kivétel nélkül mind a hagyományos repülőszerkezeten alapulnak, ellentétben a most bemutatott hibrid rendszerrel. Az, hogy a DLR tervezőinek ötlete csak elképzelés, vagy a gyakorlatban is alkalmazható technológia lesz-e, vélhetően az üzleti számítások során dől majd el.