© T. Schneider/Shutterstock.com
ตั้งแต่ Concord ลงจอดเมื่อกว่า 20 ปีที่แล้ว การบินด้วยความเร็วเหนือเสียงเป็นสิ่งที่เรารับชมได้เฉพาะในภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในด้านวิศวกรรมการบินและอวกาศ ในไม่ช้าก็จะกลายเป็นจริงอีกครั้ง และไม่มีที่ไหนจะชัดเจนไปกว่า Boom Supersonic สตาร์ทอัพในโคโลราโดที่ทุ่มเทให้กับการนำความเร็วเหนือเสียงบินกลับสู่ท้องฟ้า
ในปี 2565 บริษัทได้เปิดเผยการออกแบบที่ “ปรับปรุงใหม่” ซึ่งสรุปผลสำเร็จแล้วหลังจาก การทดสอบและการจำลองซอฟต์แวร์ 26 ล้านคอร์ชั่วโมง การออกแบบซ้ำทั้งหมด 51 ครั้ง และการทดสอบในอุโมงค์ลมห้าครั้ง ผลลัพธ์สุดท้ายคือเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงที่สามารถบรรทุกผู้โดยสารได้ 65 ถึง 80 คน ซึ่งเดินทางด้วยความเร็วสองเท่าของเครื่องบินโดยสารมาตรฐาน
ตาม สำหรับ Boom เครื่องบินที่มีป้ายชื่อ Overture จะใช้เชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน 100% บินด้วยความเร็ว 1.7 มัค (1,800 กม./ชม.; 1,000 กิโลนิวตัน) เหนือผิวน้ำ หากทุกอย่างเป็นไปตามแผน Overture จะเปลี่ยนพลวัตการบินยุคใหม่ไปตลอดกาล โดยมีความเร็วเป็นปัจจัยกระตุ้นหลัก Boom กล่าวว่าเที่ยวบินความเร็วเหนือเสียงเชิงพาณิชย์จะใช้งานได้ในปี 2029
บริษัทได้คิดเส้นทางที่ทำกำไรได้มากกว่า 600 เส้นทางแล้ว และด้วยพิสัยบิน 4,250 นาโนเมตร (7,870 กม.) เป็นเรื่องน่าสนใจที่จะเห็นว่าเครื่องบินจะบินได้เร็วแค่ไหนระหว่างเส้นทางบินที่ยาวที่สุดบางเส้นทาง ตัวอย่างคือ 6,828 ไมล์ (10,989 กม. ) ระหว่างปักกิ่งและนิวยอร์ก โดยทั่วไปจะใช้เวลา 13 ชั่วโมง 40 นาทีกับเครื่องบินไอพ่นเชิงพาณิชย์มาตรฐานภายใต้สภาวะปกติ
เกี่ยวกับ Boom Supersonic
Blake Scholl, Josh Krall และ Joe Wilding ก่อตั้ง Boom Supersonic ในเมืองเดนเวอร์ในปี 2014 บริษัทเป็นส่วนหนึ่งของโครงการบ่มเพาะ Y combinator ในปี 2016 ซึ่งได้รับเงินทุนสนับสนุน จากนักลงทุนหลายราย รวมถึง Seraph Group, Sam Altman, Eight Partners และอื่นๆ ในปี 2023 Boom Supersonic มีเงินทุนรวม $147.5 ล้าน จากนักลงทุน 36 ราย
Boom ร่วมมือกับหลายบริษัท รวมถึงสายการบิน เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องบินจะประสบความสำเร็จ ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2565 American Airlines มีข้อตกลงกับ Boom Supersonic โดยชำระเงินมัดจำล่วงหน้าแบบขอคืนไม่ได้
Boom ระดมทุนได้ 51 ล้านดอลลาร์ ในการร่วมทุนในปี 2560 และเพิ่มอีก 100 ล้านดอลลาร์ภายในเดือนมกราคม 2562
©Katerina_S/Shutterstock.com
ข้อตกลงนี้มีตัวเลือกอีก 40 ข้อ แต่ Overture จะต้องสัญญาว่าจะเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและความปลอดภัย และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพตามที่กำหนดไว้ในข้อตกลงด้านประสิทธิภาพ United Airlines สัญญาว่าจะซื้อเครื่องบิน Overture จำนวน 15 ลำ
อย่างไรก็ตาม แผนนี้จะมีผลบังคับใช้ก็ต่อเมื่อ Overture ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการปฏิบัติงาน ความปลอดภัย และความยั่งยืนของ United สายการบินเจแปนแอร์ไลน์ยังทุ่มเงิน 10 ล้านดอลลาร์ในการพัฒนาเครื่องบินลำนี้และสัญญาว่าจะซื้อ 20 ลำ
นอกจากผู้ให้บริการเที่ยวบินพาณิชย์แล้ว Boom ยังสำรวจความร่วมมือกับกองทัพอากาศสหรัฐฯ เพื่อจัดหาความจุ พลังงาน และความเร็วที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งช่วยให้ การประชุมทางการฑูตตัวต่อตัวบ่อยขึ้น
พันธมิตรหลักอีกรายคือ Northrop Grumman ผู้ให้บริการเทคโนโลยีทางการทหารชั้นนำที่พยายามเพิ่มประสิทธิภาพ Overture สำหรับภารกิจทางทหารและกรณีการใช้งานของรัฐบาล
Boom Supersonic: โครงการสำคัญ
ด้านล่างนี้คือบางส่วนของโปรเจ็กต์หลักที่กำลังดำเนินการที่ Boom Supersonic
XB-1
Overture เป็นโปรเจ็กต์หลักของ Boom Supersonic แต่เพื่อให้แน่ใจว่าโครงการนี้จะประสบความสำเร็จ Boom เริ่มจาก XB-1 ซึ่งเป็นเครื่องบินสาธิตที่ใช้ในการ ทดสอบเทคโนโลยีการออกแบบของเครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียง ในฐานะเครื่องบินพาณิชย์ XB-1 จะผ่านกระบวนการรับรอง FAA ที่เข้มงวด เช่นเดียวกับเครื่องบินพาณิชย์ลำอื่นๆ ในปัจจุบัน
บางส่วนของการทดสอบเหล่านี้รวมถึงเครื่องบินที่ต้องเผชิญฟ้าผ่า อุณหภูมิที่ร้อนจัด (ร้อนและเย็นจัด) ลมกรรโชกแรง และเหตุการณ์ฉุกเฉินจำลองอื่นๆ กล่าวคือ ลำตัวของ XB-1 สามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึง 300 องศาฟาเรนไฮต์ ขณะที่อุณหภูมิภายนอกสูงถึง 260 องศาฟาเรนไฮต์
United States Airforce Academy ได้อนุมัติเครื่องยนต์ของเครื่องบินโดยระบุว่าปลอดภัยสำหรับการบิน หลังจากนั้นก็เกินการคาดการณ์ประสิทธิภาพที่กำหนดไว้ นอกจากนี้ หลังจากการทดสอบการเผาไหม้ขั้นสูงสุด บริษัทพบว่า XB-1 สามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพโดยใช้เชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม บริษัทรอคอยที่จะทดสอบ XB-1 ในปี 2023
Symphony
Symphony เป็นเครื่องมือของ Boom สำหรับ Overture เครื่องมือนี้เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ล้ำหน้าที่สุด เนื่องจากได้ปรับคุณสมบัติด้านสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืนทางเศรษฐกิจให้เหมาะสม เมื่อเทียบกับการออกแบบเครื่องยนต์เดิม การปรับปรุงเวลา 25% ช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานของสายการบินลง 10%
การกำหนดค่าปีกของ Overture คือ เดลต้าผสมทั่วไปสำหรับการลากความเร็วเหนือเสียงต่ำ
©T. Schneider/Shutterstock.com
ยิ่งไปกว่านั้น Boom ยังมั่นใจว่าเครื่องยนต์จะตรงตามมาตรฐานด้านเสียงและการปล่อยมลพิษทั้งหมดที่กำหนดโดย FAA และ EASA รวมถึงข้อกำหนดระดับเสียงในบทที่ 14 และเนื่องจาก Symphony จะใช้เชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน 100% การดำเนินการจะปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์
คำอธิบายเกี่ยวกับความเร็ว Overture ของ Boom Supersonic
Overture เป็นเรื่องของความเร็ว โดยพื้นฐานแล้ว ความเร็วที่เร็วขึ้นเท่ากับเวลาเดินทางที่เร็วขึ้น Overture เป็นเครื่องบิน Mach 1.7 บินด้วยความเร็ว 1,800 กม./ชม. (1,000 กิโลนิวตัน) ได้รับการขนานนามว่า “บุตรแห่งคองคอร์ด” Mach 1.7 โดยทั่วไปหมายถึง 1.7 เท่าของความเร็วเสียง ความเร็วนี้ประมาณสองเท่าของเครื่องบินพาณิชย์ทั่วไป ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความเร็วการล่องเรือประมาณ 900 กม./ชม.
ลองมาดูกัน ระยะทางทางอากาศที่สั้นที่สุดระหว่าง นิวยอร์ก และ ปักกิ่ง คือประมาณ 6,828 ไมล์ (10,989 กม.) ระบุว่าเวลาเท่ากับระยะทางเหนือความเร็ว 10,989/1,800 ให้เวลา 6.105 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่า Overture มีระยะ 7,867 กม. (4,888 ม.; 4,250 นาโนเมตร)
นั่นหมายความว่าเครื่องบินจะต้องหยุดพักระหว่างทางเพื่อเติมน้ำมันและเพิ่มระยะการบินให้ไกลขึ้น บูมไม่ได้คาดการณ์ว่าจะใช้เวลานานแค่ไหน และจะมีเที่ยวบินตรงจากนิวยอร์กไปปักกิ่งหรือไม่
เวลาบินอื่นๆ โดยประมาณระหว่างเส้นทางระหว่างประเทศทั่วไปมีดังนี้
นิวยอร์กไปลอนดอน: 3 ชั่วโมง 30 นาที แทนที่จะเป็น 6 ชั่วโมง 30 นาที ซานฟรานซิสโก ไปโตเกียว: 5 ชั่วโมง จากเดิม 10 ชั่วโมง 15 นาที มาดริดไปบอสตัน: 3 ชั่วโมง 30 นาที จากเดิม 7 ชั่วโมง 30 นาที โตเกียวไปซีแอตเทิล: 4 ชั่วโมง 30 นาที แทนที่จะเป็น 8 ชั่วโมง 30 นาที ลอสแองเจลิสไปซิดนีย์: 8 ชั่วโมง 30 นาที แทนที่จะเป็น 15 ชั่วโมง 30 นาที
คุณลักษณะที่ทำให้การขับเครื่องบินความเร็วเหนือเสียง
หนึ่งใน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Overture และเครื่องบินไอพ่นมาตรฐานเช่น Boeing Dreamliner คือรูปทรง รูปร่างมีผลโดยตรงต่ออากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินผ่านสิ่งที่วิศวกรเรียกว่า”การลากคลื่น”ในระหว่างการเร่งความเร็ว คลื่นความดันจะก่อตัวขึ้นด้านหน้าเครื่องบินและรวมตัวกันในที่สุด ทำให้เกิดคลื่นกระแทกที่รุนแรง
คลื่นกระแทกเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของระนาบและทำให้เกิดการลาก และมันเป็นแรงต้านที่มักจะทำให้เกิดโซนิคบูม
การลากของคลื่นจะเพิ่มการลากประมาณ 50% ถึง 100% เพื่อตอบโต้ผลกระทบของการลากความเร็วเหนือเสียง เครื่องยนต์ต้องสร้างแรงขับเท่ากันเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องบินบินต่อไปได้ วิธีที่ดีที่สุดในการลดผลกระทบนี้คือการออกแบบเครื่องบินทั้งหมดให้เอื้อต่อหลักอากาศพลศาสตร์
นี่คือคุณสมบัติที่วิศวกรของ Boom Supersonic รวมไว้ใน Overture
1. Swept Wings
วิธีที่ดีที่สุดในการอธิบายหลักการของ Wings ที่กวาดได้คือการเปรียบเทียบการออกแบบปีกของ Boeing 777 กับของ Overture สิ่งแรกที่คุณจะสังเกตเห็นคือปีกของ Overture ดูเหมือนจะ”กวาดไปข้างหลัง”ในมุมที่สูงกว่าของ Boeing 777
การออกแบบนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพโดยลดการลากและ เพิ่มความเสถียรของเครื่องบินเมื่อแล่นด้วยความเร็วสูง ปีกกวาดทำงานโดยเปลี่ยนมุมที่อากาศไหลผ่านปีก
กวาดปีกขึ้นที่สูง มีการตรวจสอบความเร็วครั้งแรกในเยอรมนีตั้งแต่ปี 1935
©Christopher Chambers/Shutterstock.com
เมื่อปีกทำมุมกลับ กระแสลมที่ไหลเข้ามาจะเบี่ยงเบนลงเล็กน้อย ทำให้เกิดแรงยกที่ทำให้เครื่องบินทำมุมสูงขึ้น แรงลากที่กระทำต่อปีกทำให้ลิฟต์นี้สมดุลบางส่วน ส่งผลให้เกิดแรงเคลื่อนไปข้างหน้าสุทธิที่ลดการลากและเพิ่มความเร็วโดยรวมของเครื่องบิน
ปีกเหล่านี้ยังช่วยเพิ่มความเสถียรของเครื่องบินด้วยความเร็วสูง เมื่อเครื่องบินแล่นเร็ว กระแสลมเหนือปีกจะปั่นป่วน ซึ่งมักนำไปสู่ความไม่มั่นคงและสูญเสียการควบคุม อย่างไรก็ตาม ปีกแบบกวาดไปด้านหลังบีบอัดกระแสลมไปทางปลายปีก ซึ่งช่วยรักษากระแสลมเหนือปีกให้คงที่ยิ่งขึ้น แม้ในความเร็วสูง
2. ปีกที่บางลง
คุณสมบัติเด่นอีกอย่างของ Overture คือมีปีกที่บางกว่า ปีกเหล่านี้มีพื้นที่ผิวน้อยกว่ามาก ซึ่งหมายถึงการลากที่น้อยลงด้วย นอกจากนี้ ยังมีอัตราส่วนแรงยกต่อการลากที่สูงกว่า ทำให้เครื่องบินสร้างแรงยกได้มากขึ้น แม้จะมีแรงลากน้อยลง จึงช่วยประหยัดเชื้อเพลิงและปรับปรุงประสิทธิภาพ
เมื่อเครื่องบินเดินทางด้วยความเร็วเหนือเสียง มันมักจะสร้างคลื่นกระแทก ผลกระทบหลักของคลื่นกระแทกคือความปั่นป่วนที่เพิ่มขึ้น
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปีกที่บางลง การก่อตัวของคลื่นกระแทกจึงลดลง ซึ่งทำให้ความปั่นป่วนและการลากตัวลดลงด้วย แนวคิดของปีกที่บางกว่านั้นเหมือนกับที่ใช้ในรถสปอร์ตเมื่อเทียบกับรถซีดานชนิดบรรจุกล่อง
3. ลำตัวเครื่องบินโค้งมน
การออกแบบลำตัวเครื่องบินที่มีลักษณะโค้งมนมีรูปทรงคล้าย”ขวดโค้ก”โดยด้านหน้าจะกว้างกว่าและด้านหลังบางกว่า การออกแบบนี้ช่วยลดแรงเสียดทานตามหลักอากาศพลศาสตร์ จึงปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องบินด้วยความเร็วที่สูงขึ้น
การออกแบบทำงานในลักษณะที่อากาศรอบ ๆ เครื่องบินไหลอย่างราบรื่นรอบ ๆ ตัวเครื่องบินที่คล่องตัว การทำเช่นนี้จะลดความรุนแรงของคลื่นกระแทกและลดเสียงโซนิคบูม ซึ่งเป็นเสียงที่เครื่องบินสร้างขึ้นเมื่อความเร็วเกินความเร็วของเสียง
4. การเลือกใช้วัสดุ
การเลือกใช้วัสดุส่งผลต่อประสิทธิภาพแอโรไดนามิกของเครื่องบินในทุกจุดบนท้องฟ้า โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างวัสดุจะกำหนดว่ารูปร่างของเครื่องบินจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรที่ระดับความสูงและความเร็วต่างๆ Boom Supersonic พิจารณาว่าการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเหล่านี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพแอโรไดนามิกโดยรวมอย่างไร
บริษัทใช้อะลูมิเนียมและวัสดุผสมคาร์บอน ซึ่งแต่ละอย่างมีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป แม้ว่าอะลูมิเนียมจะเป็นหนึ่งในวัสดุที่ถูกที่สุดและหาได้ง่ายที่สุด แต่ก็มีข้อจำกัดหลายประการเมื่อพูดถึงการบินด้วยความเร็วเหนือเสียง
อะลูมิเนียมมีแนวโน้มที่จะเกิดการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อนด้วยความเร็วสูง ซึ่งอาจนำไปสู่การเสียรูปของโครงสร้างเมื่อไม่ได้รับปัจจัยที่เหมาะสม
ในทางกลับกัน เส้นใยคาร์บอนเป็นวัสดุน้ำหนักเบาที่ให้ความแข็งแรงและความทนทานไร้ที่ติ วัสดุเหล่านี้มีความทนทานสูงต่อการเปลี่ยนแปลงความร้อนและสามารถรักษารูปร่างและรูปทรงไว้ได้แม้ในความเร็วสูง
ด้วยความแตกต่างเหล่านี้ Boom Supersonic คำนึงถึงข้อได้เปรียบทางโครงสร้างและข้อเสียของวัสดุในกระบวนการออกแบบ เมื่อรวมวัสดุทั้งสองเข้าด้วยกัน บริษัทใช้อะลูมิเนียมในโครงสร้างหลักของเครื่องบินและวัสดุผสมคาร์บอนในบริเวณที่เครื่องบินจะต้องสัมผัสกับอุณหภูมิและความเครียดสูง เช่น จมูก ปีก กรวย และหัวฉีดไอเสีย
ประสบการณ์ออนบอร์ดที่คาดหวังของการทาบทามของ Boom Supersonic
ปักกิ่งถึงนิวยอร์กค่อนข้างยืดเยื้อ แม้จะมีเวลาบินหกชั่วโมง แต่ก็อาจทำให้เหนื่อยได้ เพื่อให้แน่ใจว่าผู้โดยสารจะเพลิดเพลินกับเที่ยวบิน Boom ออกแบบเครื่องบินโดยคำนึงถึงความสะดวกสบายเป็นหลัก
แม้ว่าเครื่องบินจะเร็ว แต่ก็จะเงียบกว่ารุ่นก่อนมาก นั่นต้องขอบคุณเทคโนโลยีเครื่องยนต์ขั้นสูงและแอโรไดนามิกส์ ห้องโดยสารยังกว้างขวางและสะดวกสบายด้วยการจัดที่นั่งที่ช่วยให้มีพื้นที่วางขาและพื้นที่ส่วนตัวมากขึ้น มีหน้าจอขนาดใหญ่และพื้นที่กว้างขวางให้คุณทำงาน
The Overture จะมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุงด้วย คุณสมบัติเหล่านี้รวมถึงระบบควบคุมการบินที่มีความซ้ำซ้อนสูงและเรดาร์ตรวจอากาศขั้นสูง นอกจากนี้ เรายังคาดว่าจะเห็นสิ่งอำนวยความสะดวกระดับพรีเมียมอื่นๆ เช่น อาหารรสเลิศและบริการส่วนบุคคล
Boom Supersonic สามารถเดินทางจากนิวยอร์กไปปักกิ่งในเวลาเพียง 6 ชั่วโมง FAQs (คำถามที่พบบ่อย)
<แข็งแรง>การบิน Boom Overture จากนิวยอร์กไปลอนดอนจะใช้เวลานานแค่ไหน
Boom Overture จะใช้เวลาประมาณ 3 ชั่วโมง 30 นาทีในการบินจากนิวยอร์กไปลอนดอน เครื่องบินมีความเร็ว 1,800 กม./ชม. เมื่อบินเหนือน้ำ
คุณสามารถบินเหนือเสียงเหนือสหรัฐอเมริกาได้หรือไม่
กฎหมายของสหรัฐอเมริกาห้ามบินเหนือเสียงเหนือ ที่ดินเว้นแต่จะได้รับอนุญาตอย่างเด็ดขาดจาก FAA อย่างไรก็ตาม อนุญาตให้มีการทดสอบการบินด้วยความเร็วเหนือเสียง แต่ต้องเป็นไปตามข้อบังคับของ FAA ที่กำหนดไว้
เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงสามารถเดินทางรอบโลกได้หรือไม่
มันคือ เป็นไปได้ในทางทฤษฎีที่เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงจะบินรอบโลกได้ อย่างไรก็ตาม ปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความจำเป็นในการเติมน้ำมัน ข้อจำกัดทางกฎหมาย และการจำกัดความเร็วในบางเขตอำนาจศาล จะขัดขวางความสำเร็จ
เหตุใดการบินด้วยความเร็วเหนือเสียงจึงผิดกฎหมาย
สาเหตุหลักที่ทำให้เที่ยวบินเหนือเสียงเชิงพาณิชย์บนบกเป็นสิ่งผิดกฎหมายคือในปี 1950 และ 60 มีการเรียกร้องมากกว่า 40,000 ครั้งต่อกองทัพอากาศ ซึ่งเครื่องบินของสายการบินนี้ก่อให้เกิดปัญหาบนบกเนื่องจากคลื่นโซนิคบูม FAA ออกคำสั่งห้ามเที่ยวบินเหนือเสียงในเชิงพาณิชย์บนบก ซึ่งเป็นคำตัดสินที่มีผลจนถึงปัจจุบัน
เที่ยวบินเหนือเสียงบูมมีราคาเท่าไหร่
แม้ว่าหนึ่ง จุดมุ่งหมายหลักของ Boom Supersonic คือการมีตั๋วเครื่องบินที่รวดเร็วซึ่งมีราคาต่ำเพียง 100 ดอลลาร์ ตั๋วเริ่มต้นจะไม่ถูก Boom กล่าวว่าตั๋ว Overture จะมีราคาประมาณ 5,000 ดอลลาร์ต่อที่นั่ง