Czy Top Gun to tylko film? Supersamoloty, nie tylko hipersoniczne
Uważni obserwatorzy zaawansowanych projektów lotniczych zauważyli, że w marcu 2023 r. w serii tweetów gratulujących twórcom Top Gun nominacji do Oscarów, Lockheed zdawał się sygnalizować, że być może istnienie samolotu takiego jak Darkstar (1) to nie tylko filmowa fantazja. Lockheed przyznawał już wcześniej, że jego projektanci ze Skunk Works poważnie podeszli do zadania zaprojektowania filmowego supersamolotu, potwierdzając, że zbudowano pełnowymiarową makietę proponowanego odrzutowca zdolnego do osiągania prędkości 10 Ma. Makieta była tak przekonująca, że, jak twierdził producent filmu, Jerry Bruckheimer, Chiny zmieniły trajektorię swojego satelity szpiegowskiego, aby sfotografować samolot podczas kręcenia filmu. "Oni myśleli, że to jest prawdziwe", mówił w rozmowie z serwisem Sandboxx News w 2022 r.
Lockheed przypomniał przy okazji swoją legendarną konstrukcję SR-71 Blackbird, pisząc m.in., iż jest to "nadal najszybszy załogowy samolot odrzutowy". Opracowany w latach 60. XX wieku przez Lockheed Skunk Works i znanego inżyniera lotniczego Clarence’a Johnsona, SR-71 był głównym amerykańskim samolotem obserwacyjno-rozpoznawczym na dużych wysokościach aż do jego wycofania pod koniec lat 90. Zdolny do lotu z prędkością 3,2 Ma (3900 km/h), SR-71 nadal jest rekordzistą świata w kategorii najszybszego oddychającego powietrzem samolotu załogowego.
Potem w zadaniach wywiadowczych Pentagon postawił na swój arsenał satelitów szpiegowskich, bezzałogowych statków powietrznych (UAV) oraz samolotów stealth piątej generacji. Jednakże rozwój broni antysatelitarnej, technologii antydostępowych i rozpraszających oraz technologii stealth spowodował, że planiści obronni zaczęli ponownie rozważać konstrukcje samolotów hipersonicznych, zdolnych do penetracji chronionej przestrzeni powietrznej i unikania obrony powietrznej.
Lockheed Martin’s Skunk Works miał podobno około 2007 r. rozpocząć prace nad hipersonicznym bezzałogowcem. W 2013 roku firma ujawniła, że rzeczywiście pracuje nad konstrukcją samolotu z dwoma silnikami scramjet, zaprojektowanego do prędkości przelotowej 6 Ma (powyżej siedmiu tysięcy km/h), nazwanego SR-72, a potocznie nazywanego "synem Blackbirda". Rozwój SR-72 był owiany tajemnicą. Jednak od 2018 roku Lockheed Martin zapowiedział, że prototyp SR-72 ma odbyć pierwszy lot do 2025 roku, a samolot może wejść do służby w latach trzydziestych. W przeciwieństwie do swojego poprzednika, hipersoniczny SR-72 jest podobno samolotem bezzałogowym, zdolnym, oprócz operacji nadzoru i rozpoznania, do wykonywania misji ofensywnych. Krążą pogłoski, iż "syn Blackbirda" ma być pierwszym na świecie samolotem hipersonicznym zdolnym do wystrzeliwania pocisków hipersonicznych.
Obserwatorzy techniki lotniczej zauważyli, że samolot Darkstar pojawiający się w Top Gun. Maverick przypomina grafikę koncepcyjną SR-72. Przed premierą filmu w maju 2022 roku dyrektor ds. komunikacji międzynarodowej Lockheeda, John Neilson, przyznawał, że pojawiły się plotki, iż film umożliwi "podgląd możliwego wyglądu Lockheed Martin SR-72". Kokpit Darkstara nie ma widoczności do przodu. Pilot filmowy musi polegać na systemie monitorowania, aby zobaczyć, co jest przed samolotem. Podobne rozwiązanie widać w eksperymentalnym samolocie naddźwiękowym firmy Lockheed Martin, X-59 QueSST, który ma przejść testy w 2023 roku w ramach projektu NASA Low-Boom Flight Demonstrator. Nazwa "Darkstar" pochodzi ponadto od prototypu drona, RQ-3 opracowanego przez firmy Lockheed i Boeing w połowie lat 90.
Przedstawiciele Lockheeda Martina, poproszeni komentarz, nie odrzucili pomysłu, że firma może mieć już hipersoniczny samolot zdolny do lotu z prędkością ponad sześciokrotnie większą od prędkości dźwięku. Na pytanie o to, czy Darkstar lub coś podobnego rzeczywiście istnieje, rzecznik firmy powiedział: "Nie mam nic dodatkowego do przekazania związanego z językiem użytym w tweecie".
NASA już dawno śmiga hipersonicznie
Tymczasem wspominana NASA już dość dawno temu zbudowała hipersoniczny "samolot" o prędkości 9,6 Ma. Mowa o X-43, maszynie, której zbudowano w sumie trzy egzemplarze, a jej dziewiczy lot odbył się jeszcze w czerwcu 2001 roku. Wersja X-43A, podczas trzeciego i ostatniego lotu w listopadzie 2004 roku, osiągnęła prędkość 9,6 Ma (11 852 km/h) nad Oceanem Spokojnym na zachód od Kalifornii na wysokości około 33 500 m. Zostało to oficjalnie uznane za rekord prędkości dla samolotu z napędem odrzutowym w Księdze Guinnessa.
Dla porównania, poprzedni rekord dla pojazdu oddychającego powietrzem należał do rakiety napędzanej silnikiem odrzutowym, która osiągnęła nieco więcej niż 5 Ma. Zaś największą prędkość osiągniętą przez samolot napędzany rakietą X-15 wynosiła 6,7 Ma.
Jednak program X-43C został zawieszony na czas nieokreślony w marcu 2004 roku, a jego następcą został Boeing X-51 Waverider. X-51, który zakończył swój pierwszy hipersoniczny lot w maju 2010 roku, nie osiągnął tej samej prędkości co X-43. Poruszał się z prędkością 5 Ma (5300 km/h) i na wysokości 21000 m. Podobnie jak w przypadku X-43, X-51 używał B-52 jako platformy startowej.
Wysyp projektów
Projektów hipersonicznych samolotów, zarówno komercyjnych, jak i tych o charakterze bardziej militarnym, nie brakuje. Sęk w tym, że istnieją one bardziej na papierze lub na pulpicie grafika tworzącego efektowne wizualizacji niż w rzeczywistości.
Startup z Atlanty o nazwie Hermeus opracowuje hipersoniczny samolot, który przewoziłby pasażerów z prędkością co najmniej 6000 km/h, pięć razy większą niż prędkość dźwięku. Pomysł jest taki, że samolot podczas startu z pasa startowego korzystałby z napędu turboodrzutowego. Potężny silnik strumieniowy włączałby się w środkowej części lotu, a nad lądowaniem czuwałby znów bardziej tradycyjny napęd odrzutowy. Hermeus oczekuje, że jego pierwszy prototyp samolotu - Quarterhorse - będzie gotowy do lotu do 2023 roku. Po tym czasie przejdzie do budowy jednego o nazwie Darkhorse. Wszystko to będzie przygrywką do budowy 20-miejscowego samolotu hipersonicznego firmy nazwanego Halcyon. Ponieważ przepisy wciąż czynią nielegalnym podróżowanie z prędkością ponaddźwiękową nad lądem, Halcyon może być ograniczony do latania na trasach transatlantyckich (jego przewidywany zasięg około 6,5 tys. km nie wystarczy na trasy transpacyficzne).
Inny startup, Venus Aerospace z Teksasu, opracowuje z kolei bolid pasażerski Stargazer, który miałby osiągać nawet 9 Ma, ale to jest raczej samolot kosmiczny, trochę inna kategoria, bliższa pomysłom lotów pasażerskich za pomocą rakiety Starship firmy SpaceX Elona Muska.
Departament Obrony USA zlecił też niedawno opracowanie kolejnego samolotu testowego docelowo o prędkościach hipersonicznych australijskiej firmie o nazwie Hypersonix. Defense Innovation Unit (DIU) poszukiwał przedsiębiorstw, które mogłyby zapewnić szybkie, niedrogie, wielokrotnego użytku hipersoniczne platformy testowe, najlepiej z alternatywnymi systemami naprowadzania, nawigacji, kontroli i komunikacji. Powinny też mieć funkcje napędowe, takie jak oddychanie powietrzem i funkcje dla cykli kombinowanych. Stworzony przez Hypersonix samolot DART AE służy do testowania szybkich platform, części, czujników, komunikacji i systemów kontroli. Firma podaje, że DART AE ma strumieniowy silnik scramjet zasilany wodorem, który może rozpędzać samolot do 7 Ma. Przewiduje się, że pierwszy lot samolotu odbędzie się na początku 2024 roku.
Także zespół brytyjskiego przemysłu, wojska i rządu ujawnił w ubiegłym roku plany dostarczenia hipersonicznego samolotu. To program Eksperymentalnego Hipersonicznego Pojazdu Powietrznego (HVX). Opracowane przez Reaction Engines rozwiązania silnika o cyklu kombinowanym SABRE stanowią techniczną bazę tego programu. W połączeniu z technologią turbin gazowych Rolls-Royce’a, mają się mierzyć z trudnymi problemami związanymi z lotem hipersonicznym. Ponadto w ramach programu prowadzone są prace projektowe nad eksperymentalnymi koncepcjami pojazdów hipersonicznych. Na pokazach w Farnborough w ub. roku zaprezentowano koncepcyjny pojazd hipersoniczny z jednym silnikiem - Concept V.
Chińczycy mają swoje ambicje
Chiny podobno rozwijają i testują swoją technologię hipersoniczną w bezprecedensowym tempie. Gdyby wierzyć oficjalnym komunikatom, to do 2035 roku Chiny zamierzają zbudować całą hipersoniczną flotę pasażerską, która wykorzystywać ma orbitę okołoziemską, aby udać się do dowolnego miejsca na świecie w mniej niż godzinę. Jest to więc znów koncepcja nieco podobna do lotów pasażerskich Starshipem obiecywanych przez Elona Muska. Mimo że program ten został wyśmiany przez zachodnich obserwatorów, Chiny prawdopodobnie z całą powagą pracują nad tymi projektami.
Niektóre publikacje wspominają o chińskich pracach nad napędem magnetohydrodynamicznym, znanym również jako akcelerator MHD, który w skrócie polega na napędzaniu pojazdów przy użyciu jedynie pól elektrycznych i magnetycznych, bez ruchomych elementów, poprzez zastosowanie magnetohydrodynamiki do przyspieszania elektrycznie przewodzącego materiału pędnego (cieczy lub gazu). Płyn jest kierowany do tyłu, a w reakcji na to pojazd przyspiesza do przodu. Aby osiągnąć maksymalną wydajność, silnik magnetohydrodynamiczny będzie musiał być połączony z innymi rodzącymi się dopiero technikami, takimi jak systemy szybkiego chłodzenia i silniki detonacyjne.
Pekińska firma Space Transportation (znana w Chinach jako Lingkong Tianxing) snuje plany opracowania pojazdu latającego przewożącego pasażerów, który może mknąć po niebie z prędkością nawet 1600 metrów na sekundę, ponad dwukrotnie większą niż Concorde. Firma opublikowała w 2022 r. animowany film reklamowy, na którym pasażerowie (niewymagający kasku ani kombinezonu kosmicznego) wsiadają na pokład czegoś, co wydaje się 12-miejscowym samolotem kosmicznym, który mieści się pod aerodynamiczną strukturą w kształcie delty, flankowaną przez dwie rakiety wspomagające. Pojazd wystrzeliwuje pionowo w niebo, a po osiągnięciu wysokości przelotowej oddziela się od rakiet wspomagających i z prędkością 7000 kilometrów na godzinę przemierza granicę kosmosu, lądując pionowo w miejscu przeznaczenia za pomocą podwozia typu trójnóg.
Wcześniej, w 2018 roku Chiny ujawniły, że budują 265-metrowy tunel aerodynamiczny, który może być używany do testowania prototypów samolotów hipersonicznych o prędkości do 25 Ma (30 625 km/h) w Chińskim Państwowym Kluczowym Laboratorium Dynamiki Gazów Wysokotemperaturowych Chińskiej Akademii Nauk.
Space Transportation ma przed sobą, jak się zdaje, wciąż jeszcze sporo pracy nad rozwiązaniem wyzwań technicznych i biznesowych, ale wydaje się, że ma za sobą błogosławieństwo państwa, co w Chinach ma kluczowe znaczenie.
Mirosław Usidus
