Tehnične inovacije v letalih in širše

Letalstvo se razvija v različnih smereh. Letala povečajo doseg letenja, postanejo bolj ekonomična, bolj aerodinamična in bolje pospešujejo. Izboljšave so kabine, potniški sedeži in sama letališča.

Let je trajal sedemnajst ur brez premora. Boeing 787-9 Dreamliner Avstralska letalska družba Qantas z več kot dvesto potniki in šestnajstimi člani posadke je poletela iz avstralskega Pertha na letališče Heathrow v Londonu. Avto je priletel mimo 14 498 km. To je bil drugi najdaljši let na svetu takoj za povezavo Qatar Airways iz Dohe v Auckland na Novi Zelandiji. Ta zadnja pot se upošteva 14 529 km, kar je 31 km daljše.

Medtem Singapore Airlines že čaka na dobavo novega. Airbus A350-900ULR (let na zelo dolge razdalje) za začetek neposredne povezave iz New Yorka v Singapur. Skupna dolžina poti bo več kot 15 tisoč km. Različica A350-900ULR je precej specifična - nima ekonomskega razreda. Letalo je bilo zasnovano za 67 sedežev v poslovnem delu in 94 v premium ekonomskem delu. Je smiselno. Konec koncev, kdo lahko sedi skoraj cel dan utesnjen v najcenejšem kupeju? Med drugim S tako dolgimi direktnimi leti v potniških kabinah se oblikuje vedno več novih ugodnosti.

pasivno krilo

Ko so se zasnove letal razvijale, se je njihova aerodinamika nenehno spreminjala, čeprav ne radikalno. Iskanje izboljšan izkoristek goriva Spremembe oblikovanja je zdaj mogoče pospešiti, vključno s tanjšimi, bolj prilagodljivimi krili, ki zagotavljajo naravni laminarni zračni tok in aktivno upravljajo ta zračni tok.

NASA-in center za raziskovanje letenja Armstrong v Kaliforniji dela na tem, kar imenuje pasivno aeroelastično krilo (PAT). Larry Hudson, glavni testni inženir v laboratoriju za zračno obremenitev Centra Armstrong, je medijem povedal, da je ta sestavljena struktura lažja in bolj prilagodljiva od tradicionalnih kril. Prihodnja komercialna letala ga bodo lahko uporabljala za največjo konstrukcijsko učinkovitost, prihranek teže in porabo goriva. Med testiranjem strokovnjaki uporabljajo (FOSS), ki uporablja optična vlakna, integrirana s površino krila, ki lahko zagotovi podatke iz tisočih meritev deformacij in napetosti pri delovnih obremenitvah.

Letalske kabine - projekt

Tanjša in bolj prilagodljiva krila zmanjšujejo upor in težo, vendar zahtevajo nove rešitve zasnove in upravljanja. odprava vibracij. Metode, ki se razvijajo, so povezane zlasti s pasivnim, aeroelastičnim prilagajanjem konstrukcije z uporabo profiliranih kompozitov ali izdelavo kovinskih dodatkov, pa tudi z aktivnim nadzorom gibljivih površin kril, da se zmanjšajo manevrske in eksplozivne obremenitve in ublažiti vibracije kril. Na primer, Univerza v Nottinghamu v Združenem kraljestvu razvija strategije za aktivno kontrolo krmila letal, ki lahko izboljšajo aerodinamiko letal. To omogoča zmanjšanje zračnega upora za približno 25%. Posledično bo letalo letelo bolj gladko, kar bo povzročilo manjšo porabo goriva in emisije COXNUMX.₂.

Spremenljiva geometrija

NASA je uspešno uveljavila novo tehnologijo, ki letalom omogoča letenje zlaganje kril pod različnimi koti. Zadnja serija letov, ki so jo izvedli v Centru za raziskovanje letenja Armstrong, je bila del projekta Prilagodljiv razpon kril — Površinsko aktivna snov. Njegov cilj je doseči širok nabor aerodinamičnih prednosti z uporabo inovativne lahke zlitine s spominom na obliko, ki bo omogočala zlaganje zunanjih kril in njihovih kontrolnih površin pod optimalnimi koti med letom. Sistemi, ki uporabljajo to novo tehnologijo, lahko tehtajo do 80 % manj kot tradicionalni sistemi. Ta podvig je del Nasinega projekta Converged Aviation Solutions v okviru Aeronautical Research Missions Authority.

Inovativna zasnova letalske kabine

Zlaganje kril med letom je inovacija, ki pa se je izvajala že v 60. letih prejšnjega stoletja z uporabo, med drugim, letala XB-70 Valkyrie. Težava je bila v tem, da je bila vedno povezana s prisotnostjo težkih in velikih konvencionalnih motorjev in hidravličnih sistemov, ki niso bili ravnodušni do stabilnosti in ekonomičnosti letala.

Vendar pa lahko implementacija tega koncepta pripelje do ustvarjanja strojev z bolj porabo goriva kot prej, pa tudi do poenostavitve taksiranja prihodnjih letal na dolge razdalje na letališčih. Poleg tega bodo piloti prejeli še eno napravo za odziv na spreminjajoče se pogoje letenja, kot so sunki vetra. Ena najpomembnejših potencialnih prednosti zlaganja kril je nadzvočno letenje.

, delajo pa tudi na t.i. puhasto telo - mešano krilo. To je integrirana zasnova brez jasne ločitve kril in trupa letala. Ta integracija ima prednost pred običajnimi zasnovami letal, ker sama oblika trupa pomaga ustvariti dvig. Hkrati zmanjšuje zračni upor in težo, kar pomeni, da nova zasnova porabi manj goriva in s tem zmanjša emisije CO.₂.

Upodobitev oblikovanja mešanih kril X-48B

Jedkanje mejne plasti

Prav tako so testirani alternativna postavitev motorja - nad krilom in na repu, da se lahko uporabljajo motorji večjega premera. Zasnove s turboventilatorskimi motorji ali elektromotorji, vgrajenimi v rep, "požiranje", tako imenovano "požiranje", odstopajo od običajnih rešitev. zračna mejna plastkar zmanjša upor. Znanstveniki NASA so se osredotočili na del aerodinamičnega upora in delajo na ideji, imenovani (BLI). Z njim želijo hkrati zmanjšati porabo goriva, obratovalne stroške in onesnaževanje zraka.

 Jim Heidmann, projektni vodja napredne tehnologije zračnega prevoza raziskovalnega centra Glenn, je med medijsko predstavitvijo dejal.

Ko letalo leti, se okoli trupa in kril tvori mejna plast – počasneje se premika zrak, kar ustvarja dodaten aerodinamični upor. Pred premikajočim se letalom je popolnoma odsoten – nastane, ko se ladja premika po zraku, v zadnjem delu avtomobila pa je lahko debel tudi do nekaj deset centimetrov. Pri običajni zasnovi mejni sloj preprosto drsi čez trup in se nato pomeša z zrakom za letalom. Situacija pa se bo spremenila, če bomo motorje postavili vzdolž poti mejne plasti, na primer na koncu letala, neposredno nad ali za trupom. Počasnejši zrak mejne plasti nato vstopi v motorje, kjer se pospešuje in izžene z veliko hitrostjo. To ne vpliva na moč motorja. Prednost je v tem, da s pospeševanjem zraka zmanjšamo upor, ki ga povzroča mejna plast.

Znanstveniki so pripravili več kot ducat letalskih projektov, v katerih bi lahko uporabili takšno rešitev. Agencija upa, da bo vsaj eno od njih uporabljeno v testnem letalu X, ki ga želi Nasa v naslednjem desetletju uporabiti za testiranje napredne letalske tehnologije v praksi.

Videti nove sedeže na letalu

Brat dvojček bo povedal resnico

Digitalni dvojčki je najsodobnejša metoda za dramatično znižanje stroškov vzdrževanja opreme. Kot pove že ime, digitalni dvojčki ustvarijo navidezno kopijo fizičnih virov z uporabo podatkov, zbranih na določenih mestih v strojih ali napravah – so digitalna kopija opreme, ki že deluje ali se načrtuje. GE Aviation je pred kratkim pomagal razviti prvi digitalni dvojček na svetu. Sistem podvozja. Senzorji so nameščeni na mestih, kjer se običajno pojavijo okvare, ki zagotavljajo podatke v realnem času, vključno s hidravličnim tlakom in temperaturo zavor. To je bilo uporabljeno za diagnosticiranje preostalega življenjskega cikla ohišja in zgodnje odkrivanje okvar.

S spremljanjem sistema digitalnega dvojčka lahko nenehno spremljamo stanje virov in prejemamo zgodnja opozorila, napovedi in celo akcijski načrt, modeliranje scenarijev »kaj če« – vse za povečanje razpoložljivosti virov. opreme skozi čas. Podjetja, ki vlagajo v digitalne dvojčke, bodo po podatkih International Data Corporation doživela 30-odstotno skrajšanje ciklov za ključne procese, vključno z vzdrževanjem.  

Obogatena resničnost za pilota

Ena najpomembnejših novosti v zadnjih letih je bil razvoj zasloni in senzorji vodilni piloti. NASA in evropski znanstveniki s tem eksperimentirajo, da bi pilotom pomagali odkriti in preprečiti težave in grožnje. Zaslon je bil že nameščen v čeladi lovskega pilota F-35 Lockheed Martinin Thales in Elbit Systems razvijata modele za pilote komercialnih letal, zlasti majhnih letal. Sistem SkyLens slednjega podjetja bo kmalu uporabljen na letalih ATR.

SkyLens podjetja Elbit Systems

Sintetično in rafinirano se že pogosto uporablja v večjih poslovnih letalih. sistemi vida (SVS/EVS), ki pilotom omogoča pristanek v razmerah slabe vidljivosti. Vse bolj se združujejo v kombinirani sistemi vida (CVS), katerega cilj je povečati ozaveščenost pilotov o situacijah in zanesljivosti urnikov letenja. Sistem EVS uporablja infrardeči (IR) senzor za izboljšanje vidljivosti in je običajno dostopen prek zaslona HUD (). Elbit Systems pa ima šest senzorjev, vključno z infrardečo in vidno svetlobo. Nenehno se širi, da bi odkril različne grožnje, kot je vulkanski pepel v ozračju.

Zasloni na dotikže nameščeni v pilotske kabine poslovnih letal, se selijo na letala z zasloni Rockwell Collins za novi Boeing 777-X. Iščejo tudi proizvajalci avionike strokovnjaki za prepoznavanje govora kot še en korak k zmanjšanju obremenitve kabine. Honeywell eksperimentira spremljanje možganske aktivnosti Ugotoviti, kdaj ima pilot preveč dela ali pa mu pozornost bega nekam »v oblakih« – potencialno tudi o zmožnosti upravljanja funkcij pilotske kabine.

Vendar tehnične izboljšave v pilotski kabini le malo pomagajo, ko so piloti preprosto izčrpani. Mike Sinnett, Boeingov podpredsednik za razvoj izdelkov, je nedavno za Reuters povedal, da napoveduje, da bo "v naslednjih dvajsetih letih potrebnih 41 delovnih mest." komercialno reaktivno letalo. To pomeni, da bo potrebnih več kot 600 oseb. več novih pilotov. Kje jih dobiti? Načrt za rešitev tega problema, vsaj v Boeingu, uporaba umetne inteligence. Podjetje je že razkrilo načrte za njegovo ustanovitev pilotska kabina brez pilotov. Vendar Sinnett verjame, da verjetno ne bodo postali resničnost do leta 2040.

Brez oken?

Potniške kabine so področje inovacij, kjer se veliko dogaja. Na tem področju podeljujejo celo oskarje – Nagrade Crystal Cabin, tj. nagrade izumiteljem in oblikovalcem, ki ustvarjajo sisteme za izboljšanje kakovosti notranjosti letal tako za potnike kot za posadko. Vse, kar olajša življenje, povečuje udobje in ustvarja prihranke, je tukaj nagrajeno – od stranišča v vozilu do omaric za ročno prtljago.

Medtem pa Timothy Clark, predsednik letalske družbe Emirates Airlines, napoveduje: letalo brez okenki je lahko celo dvakrat lažji od obstoječih konstrukcij, kar pomeni hitrejši, cenejši in okolju prijaznejši pri gradnji in obratovanju. V prvem razredu novega boeinga 777-300ER so okna že zamenjali z zasloni, ki lahko zaradi kamer in optičnih povezav prikažejo zunanji pogled brez kakršnih koli razlik, vidnih s prostim očesom. Zdi se, da gospodarstvo ne bo dovolilo gradnje "zastekljenih" letal, o katerih mnogi sanjajo. Namesto tega je večja verjetnost, da bomo imeli projekcije na stenah, stropu ali sedežih pred seboj.

Koncept kabine s streho, ki vizualizira nebo

Lani je Boeing začel testirati mobilno aplikacijo vCabin, ki potnikom omogoča prilagajanje ravni osvetlitve v njihovi neposredni bližini, klic stevardes, naročanje hrane in celo preverjanje, ali je stranišče prazen. Medtem so bili telefoni prilagojeni notranji opremi, kot je poslovni stol Recaro CL6710, ki je zasnovan tako, da mobilnim aplikacijam omogoča nagibanje stola naprej in nazaj.

Ameriški regulatorji že od leta 2013 poskušajo odpraviti prepoved uporabe mobilnih telefonov na letalih in opozarjajo, da je tveganje, da bi motili komunikacijski sistem na vozilu, zdaj vse manjše. Preboj na tem področju bo omogočil uporabo mobilnih aplikacij med letom.

Opažamo tudi napredno avtomatizacijo zemeljske oskrbe. Ameriška letalska družba Delta eksperimentira z uporabo biometrija za registracijo potnikov. Nekatera letališča po svetu že testirajo ali preizkušajo tehnologijo za prepoznavanje obrazov, da bi s preverjanjem identitete uskladili fotografije potnih listov s fotografijami svojih strank, ki naj bi lahko preverila dvakrat več potnikov na uro. Junija 2017 je JetBlue sodeloval z ameriško carinsko in mejno zaščito (CBP) in globalnim IT podjetjem SITA, da bi preizkusil program, ki uporablja biometrijo in tehnologijo za prepoznavanje obraza za pregled strank ob vkrcanju.

Oktobra lani je Mednarodno združenje zračnega prometa napovedalo, da se bo do leta 2035 število popotnikov podvojilo na 7,2 milijarde. Torej obstaja zakaj in za koga delati na inovacijah in izboljšavah.

Letalstvo prihodnosti:

Animacija sistema BLI: 

Vhodna animacija mejne plasti | Nasin raziskovalni center Glenn