NASA ja Boeing kehittävät uutta teknologiaa - tavoitteena entistä polttoainetehokkaampi lentokone

NASA_Boeing_TTBWNASA valitsi Boeingin kehittämään uutta ns. X-plane -koelentokonetta, jonka teknologisilla ratkaisuilla toteutettaisiin uudenlainen kapearunkoinen matkustajakone ilmailualan kestävän kehityksen varmistamiseksi. SFD-hankkeen (Sustainable Flight Demonstrator) tavoitteena on kehittää uudenlainen kapearunkokone, joka vähentäisi päästöjä jopa 30 prosentilla nykyisestä. Uusilla teknologisilla ratkaisuilla on elintärkeä rooli siviili-ilmailun nollapäästötavoitteiden saavuttamiseksi vuoteen 2050 mennessä.

NASA investoi entistä vihreämmän ja polttoainetehokkaamman lentokoneen kehittämisen SFD-hankkeeseen seuraavan seitsemän vuoden aikana 425 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria. Hankkeen muut kumppanit ovat sitoutuneet rahoittamaan hanketta noin 725 miljoonalla dollarilla. Boeingilla on käynnissä myös sisäinen 110 miljoonan dollarin investointi kestävän kehityksen ilmailuratkaisuihin.

”Alusta lähtien NASA on ollut kanssasi, kun lennät. Nasa on uskaltanut mennä kauemmas, nopeammin ja korkeammalle. Nasa on tehnyt ilmailusta entistä kestävämpää ja luotettavampaa. Se on perimässämme", sanoi Nasan johtaja Bill Nelson.

Tällä avaruuslain mukaisella rahoituksella Nasa ja Boeing rakentavat täysikokoisen koelentokoneen, jonka avulla varmistetaan uudenlaisen päästöjä vähentävän teknologian toimivuus. Koehanke on määrä saada valmiiksi 2020-luvun lopulla. Hankkeessa kehitetyt teknologiat ja mallit voisivat siten olla mukana kehitettäessä seuraavan sukupolven kapearunkokonetta, joka otettaisiin käyttöön 2030-luvulla.

Kapearunkokoneet ovat monien lentoyhtiöiden laivastojen työjuhtia ja niiden korkean käyttöasteen myötä koneet tuottavat Nasan mukaan lähes puolet ilmailualan maailmanlaajuisista päästöistä.

NASA_TTBW_ja_muutBoeing johtaa NASAn hanketta ja teollisuuskumppaneiden muodostamaa ryhmää, joka kehittää, toteuttaa ja suorittaa koelennot täysikokoisella lentokoneella. Boeing hyödyntää koelentokoneen kehityshankkeessa kokonaisuuksia olemassa olevasta teknologiasta ja lisää siihen kokonaan uusia ratkaisuja.

Suunnitelmissa on toteuttaa koelentokone, jossa on ristikkorakentein tuettu erittäin pitkä transsooninen TTBW-siipi (Transonic Truss-Braced Wing). Ratkaisulla hyvin ohuen ja pitkän siiven siipisalko saadaan tuettua siiven ulkopuolella toteutetulla ristikkorakenteella.

Ratkaisu tekee lentokoneesta merkittävästi nykyisiä matkustajakoneita polttoainetehokkaampia, sillä siiven muoto tuottaa aiempaa vähemmän vastusta, joka puolestaan tarkoittaa pienempää polttoaineen kulutusta.

737MAX_engineUudenlaisen ylätasoisen TTBW-siiven ristikkorakenne ja siiven suurempi sivusuhde mahdollistaisivat myös uudenlaisen kehittyneen moottoriratkaisun asentamisen siiven alapinnalle. Nykyisten alatasoisten lentokoneiden siipiratkaisut rajoittavat moottorin kokoa.

TTBW-konsepti on tulosta usean vuosikymmenen mittaisesta kehitystyöstä, johon ovat investoineet Nasa, Boeing ja teolliset kumppanit. Boeing on toteuttanut mallilla tuulitunnelikokeita ja suorittanut digitaalisia mallinnuksia aiemmassa SUGAR-hankkeessa (Subsonic Ultra Green Aircraft Research). Ensimmäiset konseptit kehitettiin jo osana NASAn ERP-ohjelmaa (Environmentally Responsible Aviation).

Julkistetuissa konseptikuvissa (otsikkokuva) ristikkorakentein tuettua transsoonista TTBW-rakaisua esitellään VS-1 ja VS-2 -teknologiademonstraattorikoneissa. Niistä pienempi VS-1 olisi yli 100-paikkainen Boeing 737-koneen kokoinen ja suurempi VS-2 olisi yli 200-paikkaisena Boeing 757 -koneen kokoluokassa.

NASAn tavoitteena on, että koelentokoneessa käytettävä teknologia yhdistettynä uusiin kehittyneisiin moottoriratkaisuihin, materiaaleihin ja järjestelmäarkkitehtuureihin mahdollistaisi uudenlaisen kapearunkokoneen toteuttamisen. Sen arvioidaan tuovan jopa 30 prosentin leikkaukset päästöihin ja polttoaineen kulutukseen verrattuna nykypäivän uusimpiin kapearunkokoneisiin.

Boeing_367-80_DASH80Boeingin edellinen vastaava kaupallisen ilmaliikenteen kehittämisen koelentokonehanke esiteltiin ensilennolla vuonna 1954. Tuolloin mäntämoottoriaikakautta eläneelle ilmailumaailmalle esiteltiin edistynyttä Pratt & Whitney JT3 (J57) -moottoreiden suihkumoottoriteknologiaa nuolisiipisellä nelimoottorisella Boeing 367-80 -koneella, joka tunnetaan myös nimellä Dash 80. Konetyyppi ja sen teknologiset ratkaisut toimivat tuolloin perustana mm. Boeing 707 -matkustajakoneille ja KC-135 -ilmatankkauskoneille.

Boeing 367-80 (N70700) on nykyisin museoituna Washington D.C:ssä Dullesin lentoaseman läheisyydessä sijaitsevassa Steven F. Udvar-Hazy Centerissä. MH

Lue myös: