أعلنت شركت يونايتد الأمريكية للنقل الجوي أنها ستقدّم خدمة نقل جوي تفوق سرعة الصوت بحلول عام 2029. ولكن ماذا عن السفر  بسرعة فرط صوتية (سوبرسونيك)، الذي يحدث بسرعة 5 ماغ - خمسة أضعاف سرعة الصوت - وما فوق؟ من شأن ذلك نقل طائرة من نيويورك إلى لندن في 90 دقيقة فقط، مقارنة بحوالي ثلاث ساعات لطائرة كونكورد، وما بين ست إلى سبع ساعات لطائرة ركاب عادية.
هل هذا ممكن؟

تعتقد شركة Hermeus هيرموس، وهي شركة ناشئة مقرها أتلانتا في الولايات المتحدة الأمريكية هدفها تطوير طائرات تفوق سرعتها سرعة الصوت.

إنها تختبر بالفعل نوعاً جديداً من المحركات تقول إنه سيكون قادراً في النهاية على الوصول إلى سرعة Mach 5 (أكثر من 3000 ميل في الساعة). صُمّم المحرك لطائرة صغيرة غير مأهولة تفوق سرعتها سرعة الصوت. تقوم هيرموس حالياً بصنعها للقوات الجوية الأمريكية، ولكن مع زيادة حجمها إلى حجم أكبر، ستكون قادرة على تشغيل طائرة ركاب.

إن طائرة الركاب هذه بعيدة جدا، وتأمل هيرموس في الحصول عليها في ميدان التجربة الحقيقي لأول رحلة تجريبية قبل انتهاء العقد، في عام 2029. في البداية، ستكون أصغر بكثير من الطائرات الحالية حتى كونكورد، التي تتسع لحوالي 100 راكب.

يقول AJ Piplica بيبليكا، الرئيس التنفيذي لشركة Hermeus: "لمساعدتنا في تحديد حجم الطائرة، قمنا بشكل أساسي ببناء نموذج أعمال لشركة طيران". ويضيف: "ركزنا على درجة رجال الأعمال والمسافرين من الدرجة الأولى، ثم تلاعبنا ببعض المعايير مثل السرعة وتكاليف التشغيل. ما نتج كان طائرة بمقصورة تتسع لـ 20 راكبا". هذا ليس بعيداً عن سَعَة طائرة رجال الأعمال الكبيرة، مما يعني أنه سيكون هناك فئة واحدة فقط.

يضيف بيبليكا: "نتوقع أن يكون الأمر مربحاً بأسعار درجة رجال الأعمال اليوم"، مع التحذير بأنه من الصعب قياس المبلغ الذي سيكون الناس على استعداد لدفعه للطيران أسرع بخمس مرات، لأنه "لا يمكنك حقاً الإجابة على هذا السؤال حتى يكون لدينا منتج ولديك البيانات الحقيقية ".

سيكون مدى الطائرة حوالي 4000 ميل بحري، وهو ما يكفي للطرق عبر المحيط الأطلسي مثل نيويورك إلى باريس، ولكن ليس للطرق العابرة للمحيطات مثل لوس أنجلوس إلى طوكيو، التي تتطلب التوقف.

الطرق فوق الأرض، مثل نيويورك إلى لوس أنجلوس، غير واردة بسبب لوائح الضوضاء: كسر حاجز الصوت يأتي مع دوي مرتفع، الذي يجب أن يحدث عادة فوق الماء.

لفهم مدى جرأة فكرة طائرة ركاب بسرعة ماغ 5، من المفيد إلقاء النَّظْرَة على سجلات سرعة الطيران. إن أسرع طائرة بمحرك على الإطلاق هي بسرعة ماغ 9.6 (حوالي 6800 ميل في الساعة)، وهو رَقْم قياسي سجلته ناسا X-43A في عام 2004 - وهي طائرة دون طيار يبلغ طولها حوالي 12 قدمًا.

نظراً لأن تلك الرحلة لم تستغرق سوى بضع ثوانٍ، فإن الرَّقْم القياسي لأطول رحلة طيران فوق ماغ 5 تعود إلى Boeing X-51، وهي طائرة تجريبية أخرى غير مأهولة، التي حلقت في عام 2013 لأكثر من ثلاث دقائق بسرعة Mach 5.1 (حوالي 3400 ميل في الساعة). كان لا بد من إطلاق كلتا الطائرتين من ارتفاع بواسطة قاذفة B-52، ثم رفعها بسرعة بواسطة صاروخ، مما يسلط الضوء على تعقيدات هذا النوع من الرحلات عالية السرعة.

بالنسبة "للطائرات" التي تقل بشراً على متنها، فإن الرَّقْم القياسي الحالي للسرعة المطلقة هو 6.7 ماغ (4،520 ميل في الساعة)، الذي حُدّد في عام 1967 بواسطة X-15. لقد كان في الأساس صاروخًا بمقعد، مصمماً لتحقيق الرَّقْم القياسي، وكان لا بد أيضاً من إطلاقه من ارتفاع بواسطة B-52.

بالنسبة للطائرة التي تتنفس الهواء - أي التي تعمل بمحركات نفاثة بدلاً من صاروخ - قادرة على الإقلاع والهبوط من تلقاء نفسها، فإن سجل السرعة هو 3.3 ماغ "فقط" (حوالي 2200 ميل في الساعة)، الذي حددته SR- 71 بلاك بيرد، طائرة تجسس عسكرية، عام 1976.

وكانت السرعة القصوى لطائرة كونكورد، وهي واحدة من طائرتين فقط تفوق سرعتها سرعة الصوت تطيران تجارياً، 2.04 ماغ (1350 ميلاً في الساعة).
وبذلك، فإن طائرة ركاب هيرميوس المقترحة ستفوق الرَّقْم القياسي الحالي لأسرع طائرة تتنفس الهواء بهامش كبير، ومن خلال الطيران لفترة طويلة بسرعة 5 ماغ، فإنها ستتفوق على الإنجاز الحالي في عالم المركبات التجريبية غير المأهولة (بالطبع، قد تحطم الطائرات الأخرى هذه الأرقام القياسية في المستقبل قبل أن تفعل هيرميوس).

ليس من المستغرب إذن أن يكون التركيز الأولي للشركة على المحرك. بدأت الاختبارات في فبراير 2020 لنوع جديد من تصميم المحرك، بناءً على نموذج حالي مستخدم في الطائرات المقاتلة وتصنعه شركة جنرال إلكتريك.

سيكون المحرّك مزيجاً من تقنيتين تقليديتين: محرك نفاث مشابه لما تستخدمه الطائرات، ومحرك نفاث آخر مخصص يعمل فقط بسرعات تفوق سرعة الصوت وما فوق. في البداية، سيعمل المحرك على تشغيل طائرة كوارترهورس، وهي الطائرة دون طيار الأنيقة التي تفوق سرعة الصوت التي تطورها هيرموس من خلال شراكة بقيمة 60 مليون دولار مع القوات الجوية الأمريكية.

ومن المثير للاهتمام، عند تصميم محرك نفاث أن يعمل بشكل أسرع، تتم إزالة الأجزاء بدلاً من إضافتها. في المحرك التوربيني النفاث، يدخل الهواء من الأمام ويتم ضغطه أولاً (لزيادة إمكاناته من الطاقة) بواسطة شفرات دوارة، ثم يخلط بالوقود ويشعل. يتم إطلاق الغاز الساخن الناتج من خلال الجزء الخلفي من المحرك، مما يدفع الطائرة إلى الأمام.

ستستخدم Hermeus محركها الهجين في وضع turbojet عند الإقلاع والهبوط، وكذلك عند السرعات دون سرعة الصوت. بعد ذلك، سيعيد المحرك تكوين نفسه تدريجياً إلى وضع نفاث حيث يصل إلى سرعة 3 ماغ حتى 5 ماغ.

"يُعد المحرك التوربيني النفاث والمحرك النفاث الفرط صوتي في حد ذاتهما من التقنيات الناضجة التي استخدمناها منذ 50 عاما. والحيلة هي تجميعهما معا، لذلك صممنا بنيتنا الخاصة حول محرك نفاث/نفاث مُعدّ للاستخدام ثم قمنا ببنائه."يقول بيبليكا.

هناك مجموعة كاملة من المشكلات التي لا تعمل هيرميوس حتى على حلها في الوقت الحالي، مثل نوع الوقود المستدام الذي يجب استخدامه - نظراً لأن الاستهلاك سيكون أعلى بكثير من الطائرات الحالية - ودرجات الحرارة القصوى التي يفوق بها جسم الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت يجب أن تكون الطائرة قادرة على الثَّبات.

كانت سرعة طائرة الكونكورد، التي سارت بأقل من نصف السرعة المتوقعة لهرميوس، محدودة على وجه التحديد بدرجات الحرارة، حيث أصبحت النوافذ والأسطح الداخلية الأخرى دافئة عند لمسها بنهاية الرحلة.