Tegniese innovasies in vliegtuie en verder

Lugvaart ontwikkel in verskillende rigtings. Vliegtuie vergroot hul vlugbereik, word meer ekonomies, meer aërodinamies en versnel beter. Daar is kajuitverbeterings, passasiersitplekke en die lughawens self.

Die vlug het sewentien uur geduur sonder 'n pouse. Boeing 787-9 Dreamliner Die Australiese lugredery Qantas met meer as tweehonderd passasiers en sestien bemanningslede aan boord het 'n vlug van Perth, Australië na die Heathrow-lughawe in Londen gemaak. Die kar het verbygevlieg 14 498 km. Dit was die wêreld se tweede langste vlug net ná Qatar Airways se verbinding van Doha na Auckland, Nieu-Seeland. Hierdie laaste roete word oorweeg 14 529 km, wat 31 km langer is.

Intussen wag Singapore Airlines reeds vir die aflewering van 'n nuwe een. Airbus A350-900ULR (baie langafstandvlug) om 'n direkte diens vanaf New York na Singapoer te begin. Die totale lengte van die roete sal wees meer as 15 duisend km. Die A350-900ULR weergawe is nogal spesifiek – dit het nie 'n ekonomiese klas nie. Die vliegtuig is ontwerp vir 67 sitplekke in die sake-afdeling en 94 in die premium-ekonomie-afdeling. Dit maak sin. Wie kan immers amper heeldag beknop in die goedkoopste kompartement sit? Net onder andere Met sulke lang direkte vlugte in passasierskajuite word al hoe meer nuwe geriewe ontwerp.

passiewe vleuel

Soos vliegtuigontwerpe ontwikkel het, het hul aërodinamika konstante, hoewel nie radikale, veranderinge ondergaan. Soek verbeterde brandstofdoeltreffendheid Ontwerpveranderinge kan nou versnel word, insluitend dunner, meer buigsame vlerke wat natuurlike laminêre lugvloei verskaf en daardie lugvloei aktief bestuur.

NASA se Armstrong Flight Research Centre in Kalifornië werk aan wat dit noem passiewe aëro-elastiese vlerk (DOOI). Larry Hudson, hooftoetsingenieur by die Armstrong-sentrum se lugvraglaboratorium, het aan die media gesê dat hierdie saamgestelde struktuur ligter en meer buigsaam is as tradisionele vlerke. Toekomstige kommersiële vliegtuie sal dit kan gebruik vir maksimum ontwerpdoeltreffendheid, gewigsbesparing en brandstofverbruik. Tydens toetsing gebruik kundiges (FOSS), wat optiese vesels gebruik wat met die oppervlak van die vlerk geïntegreer is, wat data van duisende metings van spanning en spanning by werkladings kan verskaf.

Vliegtuigkajuite - projek

Dunner en meer buigsame vlerke verminder weerstand en gewig, maar vereis nuwe ontwerp- en hanteringsoplossings. uitskakeling van vibrasie. Die metodes wat ontwikkel word, word veral geassosieer met passiewe, aëro-elastiese aanpassing van die struktuur deur gebruik te maak van geprofileerde komposiete of die vervaardiging van metaalbymiddels, sowel as met aktiewe beheer van die bewegende oppervlaktes van die vlerke ten einde manoeuvreer- en plofbare ladings te verminder en demp vlerkvibrasies. Byvoorbeeld, die Universiteit van Nottingham, VK, ontwikkel aktiewe beheerstrategieë vir vliegtuigroere wat vliegtuiglugdinamika kan verbeter. Dit maak dit moontlik om lugweerstand met sowat 25% te verminder. Gevolglik sal die vliegtuig gladder vlieg, wat laer brandstofverbruik en COXNUMX-emissies tot gevolg het.₂.

Veranderbare meetkunde

NASA het 'n nuwe tegnologie suksesvol toegepas wat vliegtuie toelaat om te vlieg vou vlerke teen verskillende hoeke. Die jongste reeks vlugte, wat by die Armstrong-vlugnavorsingsentrum uitgevoer is, was deel van die projek Aanpasbare vlerkspan — PAV. Dit poog om 'n wye reeks aërodinamiese voordele te bereik deur die gebruik van 'n innoverende liggewig vormgeheue-legering wat die buitenste vlerke en hul beheeroppervlaktes sal toelaat om teen optimale hoeke tydens vlug te vou. Stelsels wat hierdie nuwe tegnologie gebruik, kan tot 80% minder weeg as tradisionele stelsels. Hierdie onderneming is deel van NASA se Converged Aviation Solutions-projek onder die Aeronautical Research Missions Authority.

Innoverende vliegtuigkajuitontwerp

Opvou vlerke in vlug is 'n innovasie wat egter reeds in die 60's onderneem is met onder meer die XB-70 Valkyrie-vliegtuie. Die probleem was dat dit altyd geassosieer was met die teenwoordigheid van swaar en groot konvensionele enjins en hidrouliese stelsels, wat nie onverskillig was teenoor die stabiliteit en ekonomie van die vliegtuig nie.

Die implementering van hierdie konsep kan egter lei tot die skepping van meer brandstofdoeltreffende masjiene as voorheen, asook makliker taxiry van toekomstige langafstandvliegtuie by lughawens. Daarbenewens sal vlieëniers nog 'n toestel ontvang om te reageer op veranderende vlugtoestande, soos rukwinde. Een van die belangrikste potensiële voordele van vlerkvou het te make met supersoniese vlug.

, en hulle werk ook aan die sg. donsige lyf - gemengde vleuel. Dit is 'n geïntegreerde ontwerp sonder 'n duidelike skeiding van die vlerke en romp van die vliegtuig. Hierdie integrasie het 'n voordeel bo konvensionele vliegtuigontwerpe omdat die vorm van die romp self help om hysbak te genereer. Terselfdertyd verminder dit lugweerstand en gewig, wat beteken dat die nuwe ontwerp minder brandstof verbruik en dus CO-uitlaatgasse verminder.₂.

Weergave van X-48B gemengde-vlerk-ontwerp

Grenslaag-ets

Hulle word ook getoets alternatiewe enjinuitleg - bo die vlerk en op die stert, sodat groter deursnee motors gebruik kan word. Ontwerpe met turbofan-enjins of elektriese motors wat in die stert ingebou is, "sluk", die sogenaamde "sluk", vertrek van konvensionele oplossings. luggrenslaagwat weerstand verminder. NASA-wetenskaplikes het gefokus op die aërodinamiese sleepdeel en werk aan 'n idee genaamd (BLI). Hulle wil dit gebruik om terselfdertyd brandstofverbruik, bedryfskoste en lugbesoedeling te verminder.

 Jim Heidmann, Glenn Research Centre Advanced Air Transportation Technology Project Manager, tydens 'n media-aanbieding gesê.

Wanneer 'n vliegtuig vlieg, word 'n grenslaag om die romp en vlerke gevorm - stadiger bewegende lug, wat bykomende aërodinamiese sleurigheid skep. Dit is heeltemal afwesig voor 'n bewegende vliegtuig - dit word gevorm wanneer die skip deur die lug beweeg, en in die agterkant van die motor kan dit tot 'n paar tientalle sentimeter dik wees. In 'n konvensionele ontwerp gly die grenslaag eenvoudig oor die romp en meng dan met die lug agter die vliegtuig. Die situasie sal egter verander as ons die enjins langs die pad van die grenslaag plaas, byvoorbeeld aan die einde van die vliegtuig, direk bo of agter die romp. Die stadiger grenslaag lug gaan dan die enjins binne, waar dit versnel en teen hoë spoed uitgedryf word. Dit beïnvloed nie enjinkrag nie. Die voordeel is dat deur die lug te versnel, ons die weerstand wat deur die grenslaag uitgeoefen word, verminder.

Wetenskaplikes het meer as 'n dosyn vliegtuigprojekte voorberei waarin so 'n oplossing gebruik kan word. Die agentskap hoop dat ten minste een van hulle in die X-toetsvliegtuig gebruik sal word, wat NASA in die volgende dekade wil gebruik om gevorderde lugvaarttegnologie in die praktyk te toets.

Sien nuwe sitplekke op 'n vliegtuig

Tweelingbroer sal die waarheid vertel

Digitale tweeling is die mees moderne metode om die koste van instandhouding van toerusting dramaties te verminder. Soos die naam aandui, skep digitale tweeling 'n virtuele kopie van fisiese hulpbronne met behulp van data wat op sekere punte in masjiene of toestelle ingesamel word - dit is 'n digitale kopie van toerusting wat reeds werk of ontwerp word. GE Aviation het onlangs gehelp om die wêreld se eerste digitale tweeling te ontwikkel. Onderstel stelsel. Sensors is geïnstalleer op punte waar foute tipies voorkom, wat intydse data verskaf, insluitend vir hidrouliese druk en remtemperatuur. Dit is gebruik om die oorblywende lewensiklus van die onderstel te diagnoseer en foute vroeg te identifiseer.

Deur die digitale tweelingstelsel te monitor, kan ons voortdurend die status van hulpbronne monitor en vroeë waarskuwings, voorspellings en selfs 'n aksieplan ontvang, wat "wat as" scenario's modelleer - alles om die beskikbaarheid van hulpbronne uit te brei. toerusting oor tyd. Maatskappye wat in digitale tweeling belê, sal 'n 30 persent vermindering in siklustye vir sleutelprosesse, insluitend instandhouding, sien, volgens International Data Corporation.  

Vergrote werklikheid vir die vlieënier

Een van die belangrikste innovasies die afgelope jare was die ontwikkeling skerms en sensors lei vlieëniers. NASA en Europese wetenskaplikes eksperimenteer hiermee in 'n poging om vlieëniers te help om probleme en bedreigings op te spoor en te voorkom. Die skerm was reeds in die vegvlieënier se helm geïnstalleer F-35 Lockheed Martinen Thales en Elbit Systems ontwikkel modelle vir kommersiële vliegtuigvlieëniers, veral klein vliegtuie. Laasgenoemde maatskappy se SkyLens-stelsel sal binnekort op ATR-vliegtuie gebruik word.

SkyLens deur Elbit Systems

Sinteties en verfyn word reeds wyd in groter sakestralers gebruik. visie stelsels (SVS / EVS), wat vlieëniers in staat stel om in swak sigtoestande te land. Hulle smelt toenemend saam in gekombineerde visiestelsels (CVS) wat daarop gemik is om vlieëniers se bewustheid van situasies en die betroubaarheid van vlugskedules te verhoog. Die EVS-stelsel gebruik 'n infrarooi (IR) sensor om sigbaarheid te verbeter en word gewoonlik verkry deur die HUD-skerm (). Elbit Systems het op sy beurt ses sensors, insluitend infrarooi en sigbare lig. Dit brei voortdurend uit om verskeie bedreigings soos vulkaniese as in die atmosfeer op te spoor.

Raakskermswat reeds in sakestralerkajuite geïnstalleer is, skuif hulle na vliegtuie met Rockwell Collins-skerms vir die nuwe Boeing 777-X. Avionika-vervaardigers soek ook spraakherkenningspesialiste as nog 'n stap om die las op die kajuit te verminder. Honeywell eksperimenteer met monitering van breinaktiwiteit Om vas te stel wanneer die vlieënier te veel werk het om te doen of sy aandag iewers “in die wolke” dwaal – moontlik ook oor die vermoë om stuurkajuitfunksies te beheer.

Tegniese verbeterings in die stuurkajuit sal egter nie veel help wanneer die vlieëniers bloot uitgeput is nie. Mike Sinnett, Boeing se visepresident van produkontwikkeling, het onlangs aan Reuters gesê hy voorspel “41 600 poste sal oor die volgende twintig jaar nodig wees”. kommersiële straalvliegtuie. Dit beteken dat meer as XNUMX mense benodig sal word. meer nuwe vlieëniers. Waar om hulle te kry? 'n Plan om hierdie probleem op te los, ten minste in Boeing, toepassing van kunsmatige intelligensie. Die maatskappy het reeds planne vir sy skepping bekend gemaak kajuit sonder vlieëniers. Sinnett glo egter dat hulle waarskynlik eers in 2040 'n werklikheid sal word.

Geen vensters nie?

Passasiershutte is 'n gebied van innovasie waar baie gebeur. Oscars word selfs in hierdie gebied toegeken - Crystal Cabin-toekennings, d.w.s. toekennings aan uitvinders en ontwerpers wat stelsels skep wat daarop gemik is om die gehalte van vliegtuiginterieurs vir beide passasiers en bemanning te verbeter. Alles wat die lewe makliker maak, gemak verhoog en besparings skep, word hier beloon – van die boordtoilet tot die sluitkaste vir handbagasie.

Intussen kondig Timothy Clark, president van Emirates Airlines, aan: vliegtuig sonder vensterswat selfs twee keer so lig as bestaande strukture kan wees, wat vinniger, goedkoper en meer omgewingsvriendelik in konstruksie en bedryf beteken. In die eerste klas van die nuwe Boeing 777-300ER is die vensters reeds vervang met skerms wat danksy kameras en optieseveselverbindings die buiteaansig kan vertoon sonder dat enige verskille met die blote oog sigbaar is. Dit blyk dat die ekonomie nie die konstruksie van "glas" vliegtuie, waarvan baie droom, sal toelaat nie. In plaas daarvan is ons meer geneig om projeksies op die mure, die plafon of die sitplekke voor ons te hê.

Kajuitkonsep met 'n dak wat die lug visualiseer

Verlede jaar het Boeing die vCabin-mobiele toepassing begin toets, wat passasiers in staat stel om beligtingsvlakke in hul onmiddellike omgewing aan te pas, vlugkelners te bel, kos te bestel en selfs te kyk of die toilet leeg is. Intussen is die fone aangepas vir binnetoebehore soos die Recaro CL6710 besigheidsstoel, wat ontwerp is om mobiele toepassings toe te laat om die stoel heen en weer te kantel.

Sedert 2013 het Amerikaanse reguleerders probeer om die verbod op die gebruik van selfone op vliegtuie op te hef, en daarop gewys dat die risiko dat hulle inmeng met die kommunikasiestelsel aan boord nou al hoe laer is. 'n Deurbraak op hierdie gebied sal die gebruik van mobiele toepassings tydens die vlug moontlik maak.

Ons sien ook progressiewe grondhantering-outomatisering. Delta Airlines in die VSA eksperimenteer met die gebruik van biometrie vir passasiersregistrasie. Sommige lughawens regoor die wêreld toets of toets reeds gesigsherkenningstegnologie om paspoortfoto's met dié van hul kliënte te pas deur identiteitsverifikasie, wat na bewering twee keer soveel reisigers per uur kan nagaan. In Junie 2017 het JetBlue 'n vennootskap met die Amerikaanse Doeane- en Grensbeskerming (CBP) en die wêreldwye IT-maatskappy SITA aangegaan om 'n program te toets wat biometrie en gesigsherkenningstegnologie gebruik om kliënte te skerm wanneer hulle aan boord gaan.

Verlede Oktober het die Internasionale Lugvervoervereniging voorspel dat die aantal reisigers teen 2035 tot 7,2 miljard sou verdubbel. Daar is dus hoekom en vir wie om aan innovasies en verbeterings te werk.

Lugvaart van die toekoms:

Animasie van die BLI-stelsel: 

Grenslaag ingang animasie | NASA Glenn Navorsingsentrum