Det larmas så gott som dagligen i tv, radio och i dagspressen om problemen med flygets utsläpp av växthusgaser. Samtidigt spår Europe’s Vision for Aviation en sexfaldig global ökning av passagerartrafiken före år 2050. I ett sådant scenario blir det trångt i luftrummet och nu pågår ett EU-finansierat projekt som skall definiera en flygfarkost som kan flyga på betydligt högre höjd än dagens 10 000 – 12 000 meter i troposfären. Sverige deltar i arbetet genom FOI.
LAPCAT MR2 Hypersonic Cruiser, en flygfarkost i tidigt designstadium.
Bild: Europeiska rymdstyrelsen ESA.
En kraftig ökning av passagerartrafiken innebär att flygresor högre upp i stratosfären blir ett attraktivt alternativ för långdistansresor. Förutom att flygtiden för en resa från Europa till Australien kan bli så kort som två timmar skulle även problemen med buller och utsläpp kunna minska. Ett europeiskt projekt döpt till Stratofly genomförs nu och syftar till att definiera och detaljera hur ett flygplan för höga hastigheter kan konfigueras för långdistansresor. Sverige deltar i projektet genom Totalförsvarets forskningsinstitut, FOI.
Olika teknologier, system och nya flygplanskoncept för höghastighetstransporter med en teknisk genomförbarhet (Technology readiness levels) upp till TRL 3 har utvecklats snabbt under de senaste 20 åren. Samtidigt har flygindustrin och forskargrupper visat att flygplanskoncepten tekniskt sett relativt lätt kan nå nivån TRL 6, vilket är den näst högsta nivån specificerad av NASA. TRL nivå 6 innebär att hela det tekniska systemet skall vara validerat i simulatormiljö, och det skulle kunna ske genom Stratofly före år 2035. Dock finns förbehållet att det måste finnas kommersiellt exploaterbara tillämpningar för att den här typen av flygfarkoster skall realiseras.
Projektet Stratofly
Det första projektmålet med EUs projekt Stratofly täcker den multifunktionella integrationen av framdrivning, aerodynamik, flygplan och inbyggda system över olika discipliner för att definiera och detaljera en konfiguration för höghastighetsflyg som möjliggör långdistansresor.
Europa bör dock samtidigt ha ett direktiv som berör frågan om vilka flyghöjder som är miljömässigt hållbara på grundval av bränsletyp och utsläppsnivåer. Denna parametriska kartläggning av stratosfärisk klimatpåverkan täcker projektets andra mål.
Sist men inte minst är potentialen för stratosfärisk flygning också beroende av ekonomisk bärkraft. Bortsett från potentiella flyglinjer, flygkapacitet och prestanda, utvecklings- och exploateringskostnader med mera kommer det tredje målet också att täcka mänskliga faktorer, social acceptans, implementering och eventuella bullerproblem.
Projektet Stratofly har kommit till på initiativ av den europeiska rymdstyrelsen ESA. Stratofly är koordinerat av universitetet i Turin och involverar tio europeiska forskningsinstitut och universitet.
Svenskt deltagande genom FOI
– Med ett nytt höghastighetsflyg som flyger i stratosfären på 30 000 till 35 000 meters höjd kommer det bli möjligt att flyga mellan Europa och Australien på två till fyra timmar istället för drygt 20, säger Christer Fureby, forskningschef på FOI:s avdelning för försvars- och säkerhetssystem.
Medan vi kan andas i troposfären är luften mycket tunnare i stratosfären vilket ger ett minskat luftmotstånd. Självklart spelar också motorn en stor roll för hastigheten. I samarbete med det franska flygforskningsinstitutet ONERA, tyska DLR och italienska CIRA arbetar FOI nu med att utveckla ett nytt framdrivningssystem för höghastighetsflyg. FOI har sedan tidigare stor erfarenhet av att jobba med motorfrågor för flygplan.
– För att komma upp i den här höga hastigheten räcker det inte med en vanlig flygmotor. FOI har en erkänt hög framdrivningskompetens så därför har vi fått i uppdrag att vara med och ta fram ett nytt motorkoncept, säger Christer Fureby.
Själva farkosten kommer också att se annorlunda ut. I nosen sitter ett stort luftinlopp och motorn placeras mitt i farkosten. Motorutblåset kommer att sitta mellan stjärtfenorna. Passagerarkabinen inne i flygkroppen blir helt fönsterlös.
I dagsläget går det enligt FOI inte bestämt att säga när det första höghastighetsflyget kommer upp i luften.
– Projektet är väldigt tekniskt avancerat men om inget oförutsett inträffar kan vi kanske ha en fungerande farkost om 20-25 år, säger Christer Fureby.
