Let u budućnost: Cigara sa krilima

Tekst Igora Salingera. Objavljeno u specijalnom izdanju nedeljnika VREME (www.vreme.com) za nauku i tehnologiju VREME NAUKE broj 19, 28/10/2010. Preneto uz odobrenje redakcije i autora.

Veće, brže, dalje, više. Stremljenja su koja su sebi postavljali konstruktori vazduhoplova tokom bezmalo jednog veka od kada se čovek otisnuo od zemlje u treću dimenziju i počeo da je koristi za svoje potrebe, bile one ratovanje sa drugim primercima svoje vrste ili povezivanje sa istima, zavisno od lokacije i istorijskog trenutka. Analogno sa visokim fabričkim dimnjacima iz kojih kulja gusti crni dim kao simbol industrijskog napretka, konstruisani su sve veći avioni koji mogu leteti dalje i brze i nositi više putnika ili tereta, komercijalnog ili onog ubojnog, svejedno. Danas, u deceniji u kojoj mnoge pre jednog veka napredne države, među njima i Srbija, obeležavaju stogodišnjicu svog vazduhoplovstva, od aviona koji će putnike prevoziti u drugom veku avijacije očekuje se da budu ekonomičniji, „zeleniji“, odnosno što manje štetni za okolinu, tiši, udobniji, pouzdaniji, jednostavniji za održavanje. Osnovni dizajn putničkog aviona nije se mnogo promenio od sredine pedesetih godina kada je počela proizvodnja mlaznih aviona – nekome koga ova tematika ne interesuje previše „boing 707“ iz pedesetih savršeno liči na moderni „erbas 340“: ima trup cilindričnog preseka, po dva motora na svakom krilu, vertikalni i horizontalni stabilizator postavljene u „V“. Što bi rekao jedan vojni analitičar sa očitim animozitetom prema civilnim avionima: „Sve su to cigare sa krilima.“ Naravno, „ispod haube“, avioni su konstantno usavršavani, u upotrebu su uvođeni novi materijali, usavršavana je elektronika, ali ono u čemu se većina konstruktora i teoretičara vazdušnog saobraćaja slaže jeste da je već ostvaren toliki napredak da je za dalja poboljšanja potreban radikalno drugačiji pristup, počev od same koncepcije letelice pa do najsitnijih detalja.

Evropski konzorcijum „Erbas“ (Airbus) prošlog leta je na Sajmu avijacije u Farnborou predstavio svoj koncept futurističkog aviona jednostavno nazvan „erbas koncept avion“ (Airbus Concept Plane) uz ogradu kako nije u pitanju neki projekat u razvoju već, kako je rekao i sam Šarl Šampion, izvršni potpredsedik „Erbasa“, on „predstavlja viziju inženjera kako može izgledati putnički avion u daljoj budućnosti“. Ta dalja budućnost je relativan pojam i po „Erbasu“ odnosi se na 2050. godinu ili čak 2030. ukoliko se sa razvojem tehnologija nastavi sadašnjim tempom. „To nije pravi avion i sve tehnologije koje su na njemu primenjene“ … “ verovatno neće biti spojene baš na ovaj način. Rastežemo svoju maštu i mišljenje izvan sadašnjih granica“, kaže Šampion. „Erbasov“ konceptni avion ima veoma tanka krila velikog raspona, repne površine u obliku slova „U“ (za razliku od klasičnih „V“ ili „T“), znatno tiše i ekonomičnije motore, postavljene sa donje strane i poluintegrisane u trup. Trup aviona napravljen je ceo od kompozitnih materijala i nije prostog cilindričnog oblika, već zaobljen u pojedinim delovima tako da u njima obezbeđuje veći prostor u putničkoj kabini, a sa spoljne strane bolja aerodinamička svojstva. Komfor putnika u avionima budućnosti takođe je jedna od primarnih preokupacija proizvođača: predviđaju se sedišta od ekoloških materijala sposobnih za samočišćenje koja se prilagođavaju obliku tela, prozori ili čak cela oplata aviona od materijala koji postaju prozirni na dodir dugmeta, holografske projekcije virtualnih enterijera koje će putniku omogućiti da svoju kabinu po želji menja u primerice kancelarijski prostor, spavaću sobu ili pak zelenu baštu. Za brže ukrcavanje i iskrcavanje putnika na aerodromima „erbas koncept avion“ ima jedan – ma koliko trivijalno zvučalo to pominjati, ipak važan – detalj: dupla vrata na svakom od ulaza.

Sa druge strane Atlantika, američka agencija za vazduhoplovstvo i svemirska istraživanja NASA tražila je od industrije i akademskih istraživača da vizualiziraju kako mogu izgledati avioni 2030. godine uz zahteve za smanjenje buke koja ne sme da bude primetna van aerodromskih okruženja, smanjenje za više od 75 odsto emisije azotnih oksida (NOx), 70 odsto ili veće smanjenje potrošnje goriva i mogućnost korišćenja kraćih pista i manjih aerodroma, između ostalih. Stručnjaci prestižnog tehnološkog instituta u Masačusetsu (MIT – Massachusetts Institute of Technology), u saradnji sa kolegama iz „Aurora flajt sajensis“ (Aurora Flight Sciencis) i „Prat i Vitnija“ (Pratt & Whitney), u okviru istraživanja finansiranog sa 2,1 miliona dolara predstavili su NASA dve vizije budućih aviona, označene sa „D“ i H“. „D“, odnosno „dabl babl“ (double buble – dupli mehur) je konfiguracija predviđena da zameni današnje avione srednjeg doleta nosivosti do 180 putnika, poput „boinga 737“ ili „erbasa 320/321“. Već na prvi pogled jasno je da je sama koncepcija letelice korenito promenjena: trup aviona koji je od tridesetih godina prošlog veka tradicionalno cevastog oblika, na „D“ projektu je sastavljen od dva polucilindra koji na poprečnom preseku podsećaju na spojene mehure sapunice, odatle i naziv „dabl babl“. Pored povećanja mesta za putničku kabinu, ovakvo rešenje stvara i dodatnu silu uzgona, odnosno ima funkciju i kao deo nosećih površina. Motori su postavljeni sasvim nazad, između duplog „T“ repa, što im omogućava da koriste vazduh koji u njih ulazi preko trupa manjom brzinom nego da su, na primer, ispod krila, te sa istom potrošnjom goriva da daju veći potisak. MIT je „D“ projekat razradio u dve varijante: prva je „haj tek“ sa upotrebom naprednih materijala i tehnologija i takav avion bi bio traženih 70 odsto štedljiviji od sadašnjih, i u drugoj, oko 50 odsto ekonomičnijoj, za koju kažu da bi „mogla biti prihvatljivija“ sa stanovišta rizika ulaganja jer ju je moguće brže realizovati upotrebom konvencionalnog aluminijuma i sadašnjih mlaznih motora. Koncept „H“, odnosno „hibridno krilo“ (hybrid wing) u sebi sadrži mnoga rešenja kao i „D“, ali je znatno veći – kapaciteta oko 350 putnika – i spolja potpuno različit. Primenjena je konstrukcija sjedinjenog trupa i krila (BWB – blended wing body), sa nazad postavljenim motorima vektorisanog potiska i bez repnih stabilizacionih površina. Ovakvo rešenje ima svoje korene u tzv. „letećem krilu“, koje je istraživao još 1910. godine nemački konstruktor Hugo Junkers, ali zbog problema sa kontrolom stabilnosti nije našlo širu primenu sve do pojave „stelt“ bombardera B-2 krajem osamdesetih. Kako „H“ ne poseduje klasičan trup, postavlja se pitanje eventualnog osećaja klaustrofobije kod putnika na dugačkim letovima jer bi samo manji broj njih mogao biti smešten blizu prozora, odnosno imao percepciju spoljnog prostora, kao i brze evakuacije u slučaju nezgode. Preneto na „kopneni“ svet, recimo, da raspored sedenja više sliči onome u bioskopu nego u vozu ili autobusu. Vizuelno „H“ dizajn podseća na (mnogo) manjeg „brata“ X-48, malog bespilotnog tehnološkog demonstra BWB koncepta koji ispituju „boing“ i NASA. „Boing“ (Boeing) i „Lokid Martin“ (Lockheed Martin) izneli su, bez previše detalja, koncepte supersoničnih (bržih od zvuka) putničkih aviona sa tehnološkim rešenjima koja treba, između ostalih, da reše i problem praska koji se nastaje prilikom prelaska sa podzvučne na nadzvučnu brzinu, odnosno „probijanja zvučnog zida“, jednog od najvećih problema sa stanovišta prihvatljivosti za sredinu sa kojima se suočio svojevremeno „konkord“.

Kakvi god bili i kako god izgledali avioni za 20 ili 40 godina, ono sa čime će morati da se suoče kao i celokupna civilizacija jeste smanjivanje zaliha fosilnih goriva i prelazak na alternativne metode dobijanja energije. Već je u avionskim motorima isprobano biogorivo, razmišljanja idu u smeru korišćena solarne energije bar za deo avionskih sistema pa čak i preuzimanje energije iz okoline, recimo toplotne energije putnika iz sedišta. U „Erbasu“ predviđaju da će za 20 godina trećina goriva u komercijalnom vazdušnom saobraćaju biti dobijena upravo iz biomase. Ono čime će morati da se pozabave kreatori vazdušnog saobraćaja koji nas očekuje je prenatrpanost aerodroma i postojećih vazdušnih puteva i celokupnog sistema kontrole letenja u njima – skeptici bi rekli čemu ušteda u gorivu ako će ti štedljivi avioni kružiti i trošiti to isto gorivo čekajući u redu na sletanje ili vredi li putovanje u virtualnom zelenilu posle nekoliko sati provedenih na aerodromu i u dolasku do njega. I u tim aspektima vazdušnog putovanja postoje zanimljive vizije kao i u konstrukciji samih letelica no one ipak prevazilaze okvire ovog kratkog prikaza avijacije budućnosti.