סטארט-אפ יוסטון Hypersonic Transport מבטיח טיסות נוסעים מלוס אנג'לס לטוקיו תוך שעה

אם היית בסביבה מספיק זמן, אולי אתה זוכר את קמעונאית המשקפיים LensCrafters סלוגן פרסום קליט, "כוסות בעוד כשעה!" סטארטאפ מבוסס יוסטון, ונוס תעופה וחלל מבטיח שזה יעביר אותך מלוס אנג'לס לטוקיו באותו טווח באמצעות מטוס חלל החל משנת 2030. זו הבטחה שקשה לראות.

החברה לא פרסמה תמונות של עיצוב מטוס הנוסעים שלה עם 12 נוסעים. מצד שני, זה עתה פרסמה פרסום המציג את המימון של 20 מיליון דולר מסדרה A שגייסה יחד עם מעבדת פריים הובלות, חברת הון סיכון בוויומינג שמתארת ​​את עצמה כמשקיעה ב"סטארט-אפים מדעיים פורצי דרך".

Venus Aerospace גייסה כעת סך של 33 מיליון דולר. במהלך שנת קיומו, הסטארט-אפ גדל ל-40 עובדים ופועל מהאנגר בנמל החלל של יוסטון (שדה התעופה אלינגטון). ה לשחרר קובע באומץ כי "Venus Aerospace בונה מטוס חלל עם פליטת פחמן אפס שיאפשר נסיעה עולמית של שעה אחת".

עם זאת, ההובלה ההיפרסונית של ונוס לא תהיה נטולת פליטת פחמן. זה גם לא יהיה מטוס חלל. ונוס מצטרפת לרשימה מתפתחת של תקווה לתחבורה היפרסונית, כולל אטלנטה הרמיאוס ואת זה עתה הוכרז מבוסס בייג'ין תחבורה חללית, אשר אומר היא תטיס נוסעים משנג'י לניו יורק תוך שעתיים בלבד.

שלושתם טוענים שהם יטסו מטוסים בקנה מידה מלא ב-Mach 5 פלוס (שם מתחילה המהירות ההיפרסונית) עד שנת 2030. שלושתם מאמצים את הרעיון של לקרב את העולם באמצעות תחבורה מהירה, וכך גם השואף העל-קולי הפוקי יחסית בּוּם.

ונוס זרקה את משפט המלכוד "הביתה בארוחת ערב" כדי לתאר טיול הלוך ושוב מלוס אנג'לס לטוקיו ביום עסקים על ידי מנהל חכם שנחוש לאכול ארוחת ערב עם המשפחה. הרמיוס מנפק בהפתעה את האתגר "להתחרות עליך שם".

החזון וההייפ דומים במידה מסוימת לסצנת ה-Urban Air Mobility בגובה נמוך אך מטפורית גבוהה, ולשוק שעדיין לא התממש (אבל תמיד ממש מעבר לפינה).

לאיזה יעד מועדות מציאותית Venus Aerospace ומתחרותיה הפוטנציאליות היא שאלה כדאית.

היברידי היפרסוני

אפשר להשוות את המטוס המוצע של ונוס למכונית היברידית. כמו מנוע הבעירה המקביל ומערכות ההנעה החשמליות הנפוצות בכלי רכב מסוג זה, העיצוב ההיפרסוני של החברה יתבסס על שתי מערכות הנעה - מנוע סילון רגיל ורקטה.

זוהי אסטרטגיה השונה במידה ניכרת מהנעה משולבת במחזוריות משולבת (TBCC) של הרמיוס נושמת אוויר. גישת מנוע או מה שנראה כמו השילוב העיקרי של רקטות מדחף-נוזלי רקטות מוצקות של חברת Space Transportation.

התפיסה התפעולית התיאורטית של ונוס היא המניעה את הבחירה, לדברי מייסדי החברה ובני הזוג שרה ואנדרו דאגלבי. שניהם יוצאי תעופה וחלל עם קדנציות ב-Virgin Orbit וב-Virgin Galactic. לשניהם רקע הנדסי (אנדרו הוא פרופסור להנדסת מכונות לשעבר בווירג'יניה טק ובטקסס A&M וקצין הנדסה במילואים בחיל הים), כאשר שרה (או סאסי כפי שהיא מוכרת לה) משמשת כמנכ"לית ואנדרו כ-CTO.

המטוס ש-Venus אומרת שתבנה נועד להתחבר במידה רבה לתשתית התחבורה האווירית הקיימת. הם אומרים שהוא יוכל להמריא ממסלול הנחיתה סטנדרטי ב-LAX ולטפס לגובה שיוט קונבנציונלי נומינלי (35,000 רגל או בערך) באמצעות מנוע הסילון שלו. ואז הסילון נסגר והכניסה/פליטה שלו נסגרת. בזמן שזה קורה, מנוע רקטי בדלק נוזלי יורה.

הרקטה מאיצה את המטוס ל-9 מאך (כ-6,850 קמ"ש) בתאוצה של כ-0.5 גרם (קצת יותר ממטוס בהמראה, לפי אנדרו) כשהוא מטפס לגובה שיא של 170,000 רגל. לוקח למטוס בערך 10 דקות להגיע ל-9 מאך, מהירות שהוא מחזיק עוד חמש דקות.

לאחר מכן הרקטה יוצאת החוצה ומטוס הנוסעים הופך לרחפן היפרסוני, יורד ללא כוח לעבר יעדו במשך 45 דקות, תוך האטה בסביבות 0.1 גרם. לאחר חזרה לקרוב ל-35,000 רגל, מנוע הסילון מופעל מחדש והמטוס מצטרף למטוסי נוסעים נפוצים בתור בקרת התעבורה האווירית עבור וקטורים לנחיתה בנאריטה (טוקיו).

זה נשמע אפשרי בשלב מסוים בעתיד, אבל חוסר ספציפיות לגבי הפרטים והתוכנית העסקית בולט.

בלתי אפשרי עד קשה

אנדרו דוגלבי אומר שבהיסטוריה הקצרה של ונוס אירוספייס, "עברנו מהבלתי אפשרי לקשה אבל עדיין נותרו הרבה דברים קשים".

צוות ונוס אומר שהם ביצעו שלוש התקדמות מפתח שהוציאו את הפרויקט מתחום הבלתי אפשרי. הראשון הוא מנוע רקטות פיצוץ מסתובב המוגן בפטנט (RDRE). השני הוא צורת המטוס. השלישית היא מערכת קירור אקטיבית.

במילים פשוטות, א RDRE מפוצץ במקום בוער את ההדחה הנוזלית שלו. כור בצורת טבעת (טבעתי) בתוך מפעיל תגובות כימיות הדוחפות פולסים קונצנטריים של גז על-קולי החוצה את פיית הפליטה, ויוצרים דחף.

RDREs ידועים כמייצרים יותר דחף עם פחות דלק מאשר רקטות קונבנציונליות, ושורפים את הדלק בצורה מלאה יותר בטמפרטורות גבוהות יותר. הם עשויים להציע העברת חום ויתרונות אחרים, כולל משקל וקומפקטיות. אנדרו אומר שהמנוע ונוס שפיתחה ומעבדה שנבדקה בקנה מידה קטן חסכוני ב-15% יותר בדלק מרקטות דומות, משחרר מסת מטוסים לנוסעים ודברים מעשיים כמו תא לחץ ונחתת.

המימון שגייסה ונוס עד כה אפשר לה להגיע לנקודה שבה "הוכחנו שיש לנו דרך להשיג את מנוע הפיצוץ שלנו, שיש דרכים לשמור עליו קריר יותר", טוען דאגלבי.

הוא השווה באופן רופף את הדלק שהמנוע שלו ישתמש לתערובת המשמשת את מעבורת החלל, שלה המנוע הראשי מימן נוזלי שרוף וחמצן נוזלי. אבל בניגוד למפתח מטוסי מטען היפרסוניים שחר וחלל, שחשפה את המנוע הרקטי שלה ישתמש בתערובת נוזלית של פרוקסיד בעל ניסיון גבוה (HTP) ונפט, ונוס לא חולקת את הרכב הדלק הנוזלי שלה, ומציינת שזה "חלק מרכזי באיך אנחנו שומרים על קור המנוע ."

החברה גם שומרת על שתיקה בנוגע לעיצוב שלד הטיסה שלה, שיצטרך לטוס ולתמרן היטב גם במהירויות תת-קוליות איטיות וגם במהירויות היפר-קוליות. Duggleby מאפשר שזהו "waverider", המעוצב ליצור גל הלם יחיד וללכוד כיס של אוויר בלחץ גבוה מתחת לבטן הרכב להגדלה מוגברת.

ה-Boeing X-51 של נאס"א הוא דוגמה שימושית לוויברייד, אבל כל מה שנוגה תצא איתו (הוא עדיין לא הצטמצם מחמש צורות מועמדות) כנראה ייראה אחרת. בתור התחלה יהיו לו חלונות נוסעים וזנב רגיל. טרם נקבע אם יש לו חלונות תא הטייס קדמיים לטייסים.

אנדרו דוגלבי אומר כי ונוס "בתקווה תחשוף" את מסגרת הטיסה בקרוב, אך לא ידון בציר זמן. בדיקות מודל תת-קנה מידה נעשו באוניברסיטת אריזונה מנהרת רוח מאך 5, שם ונוס אפילו ביצעה אימות מסוים "במהירות הזו".

כמו במושגים היפרסוניים אחרים, ניתן לצפות שמעבר ב-Mach 9 ייצר הרבה חום. דוגלבי אומר שלעשות זאת בגובה 170,000 רגל הוא יתרון מכיוון שהאטמוספירה הדקה שם מציעה פחות חיכוך חום מאשר בגבהים נמוכים יותר. חום ישפיע על אף המטוס במיוחד, בעיה ש-Venus אומרת שהיא תתגבר עם חרטום מודפס בתלת מימד עם ערכת קירור פנימית חדשה. דוגלבי מתאר את זה כ"צינור חום בקצה המוביל שלמעשה מפיץ את החום החוצה". הקצוות המובילים של הכנפיים עשויים לכלול מערכת דומה.

שאר המטוס, הוא אומר, לא ישתמש בחומרים אקזוטיים לפיזור חום. הוא ישתמש ב"חומר תעופה וחלל סטנדרטי" כדי להפחית עלויות, אם כי דוגלבי לא יציין מה.

למרות חוסר מובהק במידע ציבורי על שלושת מפתחות הטכנולוגיה שלה, Venus Aerospace נהנית מאמון תומכי ההון סיכון שלה. סאסי דאגלבי מאפיין את קבוצת המשקיעים שהרכיבה Prime Movers Lab כ"הון סבלני".

השותפה הטכנית של Prime Movers Lab, ליז סטיין, אומרת שלסטארט-אפ יש "תוכנית עשירה בחומרה", תוך שהיא מציינת את השריפה החמה המוצלחת של מנוע ההוכחה לקונספציה שלו, בדיקות מנהרת רוח תת-ממדית ושיתוף פעולה עם Georgia Tech לעיצוב הקירור המוביל.

שטיין הוסיף כי Prime Movers תמכה בונוס עם היכרות עם אנשי היפרסוניקה בנאס"א, ושיתפה כלי ניתוח ומאמרי מחקר. היא גם הצביעה על נאס"א-דלויט ו נאס"א-SAIC מחקרי שוק המתארים את הביקוש לתחבורה אווירית היפרסונית, שלטענת שטיין מצביעים על כך ש"אות הביקוש בשוק נמצא שם כדי שמערכות טיסה מהירות יפעלו בצורה רווחית ללא סיוע ממשלתי".

לא כולם מסכימים ורבים מצביעים על הדוגמה של הקונקורד, שדרשה תמיכת ממשלות מרובות ומעולם לא שברה שוויון.

"שונאים תמיד מצביעים על הקונקורד כדי לבטל את הכדאיות המסחרית של טיסה במהירות גבוהה, מבלי להבין מדוע הקונקורד נכשלה", אומר שטיין.

היא טוענת שזה היה קשור להון האדיר הנדרש מראש (18.8 מיליארד דולר) ולעלויות התפעוליות החוזרות. העיקרי מבין האחרונים היה דלק שנבלע על ידי מנוע האולימפוס 593 של הקונקורד שמבעריו השתמשו בכל כך הרבה מיץ בהמראה ש"יותר ממחצית משקל ההמראה של הקונקורד היה דלק".

זה, בתורו, הצריך מחירי כרטיס למושב בלתי נסבלים עבור מטוס הנוסעים העל-קולי של כ-100 נוסעים. המשמעות היא שלטרנספורט ההיפרסוני של ונוס לא תהיה בעיה כזו. עם זאת, מכיוון שאיננו יודעים באיזו תערובת דלק רקטה היא תשתמש ועלויות ההנעה הנוזלית משתנות מאוד, הערכת העלות היא קשה עד בלתי אפשרית.

המטוס המוצע של ונוס ישא פחות נוסעים וככל הנראה יהיה קטן יותר מקונקורד. עם ההנעה ההיברידית הוא עשוי לצרוך פחות אנרגיה נטו אך עלות הדלק שלו (ועלות התפעול הכוללת) תתפרס על פני 12 מושבים בלבד בכל טיסה. חישוב חשבון דלק עבור מטוס שאפילו לא מומש בניסוי נראה תרגיל מסוכן עבור המשקיע הסבלני ביותר. אבל אולי זה לא משנה.

כמה דיווחים על Venus Aerospace מציעים שהיא בדרך להשיג יצירת הכנסות בשנתיים הקרובות. יש להניח שהיא תעשה זאת על ידי שיתוף הקניין הרוחני שלה עם משרד ההגנה. בתור AFWERX' $ 60 מיליון השקעה בתערוכות של הרמיוס, חיל האוויר ו-DoD בכלל מתלבטים בנוגע לקידום הטכנולוגיה ההיפרסונית לטילים, מל"טים לשימוש חוזר, לוויינים ומטוסים, כמו גם לדרבן צמיחה במגזר הפרטי.

ההתלהבות של DoD היא לא עבור הובלות מסחריות היפרסוניות. במקום זאת, מדובר בחיפוש אחר כלי רכב קטנים יותר הניתנים להשגה על פני לוחות זמנים קצרים. פקיד בכיר בממסד המדע והטכנולוגיה הביטחוני/ממשלתי אמר לי, "אם DoD מודאג מהיפרסוני, הם עשויים להיות מרוכזים בתבוסה [כלומר נגד נשק היפרסוני]. ייתכן שהם יצטרכו לבדוק תבוסה [מערכות] ומזל"ט עשוי לאפשר זאת."

כמו Hermeus, Venus Aerospace מתכננת לפתח רחפן תחילה כדי להוכיח את הטכנולוגיה שלו. אם אחת מהחברות תגיע בסופו של דבר להובלה היפרסונית, אין לטעון מרכזי במקרה העסקי שלהן או למשקיעים שלה.

מטוס חלל או חזה

ההערכה היא שבום, שנמצאת רחוק יותר בדרכה מאשר ונוס, תצטרך הרבה יותר ממיליארד דולר כדי לממש את התחבורה העל-קולית שלה.

כשנשאל לגבי העלויות הכוללות של ונוס, לאחר הפסקה ארוכה, סאסי דוגלבי אומר שההערכה שלהם היא ב"טווח של מיליארדי דולרים". היא משלבת זאת עם האזהרה שלפיה יש לוונוס "הזדמנויות להכנסה בשלב מוקדם עם המל"ט. זה לא מטוס חלל או פסל".

"השימוש במימון ממשלתי כדי לעזור להפחית את הסיכון הזה הוא אחד מהדברים המרכזיים שלנו, היא אומרת. "אנחנו לא מאמינים שאנחנו צריכים מיליארד דולר שלם במימון הון סיכון לפני שנגיע לשם."

ונוס אומרת שכבר יש לה מימון ממשלתי כדי לעזור לה להגיע לשם. זה עשוי להגיע מחוזה AFWERX Small Business Technology Transfer (STTR, Phase I-II), אם כי לא הצלחתי לאשר זאת. אם כן, זה כנראה הניב לנוגה בסביבות 800,000 דולר.

דרך הסטארט-אפ היא דרך שבני הזוג אומרים שהם אימצו בשקיקה אחרי שנים עם חברות מבוססות. ברוח זו, סאסי אומר, "האם אנחנו הולכים ללמוד דברים ולחשוב שאנחנו צריכים להסתובב? בטח, אבל זו השמחה של עולם הסטארטאפים. זו השמחה שבחדשנות".

זה נראה כמו מסרים מעורבים, תכונה המופיעה גם בטענות של ונוס אירוספייס לבנות מטוס חלל נטול פחמן ולטוס עד 2030. מי ששם לב היטב יבינו שהחלל מוסכם בדרך כלל להתחיל ב-62 מייל (330,000) מעל כדור הארץ . סאסי דאגלבי מכירה בכך שהרכב הרעיוני של ונוס מגיע רק בחצי הדרך לחלל - או למאך שהוא יצטרך כדי להימלט מכוח המשיכה של כדור הארץ. אז למה לקרוא לזה מטוס חלל?

"אנחנו קוראים לזה מטוס חלל כי הוא מגיע בעיקר לשם", מציע אנדרו דוגלבי. "אנחנו לא רכב נושם. אנחנו לא רק סילון מהיר. אז עדיף לקרוא לזה מטוס חלל".

כשאני מציין שנוסעים שמשלמים דמי נסיעה עשויים לצפות לצאת לחלל במטוס חלל, סאסי עונה ש"כשאתה אומר מטוס חלל, אנשים נוטים להבין שזה לא רק מטוס רגיל".

הם עשויים גם להבין שסביר להניח שהמטוס והטיל של ונוס אינם נטולי פליטת פחמן (שלא לדבר על התשומות לבניית תחבורה כזו). דלקים ביולוגיים עם פחמן נמוך יותר ודלק תעופה סינתטי נמצאים באופק, אבל אם הם יהיו זמינים באופן נרחב (או מחיר תחרותי) עד 2030 היא שאלה.

באשר לרקטה, מעבורת החלל פלטה בעיקר אדי מים מהדלק הנוזלי ששרפה. המטוס של ונוס לא צפוי לפעול על אותו חומר. ומדענים אומרים שאין לנו נתונים טובים במיוחד על מה פולטות רקטות בדלק נוזלי, במיוחד באטמוספירה העליונה. לא משנה איזה דלק רקטי נשרף מטוס נוסעים היפרסוני של Venus Aerospace, הוא יצטרך גם טיפול מיוחד בשדות תעופה או בנמלי חלל.

אנדרו דוגלבי אומר שזה לא אתגר גדול למרות שמומחי דלק ואבטחה עשויים לא להסכים. אפשר לזכור ש-A380 הענק של איירבוס נסגר ממספר שדות תעופה משיקולים ארציים כמו צורך בחומר רמפה/מסלול מחוזקים וגשרים אוויריים שונים להנחת נוסעים/ביטול מהמטוס.

צריך גם לנחש שמטוס הנוסעים ההיפרסוני של ונוס יזדקק למסלולים של 10,000 רגל (אנדרו אומר שיש להם 15 מסלולים/יעדים מועמדים) ואולי תהיה לו מהירות גישה סופית גבוהה עם השלכות תעבורה אווירית. בני הזוג דאגלביי לא רואים שם מהמורות גדולות בכביש.

באופן מפתיע, הם אומרים כי ונוס תהיה משולבת אנכית, כולל בניית מנועי טילים משלה. החשודים הרגילים מ-United Launch Alliance ל-Northrop-Grumman ל-SpaceX אינם חלק מהתוכנית שלהם, שבה ככל הנראה ייוצרו מנועים במתקני נמל החלל של החברה ביוסטון.

לחלק מהצוות של ונוס, המונה 40 איש, יש ניסיון בבניית רקטות, אומרים הקצינים הראשיים שלה. לא שאלתי אם החוויה הזו ממוקדת יותר לרכב מזל"ט/תת-סקאלה מאשר רכב בקנה מידה מלא. אילו כרכים יידרשו היא שאלה נוספת שלא נענתה. זה מגיע ללב ההצעה העסקית.

ונוס לא הציגה תחזיות פומביות לגבי עלות המטוס שלה. מה עשוי לעלות כרטיסים אינו ידוע באופן דומה. סאסי אומר שלחברה יש מודלי עלות פנימיים. "אנחנו רוצים לשמור את זה קרוב למחיר כרטיס במחלקה ראשונה. יש הרבה גורמים ואנחנו עדיין בשלבים הראשונים של איך זה באמת ייראה".

גורמים אלה כוללים את תדירות הטיסה. מתודולוגיית הקירור של ונוס ועיצוב מסגרת המטוס יאפשרו סבב של שעתיים של מטוס, טוען אנדרו דוגלבי. ונוס מכוונת לארבע טיסות ביום. בניגוד לרקטות הראשיות של מעבורת החלל שנאלצו להפיל לאחר כל טיסה, ה-RDREs במטוסי ונוס יבצעו 100 טיסות סדירות לפני בדיקות מנוע הכרחיות ו-1,000 טיסות לפני בדיקת רמת בנייה מחדש. "כן, זו הזמנה גבוהה", מודה אנדרו, "אבל התכנון הראשוני שלנו מראה היתכנות.

היתכנות הייתה שאלה כל עוד נעשו מאמצי טיסה היפרסוניים רציניים משנות השמונים המוקדמות של British Aerospace HOTOL רכב המראה/נחיתה קונבנציונלי לשימוש חוזר לרכב של נאס"א בהשראת רייגן בסוף שנות ה-1980 אוריינט אקספרס פרויקט מטוס היפרסוני.

המנכ"ל של Venus Aerospace התייחס למיזם מספר פעמים כ"חברת טכנולוגיה בשלבים מוקדמים", וזה ללא ספק. חלקיו עשויים למעשה להיות שווים יותר מהשלם. זו הסיבה שזה מוזר ש-Wenus או בוני תחבורה היפרסוניים אחרים יעצו בפומבי על יעד "הולך לעוף" לשנת 2030.

הסיבה, אומר ריצ'רד אבולפיה מ-AeroDynamic Advisory, מסתכמת בדולרים להשקעה. "HOTOL, אוריינט אקספרס ואחרות היו במרחק של חמש עד 10 שנים" בשנות ה-1980. כיום [טרנספורטים] היפרסוניים נמצאים במרחק של חמש עד 10 שנים. איזו הפתעה."

"ניידות אווירית עירונית משכה מיליארדי דולרים. כן, הרבה מזה מוגזם בצורה מגוחכת אבל המטרה [של חברות UAM] היא לצבור כסף. זו עבודה אחת."

האם Venus Aerospace יכולה למשוך את מיליארד הדולר שהיא אומרת שהיא צריכה כדי לבנות תחבורה היפרסונית? "תראה את ההשקעה ש-UAM משכה בשנה שעברה", אומר אבולעפיה. "הבדיחה עלינו. לגבי מיליארד, התראת ספוילר - זה לא מספיק".

בני הזוג Dugglebys מרחיבים את המטאפורה "Home By Dinner" להתמקדות של Venus Aerospace באיזון בין עבודה לחיים, תכונה שחסרה לרוב חברות התעופה והחלל, לדבריהם. לא ברור איך זה מתאים לתכנון, בדיקה ובניית מטוס נוסעים היפרסוני בקנה מידה מלא עד 2030. הימנעות קפדנית מהדברים המעכבים את ציר הזמן של הפרויקט - עבודה שגויה, עבודה מחדש, סיבוך יתר - יעזור, הם טוענים.

לחוץ עוד יותר, אנדרו אומר שהמטרה לשנת 2030 היא באמת ציר זמן "לא מוקדם יותר מאשר". סאסי אומר שזה משהו לשאוף אליו, שאולי לוקח חמש שנים נוספות כדי "להגיע למוצר כמה שיותר מהר".

"אנחנו לא מתפשרים על הצהרת המשימה שלנו כחברה", היא מאשרת. הובלה היפרסונית היא "בהחלט הסיבה שהחלטנו להקים את החברה לפני שנתיים. ההזדמנות בשוק היא מדהימה".

כאשר LensCrafters התחילה לפעול בתחילת שנות ה-1980, היא קישרה את קו התיוג שלה ליעד בר השגה מסחרית וטכנולוגית. כפי שהדברים נראים בשנת 2022, נראה שיידרשו כמה משקפיים מיוחדים כדי לראות אם Venus Aerospace עשתה את אותו הדבר.