Inovasi teknikal dalam pesawat dan seterusnya

Penerbangan berkembang dalam arah yang berbeza. Kapal terbang meningkatkan jarak penerbangan mereka, menjadi lebih menjimatkan, lebih aerodinamik dan memecut dengan lebih baik. Terdapat penambahbaikan kabin, tempat duduk penumpang dan lapangan terbang itu sendiri.

Penerbangan itu mengambil masa tujuh belas jam tanpa rehat. Boeing 787-9 Dreamliner Syarikat penerbangan Australia Qantas dengan lebih dua ratus penumpang dan enam belas anak kapal membuat penerbangan dari Perth, Australia ke Lapangan Terbang Heathrow di London. Kereta itu terbang 14 498 km. Ia merupakan penerbangan kedua terpanjang di dunia selepas sambungan Qatar Airways dari Doha ke Auckland, New Zealand. Laluan terakhir ini dipertimbangkan 14 529 km, iaitu 31 km lebih panjang.

Sementara itu, Singapore Airlines sudah pun menunggu penghantaran yang baharu. Airbus A350-900ULR (penerbangan jarak sangat jauh) untuk memulakan perkhidmatan terus dari New York ke Singapura. Jumlah panjang laluan ialah lebih daripada 15 ribu km. Versi A350-900ULR agak khusus - ia tidak mempunyai kelas ekonomi. Pesawat itu direka untuk 67 tempat duduk di bahagian perniagaan dan 94 di bahagian ekonomi premium. Ia masuk akal. Lagipun, siapa yang boleh duduk hampir sepanjang hari sempit dalam petak paling murah? Antara lain Dengan penerbangan terus yang begitu lama di kabin penumpang, semakin banyak kemudahan baharu sedang direka.

sayap pasif

Apabila reka bentuk pesawat berkembang, aerodinamik mereka mengalami perubahan yang berterusan, walaupun tidak radikal. Cari kecekapan bahan api yang dipertingkatkan Perubahan reka bentuk kini boleh dipercepatkan, termasuk sayap yang lebih nipis dan lebih fleksibel yang menyediakan aliran udara laminar semula jadi dan secara aktif menguruskan aliran udara tersebut.

Pusat Penyelidikan Penerbangan Armstrong NASA di California sedang mengusahakan apa yang dipanggilnya sayap aeroelastik pasif (STALEMAT). Larry Hudson, ketua jurutera ujian di Makmal Beban Udara Armstrong Center, memberitahu media bahawa struktur komposit ini lebih ringan dan lebih fleksibel daripada sayap tradisional. Pesawat komersial masa depan akan dapat menggunakannya untuk kecekapan reka bentuk maksimum, penjimatan berat dan penjimatan bahan api. Semasa ujian, pakar menggunakan (FOSS), yang menggunakan gentian optik yang disepadukan dengan permukaan sayap, yang boleh memberikan data daripada beribu-ribu ukuran regangan dan tegasan pada beban kerja.

Kabin pesawat - projek

Sayap yang lebih nipis dan lebih fleksibel mengurangkan seretan dan berat, tetapi memerlukan reka bentuk dan penyelesaian pengendalian baharu. penghapusan getaran. Kaedah yang dibangunkan dikaitkan, khususnya, dengan pelarasan pasif, aeroelastik struktur menggunakan komposit berprofil atau pembuatan bahan tambahan logam, serta dengan kawalan aktif permukaan bergerak sayap untuk mengurangkan beban gerak dan letupan dan meredam getaran sayap. Sebagai contoh, Universiti Nottingham, UK, sedang membangunkan strategi untuk mengawal kemudi pesawat secara aktif yang boleh meningkatkan aerodinamik pesawat. Ini memungkinkan untuk mengurangkan rintangan udara sebanyak kira-kira 25%. Akibatnya, pesawat akan terbang dengan lebih lancar, menyebabkan penggunaan bahan api yang lebih rendah dan pelepasan COXNUMX.₂.

Geometri boleh ubah

NASA telah berjaya mempraktikkan teknologi baharu yang membolehkan pesawat terbang melipat sayap pada sudut yang berbeza. Siri penerbangan terbaru, yang dijalankan di Pusat Penyelidikan Penerbangan Armstrong, adalah sebahagian daripada projek itu Rentang sayap penyesuaian — Surfaktan. Ia bertujuan untuk mencapai pelbagai manfaat aerodinamik melalui penggunaan aloi memori bentuk ringan yang inovatif yang akan membolehkan sayap luar dan permukaan kawalannya dilipat pada sudut optimum semasa penerbangan. Sistem yang menggunakan teknologi baharu ini boleh menimbang sehingga 80% kurang daripada sistem tradisional. Usaha ini adalah sebahagian daripada projek Penyelesaian Penerbangan Tertumpu NASA di bawah Pihak Berkuasa Misi Penyelidikan Aeronautik.

Reka bentuk kabin pesawat yang inovatif

Melipat sayap dalam penerbangan adalah satu inovasi yang, bagaimanapun, telah pun dilaksanakan pada tahun 60-an menggunakan, antara lain, pesawat XB-70 Valkyrie. Masalahnya ialah ia sentiasa dikaitkan dengan kehadiran enjin konvensional dan sistem hidraulik yang berat dan besar, yang tidak peduli dengan kestabilan dan ekonomi pesawat.

Bagaimanapun, pelaksanaan konsep ini boleh membawa kepada penciptaan mesin yang lebih jimat bahan api berbanding sebelum ini, serta memudahkan pemanduan pesawat jarak jauh masa hadapan di lapangan terbang. Selain itu, juruterbang akan menerima peranti lain untuk bertindak balas terhadap perubahan keadaan penerbangan, seperti tiupan angin. Salah satu potensi manfaat lipatan sayap yang paling ketara adalah berkaitan dengan penerbangan supersonik.

, dan mereka juga sedang mengusahakan apa yang dipanggil. badan gebu - sayap bercampur. Ini adalah reka bentuk bersepadu tanpa pemisahan yang jelas antara sayap dan fiuslaj pesawat. Penyepaduan ini mempunyai kelebihan berbanding reka bentuk pesawat konvensional kerana bentuk fiuslaj itu sendiri membantu menjana daya angkat. Pada masa yang sama, ia mengurangkan rintangan udara dan berat, bermakna reka bentuk baharu menggunakan lebih sedikit bahan api dan oleh itu mengurangkan pelepasan CO.₂.

Penyampaian reka bentuk sayap bercampur X-48B

Goresan lapisan sempadan

Mereka juga diuji susun atur enjin alternatif - di atas sayap dan pada ekor, supaya motor diameter yang lebih besar boleh digunakan. Reka bentuk dengan enjin turbofan atau motor elektrik yang dibina ke dalam ekor, "menelan", yang dipanggil "menelan", berlepas dari penyelesaian konvensional. lapisan sempadan udarayang mengurangkan seretan. Para saintis NASA telah memberi tumpuan kepada bahagian seretan aerodinamik dan sedang mengusahakan idea yang dipanggil (BLI). Mereka mahu menggunakannya untuk mengurangkan penggunaan bahan api, kos operasi dan pencemaran udara pada masa yang sama.

 Jim Heidmann, Pengurus Projek Teknologi Pengangkutan Udara Termaju Pusat Penyelidikan Glenn, berkata semasa pembentangan media.

Apabila pesawat terbang, lapisan sempadan terbentuk di sekeliling fiuslaj dan sayap - udara bergerak lebih perlahan, yang mewujudkan seretan aerodinamik tambahan. Ia tidak hadir sepenuhnya di hadapan pesawat yang bergerak - ia terbentuk apabila kapal bergerak di udara, dan di bahagian belakang kereta ia boleh mencapai ketebalan beberapa puluh sentimeter. Dalam reka bentuk konvensional, lapisan sempadan hanya meluncur di atas fiuslaj dan kemudian bercampur dengan udara di belakang pesawat. Walau bagaimanapun, keadaan akan berubah jika kita meletakkan enjin di sepanjang laluan lapisan sempadan, contohnya, di hujung pesawat, betul-betul di atas atau di belakang fiuslaj. Udara lapisan sempadan yang lebih perlahan kemudian memasuki enjin, di mana ia dipercepatkan dan dikeluarkan pada kelajuan tinggi. Ini tidak menjejaskan kuasa enjin. Kelebihannya ialah dengan mempercepatkan udara, kita mengurangkan rintangan yang dikenakan oleh lapisan sempadan.

Para saintis telah menyediakan lebih daripada sedozen projek pesawat di mana penyelesaian sedemikian boleh digunakan. Agensi itu berharap sekurang-kurangnya satu daripadanya akan digunakan dalam pesawat ujian X, yang ingin digunakan oleh NASA dalam dekad akan datang untuk menguji teknologi penerbangan canggih dalam amalan.

Melihat tempat duduk baru di dalam kapal terbang

Abang kembar akan memberitahu perkara sebenar

Kembar digital adalah kaedah paling moden untuk mengurangkan kos penyelenggaraan peralatan secara mendadak. Seperti namanya, kembar digital mencipta salinan maya sumber fizikal menggunakan data yang dikumpul pada titik tertentu dalam mesin atau peranti - mereka adalah salinan digital peralatan yang sudah berfungsi atau sedang direka bentuk. GE Aviation baru-baru ini membantu membangunkan kembar digital pertama di dunia. Sistem casis. Penderia dipasang pada titik di mana kegagalan biasanya berlaku, menyediakan data masa nyata, termasuk untuk tekanan hidraulik dan suhu brek. Ini digunakan untuk mendiagnosis baki kitaran hayat casis dan mengenal pasti kegagalan lebih awal.

Dengan memantau sistem kembar digital, kami sentiasa boleh memantau status sumber dan menerima amaran awal, ramalan dan juga pelan tindakan, memodelkan senario "bagaimana jika" - semuanya untuk melanjutkan ketersediaan sumber. peralatan dari semasa ke semasa. Syarikat yang melabur dalam kembar digital akan melihat pengurangan 30 peratus dalam masa kitaran untuk proses utama, termasuk penyelenggaraan, menurut International Data Corporation.  

Realiti tambahan untuk juruterbang

Salah satu inovasi yang paling penting dalam beberapa tahun kebelakangan ini ialah pembangunan paparan dan penderia juruterbang utama. NASA dan saintis Eropah sedang bereksperimen dengan ini dalam usaha membantu juruterbang mengesan dan mencegah masalah dan ancaman. Paparan itu sudah dipasang di topi keledar juruterbang pejuang F-35 Lockheed Martindan Sistem Thales dan Elbit sedang membangunkan model untuk juruterbang pesawat komersial, terutamanya pesawat kecil. Sistem SkyLens syarikat terakhir akan digunakan pada pesawat ATR tidak lama lagi.

SkyLens oleh Elbit Systems

Sintetik dan halus sudah digunakan secara meluas dalam jet perniagaan yang lebih besar. sistem penglihatan (SVS / EVS), yang membolehkan juruterbang mendarat dalam keadaan penglihatan yang lemah. Mereka semakin bergabung menjadi sistem penglihatan gabungan (CVS) bertujuan untuk meningkatkan kesedaran juruterbang tentang situasi dan kebolehpercayaan jadual penerbangan. Sistem EVS menggunakan sensor inframerah (IR) untuk meningkatkan keterlihatan dan biasanya diakses melalui paparan HUD (). Sistem Elbit pula mempunyai enam penderia, termasuk cahaya inframerah dan boleh dilihat. Ia sentiasa berkembang untuk mengesan pelbagai ancaman seperti abu gunung berapi di atmosfera.

Skrin sentuhsudah dipasang di kokpit jet perniagaan, mereka berpindah ke pesawat dengan paparan Rockwell Collins untuk Boeing 777-X baharu. Pengeluar avionik juga sedang mencari pakar pengecaman pertuturan sebagai satu lagi langkah ke arah mengurangkan beban pada teksi. Honeywell sedang bereksperimen dengan pemantauan aktiviti otak Untuk menentukan bila juruterbang mempunyai terlalu banyak kerja yang perlu dilakukan atau perhatiannya merayau di suatu tempat "di awan" - berpotensi juga mengenai keupayaan untuk mengawal fungsi kokpit.

Walau bagaimanapun, peningkatan teknikal dalam kokpit tidak banyak membantu apabila juruterbang hanya keletihan. Mike Sinnett, naib presiden pembangunan produk Boeing, baru-baru ini memberitahu Reuters bahawa dia meramalkan "41 pekerjaan akan diperlukan dalam tempoh dua puluh tahun akan datang." pesawat jet komersial. Ini bermakna lebih daripada 600 orang akan diperlukan. lebih ramai juruterbang baharu. Di mana untuk mendapatkannya? Rancangan untuk menyelesaikan masalah ini, sekurang-kurangnya dalam Boeing, aplikasi kecerdasan buatan. Syarikat itu telah pun mendedahkan rancangan untuk penciptaannya kokpit tanpa juruterbang. Walau bagaimanapun, Sinnett percaya ia mungkin tidak akan menjadi kenyataan sehingga 2040.

Tiada tingkap?

Kabin penumpang adalah kawasan inovasi di mana banyak perkara berlaku. Oscar juga dianugerahkan dalam bidang ini - Anugerah Kabin Kristal, iaitu anugerah kepada pencipta dan pereka yang mencipta sistem yang bertujuan untuk meningkatkan kualiti dalaman pesawat untuk kedua-dua penumpang dan anak kapal. Segala-galanya yang menjadikan hidup lebih mudah, meningkatkan keselesaan dan mencipta penjimatan diberi ganjaran di sini - daripada tandas di atas kapal ke loker untuk bagasi tangan.

Sementara itu, Timothy Clark, Presiden Emirates Airlines, mengumumkan: pesawat tanpa tingkapyang boleh menjadi dua kali lebih ringan daripada struktur sedia ada, yang bermaksud lebih cepat, lebih murah dan lebih mesra alam dalam pembinaan dan operasi. Dalam kelas pertama Boeing 777-300ER baharu, tingkap telah digantikan dengan skrin yang, terima kasih kepada kamera dan sambungan gentian optik, boleh memaparkan pandangan luar tanpa sebarang perbezaan yang boleh dilihat dengan mata kasar. Nampaknya ekonomi tidak akan membenarkan pembinaan pesawat "berlapis" yang diimpikan ramai. Sebaliknya, kita lebih berkemungkinan mempunyai unjuran pada dinding, siling atau tempat duduk di hadapan kita.

Konsep kabin dengan bumbung yang menggambarkan langit

Tahun lepas, Boeing mula menguji aplikasi mudah alih vCabin, yang membolehkan penumpang melaraskan tahap pencahayaan di kawasan terdekat mereka, menghubungi pramugari, memesan makanan, dan juga memeriksa sama ada tandas kosong. Sementara itu, telefon telah disesuaikan dengan kelengkapan dalaman seperti kerusi perniagaan Recaro CL6710, yang direka untuk membolehkan aplikasi mudah alih mencondongkan kerusi ke depan dan ke belakang.

Sejak 2013, pengawal selia AS telah cuba menarik balik larangan penggunaan telefon bimbit pada pesawat, menunjukkan bahawa risiko mereka mengganggu sistem komunikasi dalam pesawat kini lebih rendah dan lebih rendah. Satu kejayaan dalam bidang ini akan membolehkan penggunaan aplikasi mudah alih semasa penerbangan.

Kami juga melihat automasi pengendalian tanah yang progresif. Syarikat penerbangan AS Delta sedang bereksperimen dengan penggunaan biometrik untuk pendaftaran penumpang. Beberapa lapangan terbang di seluruh dunia sudah pun menguji atau menguji teknologi pengecaman muka untuk memadankan foto pasport dengan foto pelanggan mereka melalui pengesahan identiti, yang dikatakan boleh menyemak dua kali lebih banyak pelancong sejam. Pada Jun 2017, JetBlue bekerjasama dengan Kastam dan Perlindungan Sempadan (CBP) AS dan syarikat IT global SITA untuk menguji program yang menggunakan teknologi biometrik dan pengecaman muka untuk menyaring pelanggan semasa menaiki pesawat.

Oktober lalu, Persatuan Pengangkutan Udara Antarabangsa meramalkan bahawa menjelang 2035 jumlah pengembara akan berganda kepada 7,2 bilion. Jadi ada sebab dan untuk siapa untuk mengusahakan inovasi dan penambahbaikan.

Penerbangan masa depan:

Animasi sistem BLI: 

Animasi pintu masuk lapisan sempadan | Pusat Penyelidikan Glenn NASA