Tækninýjungar í flugvélum og víðar

Flug er að þróast í mismunandi áttir. Flugvélar auka flugdrægi sitt, verða hagkvæmari, loftaflfræðilegri og hraða betur. Það eru endurbætur á farþegarými, farþegasæti og flugvellirnir sjálfir.

Flugið tók sautján klukkustundir án hlés. Boeing 787-9 Dreamliner Ástralska flugfélagið Qantas með meira en tvö hundruð farþega og sextán áhafnarmeðlimi um borð fór frá Perth í Ástralíu til Heathrow-flugvallar í London. Bíllinn flaug framhjá 14 498 km. Þetta var næstlengsta flug heims rétt eftir tengingu Qatar Airways frá Doha til Auckland á Nýja Sjálandi. Þessi síðasta leið kemur til greina 14 529 km, sem er 31 km lengri.

Á sama tíma bíður Singapore Airlines nú þegar eftir afhendingu nýs. Airbus A350-900ULR (mjög langflug) til að hefja beina þjónustu frá New York til Singapore. Heildarlengd leiðarinnar verður meira en 15 þúsund km. A350-900ULR útgáfan er alveg sértæk - hún er ekki með farrými. Flugvélin var hönnuð fyrir 67 sæti í viðskiptahlutanum og 94 í úrvalshagkerfishlutanum. Það er skynsamlegt. Eftir allt saman, hver getur setið nánast allan daginn þröngt í ódýrasta hólfinu? Bara meðal annarra Með svo löngu beinu flugi í farþegaklefum er verið að hanna fleiri og fleiri ný þægindi.

óvirkur væng

Þegar hönnun flugvéla þróaðist, urðu loftaflfræði þeirra stöðugar, þó ekki róttækar, breytingar. Leita bætt eldsneytisnýtni Nú er hægt að flýta fyrir hönnunarbreytingum, þar á meðal þynnri, sveigjanlegri vængi sem veita náttúrulegt lagskipt loftflæði og stjórna því loftflæði á virkan hátt.

Armstrong flugrannsóknarmiðstöð NASA í Kaliforníu vinnur að því sem hún kallar óvirkur loftteygjanlegur vængur (ÞÁTTAKA). Larry Hudson, yfirprófunarverkfræðingur hjá Air Load Laboratory í Armstrong Center, sagði við fjölmiðla að þessi samsetta uppbygging væri léttari og sveigjanlegri en hefðbundnir vængir. Framtíðarflugvélar munu geta notað það til að ná hámarks hönnunarhagkvæmni, þyngdarsparnaði og eldsneytissparnaði. Við prófun nota sérfræðingar (FOSS), sem notar ljósleiðara sem eru samþættir yfirborði vængsins, sem geta veitt gögn frá þúsundum mælinga á álagi og álagi við vinnuálag.

Flugvélaklefar - verkefni

Þynnri og sveigjanlegri vængir draga úr viðnám og þyngd, en krefjast nýrrar hönnunar og meðhöndlunarlausna. útrýming titrings. Aðferðirnar sem verið er að þróa tengjast einkum óvirkri, loftteygjanlegri aðlögun burðarvirkisins með því að nota sniðið samsett efni eða framleiðslu á málmaaukefnum, sem og virkri stjórn á hreyfiflötum vængja til að draga úr hreyfingu og sprengiálagi og draga úr titringi vængsins. Sem dæmi má nefna að Háskólinn í Nottingham, Bretlandi, er að þróa aðferðir til að stjórna stýri flugvéla á virkan hátt sem getur bætt loftafl flugvéla. Þetta gerir það að verkum að hægt er að minnka loftmótstöðu um 25%. Fyrir vikið mun flugvélin fljúga auðveldara, sem leiðir til minni eldsneytisnotkunar og COXNUMX útblásturs.₂.

Breytanleg rúmfræði

NASA hefur með góðum árangri innleitt nýja tækni sem gerir flugvélum kleift að fljúga leggja saman vængi í mismunandi sjónarhornum. Nýjasta röð flugferða, sem gerð var í Armstrong flugrannsóknarmiðstöðinni, var hluti af verkefninu Aðlagandi vængjahaf - PAV. Það miðar að því að ná fram margvíslegum loftaflfræðilegum ávinningi með því að nota nýstárlega léttu formminni álfelgur sem gerir ytri vængjunum og stjórnflötum þeirra kleift að brjóta saman í ákjósanlegum sjónarhornum á flugi. Kerfi sem nota þessa nýju tækni geta vegið allt að 80% minna en hefðbundin kerfi. Þetta verkefni er hluti af Converged Aviation Solutions verkefni NASA undir Aeronautical Research Missions Authority.

Nýstárleg hönnun á farþegarými flugvéla

Að leggja saman vængi á flugi er nýjung sem þó var þegar ráðist í á sjöunda áratugnum með meðal annars XB-60 Valkyrie flugvélinni. Vandamálið var að það var alltaf tengt við tilvist þungra og stórra hefðbundinna hreyfla og vökvakerfis, sem voru ekki sama um stöðugleika og hagkvæmni flugvélarinnar.

Hins vegar getur innleiðing þessarar hugmyndar leitt til þess að búa til sparneytnari vélar en áður, auk þess að einfalda akstur framtíðarlangflugvéla á flugvöllum. Auk þess munu flugmenn fá annað tæki til að bregðast við breyttum flugskilyrðum eins og vindhviðum. Einn mikilvægasti mögulegi ávinningurinn við að leggja saman væng hefur að gera með yfirhljóðsflugi.

, og þeir eru einnig að vinna að svokölluðu. dúnkenndur líkami - blandaður vængur. Þetta er samþætt hönnun án skýrrar aðskilnaðar á vængjum og skrokki flugvélarinnar. Þessi samþætting hefur yfirburði yfir hefðbundna hönnun flugvéla vegna þess að lögun skrokksins sjálfs hjálpar til við að mynda lyftu. Á sama tíma dregur það úr loftmótstöðu og þyngd, sem þýðir að nýja hönnunin eyðir minna eldsneyti og dregur því úr koltvísýringslosun.₂.

Endurgerð á X-48B blönduðum vængjahönnun

Æsing á mörkum lags

Þeir eru líka prófaðir annað vélarskipulag - fyrir ofan vænginn og á skottið, þannig að hægt sé að nota mótora með stærri þvermál. Hönnun með túrbóblástursvélum eða rafmótorum innbyggðum í skottið, „gleypa“, svokallað „gleypa“, er frá hefðbundnum lausnum. loftmarkalagsem dregur úr dragi. Vísindamenn NASA hafa einbeitt sér að loftaflfræðilegu draghlutanum og vinna að hugmynd sem kallast (BLI). Þeir vilja nota það til að draga úr eldsneytisnotkun, rekstrarkostnaði og loftmengun á sama tíma.

 Jim Heidmann, verkefnastjóri Glenn Research Center Advanced Air Transportation Technology, sagði á fjölmiðlakynningu.

Þegar flugvél flýgur myndast jaðarlag í kringum skrokkinn og vængi - hægar hreyfingarloft sem skapar aukna loftaflfræðilegan viðnám. Það er algjörlega fjarverandi fyrir framan flugvél á hreyfingu - það myndast þegar skipið fer í gegnum loftið og aftan á bílnum getur það verið allt að nokkra tugi sentímetra þykkt. Í hefðbundinni hönnun rennur mörkalagið einfaldlega yfir skrokkinn og blandast síðan loftinu fyrir aftan flugvélina. Hins vegar mun staðan breytast ef við setjum hreyflana eftir braut markalagsins, til dæmis við enda flugvélarinnar, beint fyrir ofan eða aftan skrokkinn. Hægara landalagsloftið fer síðan inn í hreyflana, þar sem því er hraðað og útskúfað á miklum hraða. Þetta hefur ekki áhrif á vélarafl. Kosturinn er sá að með því að hraða loftinu minnkum við mótstöðuna sem jaðarlagið beitir.

Vísindamenn hafa undirbúið meira en tug flugvélaverkefna þar sem hægt væri að nota slíka lausn. Stofnunin vonast til að að minnsta kosti ein þeirra verði notuð í X tilraunaflugvélinni, sem NASA vill nota á næsta áratug til að prófa háþróaða flugtækni í reynd.

Að sjá ný sæti í flugvél

Tvíburabróðir mun segja sannleikann

Stafrænir tvíburar er nútímalegasta aðferðin til að draga verulega úr kostnaði við viðhald búnaðar. Eins og nafnið gefur til kynna búa stafrænir tvíburar til sýndarafrit af efnislegum auðlindum með því að nota gögn sem safnað er á ákveðnum stöðum í vélum eða tækjum - þeir eru stafræn afrit af búnaði sem er þegar að virka eða hannaður. GE Aviation hjálpaði nýlega að þróa fyrsta stafræna tvíbura heimsins. Undirvagnskerfi. Skynjarar eru settir upp á stöðum þar sem bilanir eiga sér stað venjulega og veita rauntímagögn, þar á meðal fyrir vökvaþrýsting og bremsuhita. Þetta var notað til að greina þann lífsferil sem eftir var af undirvagninum og greina bilanir snemma.

Með því að fylgjast með stafræna tvíburakerfinu getum við stöðugt fylgst með stöðu auðlinda og fengið snemmbúnar viðvaranir, spár og jafnvel aðgerðaáætlun, sem mótar „hvað ef“ atburðarás - allt til að auka framboð á auðlindum. búnaði með tímanum. Fyrirtæki sem fjárfesta í stafrænum tvíburum munu sjá 30 prósenta styttingu á lotutíma fyrir lykilferla, þar á meðal viðhald, samkvæmt International Data Corporation.  

Aukinn veruleiki fyrir flugmanninn

Ein mikilvægasta nýjung síðustu ára hefur verið þróunin skjáir og skynjara leiðandi flugmenn. NASA og evrópskir vísindamenn eru að gera tilraunir með þetta til að reyna að hjálpa flugmönnum að greina og koma í veg fyrir vandamál og ógnir. Skjárinn var þegar settur upp í hjálm orrustuflugmannsins F-35 Lockheed Martinog Thales og Elbit Systems eru að þróa módel fyrir flugmenn í atvinnuflugvélum, sérstaklega smáflugvélar. SkyLens kerfi síðarnefnda félagsins verður brátt notað á ATR flugvélar.

SkyLens frá Elbit Systems

Tilbúið og hreinsað er nú þegar mikið notað í stærri viðskiptaþotum. sjónkerfi (SVS / EVS), sem gerir flugmönnum kleift að lenda við slæmt skyggni. Þeir sameinast í auknum mæli inn í samsett sjónkerfi (CVS) sem miðar að því að auka meðvitund flugmanna um aðstæður og áreiðanleika flugáætlana. EVS kerfið notar innrauðan (IR) skynjara til að bæta sýnileika og er venjulega aðgengilegt í gegnum HUD skjáinn (). Elbit Systems hefur aftur á móti sex skynjara, þar á meðal innrautt og sýnilegt ljós. Það stækkar stöðugt til að greina ýmsar ógnir eins og eldfjallaösku í andrúmsloftinu.

Snertiskjáirsem þegar hafa verið settir upp í flugstjórnarklefum viðskiptaþotu, eru þeir að fara yfir í flugvélar með Rockwell Collins skjám fyrir nýja Boeing 777-X. Flugvélaframleiðendur leita einnig sérfræðingar í talgreiningu sem enn eitt skrefið í átt að því að draga úr álagi á stýrishúsið. Honeywell er að gera tilraunir með eftirlit með heilavirkni Til að ákvarða hvenær flugmaðurinn hefur of mikið að gera eða athygli hans reikar einhvers staðar "í skýjunum" - hugsanlega líka um hæfileikann til að stjórna aðgerðum flugstjórnarklefa.

Tæknilegar endurbætur í stjórnklefanum munu þó ekki hjálpa mikið þegar flugmennirnir eru einfaldlega örmagna. Mike Sinnett, varaforseti vöruþróunar Boeing, sagði nýlega við Reuters að hann spái því að „þörf verði á 41 störfum á næstu tuttugu árum“. atvinnuþotuflugvélar. Þetta þýðir að meira en 600 manns verður krafist. fleiri nýir flugmenn. Hvar á að fá þá? Áætlun um að leysa þetta vandamál, að minnsta kosti í Boeing, beitingu gervigreindar. Fyrirtækið hefur þegar opinberað áætlanir um stofnun þess flugstjórnarklefa án flugmanna. Hins vegar telur Sinnett að þær verði líklega ekki að veruleika fyrr en árið 2040.

Engir gluggar?

Farþegaklefar eru svæði nýsköpunar þar sem mikið er að gerast. Óskarsverðlaun eru jafnvel veitt á þessu sviði - Crystal Cabin verðlaunin, þ.e. verðlaun til uppfinningamanna og hönnuða sem búa til kerfi sem miða að því að bæta gæði innréttinga flugvéla fyrir bæði farþega og áhöfn. Allt sem auðveldar lífið, eykur þægindi og skapar sparnað er verðlaunað hér - allt frá salerni um borð til skápa fyrir handfarangur.

Á sama tíma tilkynnir Timothy Clark, forseti Emirates Airlines: flugvél án gluggasem getur jafnvel verið tvöfalt léttari en núverandi mannvirki, sem þýðir hraðari, ódýrari og umhverfisvænni í byggingu og rekstri. Í fyrsta flokki nýju Boeing 777-300ER hefur nú þegar verið skipt um glugga fyrir skjái sem, þökk sé myndavélum og ljósleiðaratengingum, geta sýnt utanaðkomandi sýn án þess að nokkur munur sé sýnilegur með berum augum. Svo virðist sem hagkerfið muni ekki leyfa smíði „gljáðra“ flugvéla, sem marga dreymir um. Þess í stað er líklegra að við höfum útskot á veggina, loftið eða sætin fyrir framan okkur.

Skálahugmynd með þaki sem sýnir himininn

Á síðasta ári hóf Boeing að prófa vCabin farsímaappið sem gerir farþegum kleift að stilla ljósastig í næsta nágrenni, hringja í flugfreyjur, panta mat og jafnvel athuga hvort klósettið sé tómt. Á meðan hafa símarnir verið aðlagaðir að innréttingum eins og Recaro CL6710 viðskiptastólnum, hannaður til að leyfa farsímaforritum að halla stólnum fram og til baka.

Frá árinu 2013 hafa bandarískir eftirlitsaðilar reynt að aflétta banni við notkun farsíma í flugvélum og bent á að hættan á að þeir trufli samskiptakerfið um borð sé nú sífellt minni. Bylting á þessu sviði mun leyfa notkun farsímaforrita á meðan á flugi stendur.

Við erum líka að sjá framsækna sjálfvirkni á jörðu niðri. Delta Airlines í Bandaríkjunum er að gera tilraunir með notkun á líffræðileg tölfræði fyrir farþegaskráningu. Sumir flugvellir um allan heim eru nú þegar að prófa eða prófa andlitsþekkingartækni til að passa vegabréfamyndir við myndir viðskiptavina sinna með auðkennisstaðfestingu, sem er sögð geta athugað tvöfalt fleiri ferðamenn á klukkustund. Í júní 2017 gekk JetBlue í samstarfi við bandaríska tolla- og landamæravernd (CBP) og alþjóðlega upplýsingatæknifyrirtækið SITA til að prófa forrit sem notar líffræðileg tölfræði og andlitsgreiningartækni til að skima viðskiptavini þegar þeir fara um borð.

Í október síðastliðnum spáði Alþjóðasamtök flugfélaga því að árið 2035 myndi fjöldi ferðamanna tvöfaldast í 7,2 milljarða. Svo það er hvers vegna og fyrir hvern að vinna að nýjungum og endurbótum.

Flug framtíðarinnar:

Hreyfimynd af BLI kerfinu: 

Mörk lag inngangur fjör | Glenn rannsóknarmiðstöð NASA