JetZero dorește să dezvolte simultan trei variante: un avion de pasageri, un avion de marfă și un avion cisternă pentru combustibil.

Proiectul de bază al avioanelor comerciale nu s-a schimbat prea mult în ultimii 60 de ani. Avioanele de linie moderne, precum Boeing 787 și Airbus A350, au aceeași formă generală ca Boeing 707 și Douglas DC-8, care au fost construite la sfârșitul anilor 1950 și care au consolidat factorul de formă "tub și aripă", care este utilizat și în prezent, scrie cnn.com .

Acest lucru se datorează faptului că aviația comercială acordă prioritate siguranței, favorizând soluțiile verificate și testate, și pentru că alte evoluții - în ceea ce privește materialele și motoarele, de exemplu - înseamnă că designul tradițional este încă relevant.

Cu toate acestea, în timp ce industria caută cu disperare modalități de reducere a emisiilor de carbon, se confruntă cu o provocare ceva mai dificilă decât alte sectoare, tocmai pentru că tehnologiile sale de bază s-au dovedit a fi atât de greu de abandonat. Ar putea fi momentul potrivit pentru a încerca ceva nou.

O propunere este "corpul de aripă mixtă". Această formă de aeronavă cu totul nouă seamănă cu designul de "aripă zburătoare" folosit de avioanele militare, cum ar fi emblematicul bombardier B-2, dar aripa mixtă are mai mult volum în secțiunea centrală. Atât Boeing, cât și Airbus se gândesc la această idee, dar și un al treilea jucător, JetZero, cu sediul în California, care și-a stabilit obiectivul ambițios de a pune în funcțiune un avion cu aripă mixtă chiar din 2030.

"Suntem foarte convinși că trebuie să găsim o cale către emisii zero la avioanele cu reacție mari, iar structura cu aripi mixte poate oferi un consum de combustibil și emisii cu 50% mai mici", spune Tom O'Leary, cofondator și director executiv al JetZero. "Acesta este un salt uimitor înainte în comparație cu ceea ce industria este obișnuită".

Sub presiune

Conceptul de aripă mixtă este departe de a fi nou, iar primele încercări de a construi avioane cu acest design datează de la sfârșitul anilor 1920, în Germania. Designerul de aeronave și industriașul american Jack Northrop a creat un proiect de aripă zburătoare cu propulsie cu reacție în 1947, care a inspirat B-2 în anii 1990.

Fiind un fel de hibrid între o aripă zburătoare și o aripă tradițională "cu tub și aripă", aripa mixtă permite întregii aeronave să genereze portanță, minimizând rezistența la înaintare. NASA spune că această formă "ajută la creșterea economiei de combustibil și creează suprafețe mai mari pentru încărcătura utilă (marfă sau pasageri) în partea centrală a corpului aeronavei". Agenția a testat-o prin intermediul unuia dintre avioanele sale experimentale, X-48.

Pe parcursul a aproximativ 120 de zboruri de testare între 2007 și 2012, două avioane X-48 fără pilot și controlate de la distanță au demonstrat viabilitatea conceptului. "O aeronavă de acest tip ar avea o anvergură a aripilor puțin mai mare decât un Boeing 747 și ar putea opera de la terminalele aeroportuare existente", precizează agenția, adăugând că avionul ar fi, de asemenea, "mai ușor de cântărit, ar genera mai puțin zgomot și emisii și ar costa mai puțin pentru operare decât un avion de transport convențional la fel de avansat".

În 2020, Airbus a construit un mic demonstrator de aripă mixtă, cu o lungime de aproximativ doi metri, semnalând interesul de a urmări o aeronavă de dimensiuni normale în viitor. Dar dacă forma este atât de eficientă, de ce nu am trecut încă la construirea de avioane bazate pe ea?

Potrivit lui O'Leary, există o provocare tehnică principală care îi reține pe producători. "Este vorba de presurizarea unui fuselaj care nu este cilindric", spune el, subliniind faptul că un avion în formă de tub este mai capabil să facă față mai bine ciclurilor constante de expansiune și contracție care apar la fiecare zbor.

"Dacă vă gândiți la un "tub și aripă", acesta separă sarcinile - aveți sarcina de presurizare pe tub, iar sarcinile de îndoire pe aripi. Dar o aripă mixtă, în esență, le amestecă pe acestea. Doar acum putem face acest lucru cu materiale compozite care sunt atât ușoare, cât și rezistente."

O formă atât de radical nouă ar face ca interiorul avionului să arate și să se simtă extrem de diferit față de avioanele widebody de astăzi. "Este doar un fuselaj mult, mult mai lat", spune O'Leary. "Avionul tău tipic cu un singur culoar are trei pe trei locuri, dar acesta este un fel de tub mai scurt și mai lat. Aveți același număr de persoane, dar s-ar putea să aveți 15 sau 20 de rânduri în întreaga cabină, în funcție de cum o va configura fiecare companie aeriană în parte.

"Acest lucru le oferă doar o paletă complet nouă cu care să o expună. Cred că va fi uimitor să vedem care va fi interpretarea lor pentru acest spațiu mult mai larg."

Potențial revoluționar

O'Leary spune că cel mai apropiat echivalent din punct de vedere al dimensiunilor ar fi Boeing 767 - un avion bimotoare cu corp lat, introdus în anii 1980, care transporta în mod obișnuit aproximativ 210 pasageri. Este încă produs ca avion cargo, dar a fost înlocuit de Boeing 787 ca avion de pasageri. De asemenea, are o variantă militară modernă, KC-46, pe care Forțele Aeriene ale SUA o folosesc pentru realimentarea aeriană.

În mod similar, JetZero dorește să dezvolte simultan trei variante: un avion de pasageri, un avion de marfă și un avion cisternă pentru combustibil. Forma de aripă mixtă se pretează atât de bine la aceasta din urmă încât Forțele Aeriene ale SUA tocmai au acordat companiei JetZero 235 de milioane de dolari pentru a dezvolta un demonstrator la scară reală și a valida performanța conceptului de aripă mixtă. Primul zbor este așteptat până în 2027, ceea ce înseamnă că versiunea militară a avionului este programată să deschidă calea și, poate, să sprijine dezvoltarea modelelor comerciale.

Cu toate acestea, construirea unui avion complet nou de la zero este o sarcină enormă, iar obiectivele JetZero par ambițioase, având în vedere că întregul proces de certificare chiar și pentru o variantă a unui avion existent poate dura ani de zile. Un avantaj pe care JetZero îl are în acest domeniu este faptul că avionul va împrumuta inițial motoare de la avioanele actuale cu caroserie îngustă, cum ar fi Boeing 737 - deși planul este de a trece în cele din urmă la o propulsie complet lipsită de emisii, alimentată cu hidrogen, ceea ce ar necesita motoare noi care nu au fost încă dezvoltate.

JetZero nu are încă nicio comandă pentru avionul său, dar O'Leary spune că liniile aeriene sunt interesate. "Discutăm deja cu toate marile companii aeriene la nivel global, pentru că sunt încântate să audă despre creșterea eficienței."

Rămâne de văzut dacă o reducere de 50% a consumului de combustibil este într-adevăr posibilă. Atât NASA, cât și Airbus au citat o cifră mai modestă de 20% pentru proiectele lor, în timp ce Forțele Aeriene ale SUA afirmă că un avion cu aripi mixte ar putea "îmbunătăți eficiența aerodinamică cu cel puțin 30% față de avioanele de alimentare și de mobilitate actuale ale Forțelor Aeriene".

"Este important de reținut că, în timp ce un corp cu aripi mixte poate reduce rezistența la înaintare și crește eficiența combustibilului, beneficiile reale depind de designul specific, de configurație și de condițiile operaționale", spune Bailey Miles, analist de aviație la firma de consultanță AviationValues.

"Testarea și optimizarea aerodinamică extinsă sunt esențiale pentru a realiza pe deplin potențialul de reducere a rezistenței la înaintare al acestui design inovator de aeronavă. Ar fi greu de determinat un procent specific de reducere a combustibilului fără testele necesare", adaugă el.

Potrivit lui Miles, designul de aripă mixtă este o idee "revoluționară" care are potențial, dar care vine cu o serie de obstacole, mai exact o complexitate aerodinamică crescută care poate face ca proiectarea și testarea să fie dificile, o serie de provocări legate de reglementare și certificare și o formă care ar putea să nu fie potrivită pentru infrastructura aeroportuară existentă.

"Aeronava cu caroserie cu aripi mixte promite foarte mult să schimbe regulile jocului în industria aviatică, oferind potențialul de a îmbunătăți eficiența combustibilului, de a spori capacitatea de încărcare utilă și de a avea sisteme de control inovatoare. Cu toate acestea, abordarea complexității aerodinamice, asigurarea integrității structurale, parcurgerea obstacolelor de reglementare și adaptarea infrastructurii aeroportuare sunt provocări formidabile care trebuie depășite pentru ca aceasta să devină realitate", spune el, adăugând că aceste provocări, printre altele, fac ca obiectivul JetZero de a intra în serviciu în 2030 să fie "de neconceput".

Potrivit lui Richard Aboulafia, analist de aviație la firma de consultanță Aerodynamic Advisory, deși nu toate afirmațiile JetZero pot fi verificate, "ideea unui corp de aripă mixtă a fost destul de atrăgătoare de ani de zile și se pare că au făcut niște cercetări foarte interesante. Eu și colegii mei o considerăm destul de promițătoare".

El este îngrijorat de faptul că firma este în mare parte "un atelier de proiectare" în acest moment, dar crede că proiectul ar putea decola cu ajutorul contractorilor. "Cu siguranță există loc pentru cineva care chiar vrea să adauge valoare în această industrie", spune el.