¿Qué se requiere para tomar un vuelo comercial supersónico de manera económica / eficiente?

Answer 1

Para ampliar lo que dijo Kee …

Hay dos cosas principales que han evitado que los aviones comerciales supersónicos sean una forma práctica de viaje.

(Tenga en cuenta que ni siquiera tenemos aviones supersónicos para las personas muy ricas que van en jet privado de negocios todavía, ¡mucho menos las masas que compran boletos en clase económica!)

Los dos problemas principales son:

1) sonido. Tienes dos problemas principales aquí; Primero está el sonido de los motores que son capaces de vuelo supersónico (son realmente ruidosos). Esto a menudo no se considera, pero la realidad es que los motores que pueden alcanzar velocidades supersónicas son considerablemente más ruidosos que los motores a reacción modernos de la actualidad (que, a su vez, son considerablemente más silenciosos que los motores de hace una generación).

Los problemas de ruido alrededor de los aeropuertos definitivamente siguen siendo un problema, e incluso si puede resolver el segundo problema de sonido (auge sónico), aún no puede hacer un gran ruido en el camino hacia la barrera del sonido.

El segundo es el sonido del boom sónico que cae al suelo, una vez que el avión ha terminado Mach 1. Los boom sónicos pueden romper ventanas desde muy lejos, y son un problema muy real.

Esta es la razón por la cual el vuelo supersónico está prohibido (con algunas excepciones dentro del espacio aéreo militar) sobre los EE. UU. Continentales, y por qué incluso al Concorde solo se le permitió volver supersónico una vez que estuvo sobre el océano.

La buena noticia es que estos dos subproblemas en la categoría de “sonido” han experimentado una mejora significativa en las últimas décadas. El diseño del motor ha sido bastante sorprendente, e incluso las plumas sónicas se pueden diseñar hasta un punto en el que podamos ver un vuelo supersónico sobre áreas de tierra pobladas.

Sin embargo, el OTRO problema principal sigue siendo difícil.

2) Costo. Específicamente, los costos de consumo de combustible. El diseño de un avión supersónico es tal que realmente no se puede hacer uno que transporte tantos pasajeros como un 747 o A380 … de hecho, ¡es difícil hacer uno que pueda transportar incluso a tantas personas como un 757!

Entonces, por asiento, los costos ya serán mucho más altos que incluso los aviones más eficientes y rentables que vuelan hoy (aviones como el 787, 777, A330, etc.).

Además de eso, incluso con todo el trabajo en los motores, la realidad es que el vuelo supersónico todavía quema MUCHO más combustible que el vuelo tradicional (la mayoría de los aviones comerciales viajan a Mach 0.74 a Mach 0.84 más o menos).

Entonces, este doble golpe da como resultado que el vuelo supersónico es realmente difícil. Incluso el vuelo casi supersónico no es realmente práctico; Cuando Boeing estaba trabajando en el Boeing Sonic Cruiser, descubrieron que las aerolíneas simplemente no comprarían el avión, debido al pequeño ahorro de tiempo (mejoras de velocidad del 10-20%, el avión iba a navegar entre Mach 0.9 a poco menos del velocidad del sonido) no podría justificar precios de boletos lo suficientemente altos como para ganar dinero.

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Personalmente, creo que lo que podemos esperar ver primero (si alguna vez vemos un vuelo comercial supersónico) es un bizjet supersónico. La cantidad de riqueza que está en manos del 1% es absolutamente sorprendente, y probablemente puedan pagar los costos operativos de tal avión.

Sin embargo, el factor más importante en contra de esto es el nivel de comodidad existente igualmente sorprendente en el uso actual. First and Business Class en jets comerciales es un mundo completamente diferente al de Economy; Estuve brevemente casado con una azafata de una de las aerolíneas más grandes de EE. UU., Y volé por todo el mundo con beneficios para empleados en Primera clase.

Asientos reclinables que son básicamente su propia cápsula de viaje, restaurantes, vinos, bebidas, fácil acceso, toneladas de almacenamiento … los ricos realmente viven de manera diferente.

Y además de ESO, el nivel de comodidad en bizjets como Citations y Gulfstreams es aún más ridículo. Camas, sofás, cantidades increíbles de espacio … las personas realmente ricas ni siquiera tienen que molestarse con First Class.

Dado que el viaje actual se trata más del tiempo que de la comodidad para los súper ricos, los únicos lugares que quedan para mejorar es el tiempo … por lo que aún podría ocurrir un avión supersónico. Pero personalmente, chico, no sé. ¿Por qué molestarse? Volar ya es tan increíble para la gente rica que no tiene mucho sentido.

Answer 2

Para que las TSM sean viables, tendrían que operar en los niveles más altos de la atmósfera, o más allá. Esto disminuiría la resistencia del aire que aumenta dramáticamente una vez que un objeto se acerca a la velocidad del sonido. Eso requiere motores potentes y la energía a bordo para mantenerlos en funcionamiento. Esto también reduciría el auge sónico, que, a diferencia del arrastre, aumenta a medida que el objeto va más rápido que Mach 1. El problema sería conseguir motores que funcionen tanto en altitudes normales como extremas. Las técnicas y los materiales son temas en los que los ingenieros han estado trabajando durante bastante tiempo, por lo que no hay un calendario confiable. La clave para que la SST se vuelva viable será hacer que estas maravillas de ingeniería sean económicamente viables.

Answer 3

El vuelo supersónico está completamente dentro de las capacidades de la aviación. El diseño aerodinámico de los fuselajes y las superficies de elevación y control permite un vuelo supersónico sostenido. La tecnología de motores de aeronaves ha creado motores con potencia más que suficiente para empujar una célula por el aire a una velocidad supersónica o superior.

El problema es, como lo refleja la pregunta, ser capaz de hacerlo de manera económica y eficiente. Dada la tecnología actual, ir más rápido requiere demasiado combustible, lo que cuesta demasiado, volar un avión cargado de pasajeros a esa velocidad. El transporte supersónico no es económicamente competitivo; El mercado del transporte requiere la eficiencia y los puntos de costo que el transporte subsónico apenas puede alcanzar.

¿Qué se necesita para que el transporte supersónico sea competitivo?

• Una disminución en los costos de combustible y otros insumos para las operaciones de las aerolíneas, para de alguna manera hacer que el transporte supersónico sea económico. Desafortunadamente, los servicios subsónicos competidores también se beneficiarían, dejando al transporte supersónico en desventaja.
• Un avance en la aerodinámica y / o la tecnología del motor, para hacer que el vuelo supersónico sea menos costoso. Incluso si esto no fuera tan improbable, también beneficiaría el transporte subsónico.
• Algún tipo de descubrimiento frontal de nuevas reglas y parámetros en economía y / o física, o el descubrimiento / inclusión de nuevos valores, para hacer que el vuelo supersónico valga la pena.

Posibles áreas de investigación que pueden ser rentables a largo plazo:

• Lubricantes aerodinámicos que reducen la fricción y fricción de alta velocidad de una célula con el aire. (Esto también beneficiaría la actividad que implica el reingreso a la atmósfera desde el espacio exterior).
• Tecnologías de propulsión electromagnéticas u otras de peso ligero, para complementar los sistemas existentes basados ​​en las leyes de movimiento de Newton.
• Tecnologías para la reducción temporal de peso y masa de pasajeros durante el proceso de transporte. Dichos procedimientos pueden incluir la eliminación de fluidos corporales, extremidades y estructuras óseas antes de la salida, y la provisión de reemplazos naturales o mecánicos después de la llegada.

Answer 4

Probablemente no, y por la misma razón que el Concord fue retirado y el Boeing SST nunca llegó a la producción. Es demasiado costoso diseñar y operar una aeronave que pueda operar eficientemente a las altas altitudes necesarias para un vuelo supersónico sostenido pero que también pueda despegar y aterrizar en áreas congestionadas donde se aplican las reglas de reducción de ruido y otros factores limitantes (como la longitud de la pista).

Varios escritores de ciencia ficción han explorado la noción de transporte parabólico, donde los pasajeros son esencialmente disparados a altitudes suborbitales en trayectorias fijas muy específicas. Suponiendo que pudiéramos descubrir cómo empujar cargas útiles así dentro y fuera de la gravedad de la Tierra a un precio suficientemente bajo, esa sería una forma superior de cubrir largas distancias rápidamente.

Answer 5

Como otros han dicho, el vuelo supersónico solo está limitado por el costo. Este es un show stopper por ahora.

Quizás alguna fuente de energía revolucionaria, como los pequeños reactores de fusión, cambie esta situación para que la energía no sea el factor económico limitante.

Por ahora, el vuelo supersónico es solo una novedad que el gobierno y los militares pueden permitirse, ya que están utilizando el dinero de otras personas para financiar sus actividades.

Answer 6

Las TSM tienen dos problemas. Una es que se necesita una enorme cantidad de energía y, por lo tanto, combustible para acelerar un avión a 1000 mph. La otra es que el vuelo supersónico crea auges sónicos que son tan objetables que ningún lugar poblado los tolerará. La última razón es por qué las únicas rutas regulares del Concorde eran sobre el Atlántico.
Ambos problemas tienen sus raíces en las leyes de la física y, por lo tanto, es poco probable que desaparezcan. Supongo que apenas es posible que alguna combinación de materiales avanzados y forma plana pueda mitigar los brazos lo suficiente como para permitir vuelos sobre áreas escasamente pobladas para una ruta como NYC-HKG. Pero eso nos lleva de vuelta al tema del combustible: esa ruta está cerca del límite de alcance para los aviones convencionales, por lo que también necesitaría una gran mejora de eficiencia general para que un SST pueda volar tan lejos. No aguantes la respiración.

Answer 7

Si generalizo esta pregunta a “¿qué avance podría hacer posible llegar a lugares distantes mucho más rápido de lo que es posible actualmente por aviones comerciales?” entonces una posible respuesta son los cohetes comercialmente viables que pueden alcanzar 1000 millas sobre la tierra.

Luego, puede reservar un boleto para un satélite a esa altura, sentarse en él por un corto período de tiempo y luego tomar otro cohete de regreso a su destino.

Un cohete suborbital directamente entre el origen y el destino es otra posibilidad.

Sin embargo, probablemente no sucederá pronto.

Answer 8

Vuelos balísticos, que son cohetes suborbitales hacia el espacio.