Tehničke inovacije u zrakoplovima i šire

Zrakoplovstvo se razvija u različitim smjerovima. Avioni povećavaju domet leta, postaju ekonomičniji, aerodinamičniji i bolje ubrzavaju. Tu su poboljšanja kabine, putničkih sjedala i samih zračnih luka.

Let je trajao sedamnaest sati bez pauze. Boeing 787-9 Dreamliner Australski zračni prijevoznik Qantas s više od dvjesto putnika i šesnaest članova posade letio je iz Pertha u Australiji do zračne luke Heathrow u Londonu. Auto je proletio 14 498 km. Bio je to drugi najduži let na svijetu odmah nakon veze Qatar Airwaysa od Dohe do Aucklanda na Novom Zelandu. Ova zadnja ruta se razmatra 14 529 km, što je 31 km duže.

U međuvremenu, Singapore Airlines već čeka isporuku novog. Airbus A350-900ULR (let na vrlo velike udaljenosti) za početak izravne usluge od New Yorka do Singapura. Ukupna dužina rute bit će više od 15 tisuća km. Verzija A350-900ULR je prilično specifična - nema ekonomsku klasu. Zrakoplov je dizajniran za 67 sjedala u poslovnom dijelu i 94 u premium ekonomskom dijelu. Ima smisla. Uostalom, tko može sjediti gotovo cijeli dan skučen u najjeftinijem kupeu? Samo među ostalima Uz tako duge izravne letove u putničkim kabinama osmišljava se sve više novih sadržaja.

pasivno krilo

Kako su se dizajni zrakoplova razvijali, njihova je aerodinamika bila podvrgnuta stalnim, iako ne radikalnim promjenama. traži poboljšana učinkovitost goriva Promjene dizajna sada se mogu ubrzati, uključujući tanja, fleksibilnija krila koja osiguravaju prirodni laminarni protok zraka i aktivno upravljaju tim protokom zraka.

NASA-in centar za istraživanje letenja Armstrong u Kaliforniji radi na onome što naziva pasivno aeroelastično krilo (PAT). Larry Hudson, glavni testni inženjer u laboratoriju za zračno opterećenje Centra Armstrong, rekao je medijima da je ova kompozitna struktura lakša i fleksibilnija od tradicionalnih krila. Budući komercijalni zrakoplovi moći će ga koristiti za maksimalnu učinkovitost dizajna, uštedu težine i uštedu goriva. Tijekom testiranja stručnjaci koriste (FOSS), koji koristi optička vlakna integrirana s površinom krila, koja mogu dati podatke iz tisuća mjerenja deformacija i naprezanja pri radnim opterećenjima.

Kabine zrakoplova - projekt

Tanja i fleksibilnija krila smanjuju otpor i težinu, ali zahtijevaju novi dizajn i rješenja za rukovanje. eliminacija vibracija. Metode koje se razvijaju povezane su posebice s pasivnim, aeroelastičnim podešavanjem konstrukcije pomoću profiliranih kompozita ili proizvodnjom metalnih aditiva, kao i s aktivnom kontrolom pokretnih površina krila kako bi se smanjila manevarska i eksplozivna opterećenja i prigušiti vibracije krila. Na primjer, Sveučilište u Nottinghamu, UK, razvija strategije za aktivno upravljanje kormilima zrakoplova koje mogu poboljšati aerodinamiku zrakoplova. To omogućuje smanjenje otpora zraka za oko 25%. Kao rezultat toga, zrakoplov će letjeti uglađenije, što će rezultirati manjom potrošnjom goriva i emisijom COXNUMX.₂.

Promjenjiva geometrija

NASA je uspješno provela u praksi novu tehnologiju koja omogućuje let zrakoplovima preklapajući krila pod različitim kutovima. Posljednja serija letova, izvedena u Centru za istraživanje letenja Armstrong, bila je dio projekta Prilagodljivi raspon krila - PAV. Cilj mu je postići širok raspon aerodinamičkih prednosti korištenjem inovativne lagane legure s memorijom oblika koja će omogućiti preklapanje vanjskih krila i njihovih kontrolnih površina pod optimalnim kutovima tijekom leta. Sustavi koji koriste ovu novu tehnologiju mogu težiti i do 80% manje od tradicionalnih sustava. Ovaj pothvat dio je NASA-inog projekta Converged Aviation Solutions pod Aeronautical Research Missions Administration.

Inovativni dizajn kabine zrakoplova

Sklapanje krila u letu inovacija je koja se, međutim, već provodila 60-ih, koristeći, između ostalog, zrakoplov XB-70 Valkyrie. Problem je bio u tome što je uvijek bio povezan s prisutnošću teških i velikih konvencionalnih motora i hidrauličkih sustava, koji nisu bili ravnodušni prema stabilnosti i ekonomičnosti zrakoplova.

Međutim, implementacija ovog koncepta može dovesti do stvaranja strojeva s većom potrošnjom goriva nego prije, kao i pojednostaviti ruliranje budućih dugolinijskih zrakoplova u zračnim lukama. Osim toga, piloti će dobiti još jedan uređaj koji će odgovoriti na promjenjive uvjete leta, kao što su naleti vjetra. Jedna od najznačajnijih potencijalnih prednosti preklapanja krila odnosi se na nadzvučni let.

, a rade i na tzv. pahuljasto tijelo - mješovito krilo. Ovo je integrirani dizajn bez jasnog odvajanja krila i trupa zrakoplova. Ova integracija ima prednost u odnosu na konvencionalne dizajne zrakoplova jer sam oblik trupa pomaže u stvaranju uzgona. Istodobno, smanjuje otpor zraka i težinu, što znači da novi dizajn troši manje goriva i stoga smanjuje emisije CO.₂.

Prikaz dizajna mješovitih krila X-48B

Jetkanje graničnog sloja

Također su testirani alternativni raspored motora - iznad krila i na repu, kako bi se mogli koristiti motori većeg promjera. Dizajni s turboventilatorskim motorima ili elektromotorima ugrađenim u rep, “gutanje”, tzv. “gutanje”, odstupaju od konvencionalnih rješenja. granični sloj zrakašto smanjuje otpor. NASA-ini znanstvenici usredotočili su se na dio aerodinamičkog otpora i rade na ideji pod nazivom (BLI). Žele ga koristiti za smanjenje potrošnje goriva, troškova rada i onečišćenja zraka u isto vrijeme.

 Jim Heidmann, voditelj projekta Advanced Air Transportation Technology Center Glenn Research Center, rekao je tijekom medijske prezentacije.

Kada zrakoplov leti, oko trupa i krila se formira granični sloj – zrak se sporije kreće, što stvara dodatni aerodinamički otpor. Potpuno ga nema ispred letjelice u pokretu – nastaje kada se brod kreće zrakom, a u stražnjem dijelu automobila može biti debeo i do nekoliko desetaka centimetara. U konvencionalnom dizajnu, granični sloj jednostavno klizi preko trupa, a zatim se miješa sa zrakom iza zrakoplova. Međutim, situacija će se promijeniti ako motore postavimo duž putanje graničnog sloja, na primjer, na kraju zrakoplova, neposredno iznad ili iza trupa. Sporiji zrak u graničnom sloju tada ulazi u motore, gdje se ubrzava i izbacuje velikom brzinom. To ne utječe na snagu motora. Prednost je u tome što ubrzavanjem zraka smanjujemo otpor graničnog sloja.

Znanstvenici su pripremili više od desetak projekata zrakoplova u kojima bi se takvo rješenje moglo koristiti. Agencija se nada da će se barem jedan od njih koristiti u testnom zrakoplovu X, koji NASA želi koristiti u sljedećem desetljeću za testiranje napredne zrakoplovne tehnologije u praksi.

Vidjeti nova sjedala u avionu

Brat blizanac će reći istinu

Digitalni blizanci je najsuvremenija metoda za dramatično smanjenje troškova održavanja opreme. Kao što naziv implicira, digitalni blizanci stvaraju virtualnu kopiju fizičkih resursa koristeći podatke prikupljene na određenim mjestima u strojevima ili uređajima – oni su digitalna kopija opreme koja već radi ili je u izradi. GE Aviation nedavno je pomogao u razvoju prvog digitalnog blizanca na svijetu. Sustav šasije. Senzori su instalirani na mjestima gdje se obično javljaju kvarovi, dajući podatke u stvarnom vremenu, uključujući hidraulički tlak i temperaturu kočnica. To je korišteno za dijagnosticiranje preostalog životnog ciklusa šasije i rano prepoznavanje kvarova.

Praćenjem sustava digitalnih blizanaca možemo stalno pratiti status resursa i primati rana upozorenja, prognoze, pa čak i akcijski plan, modelirajući scenarije "što ako" - sve kako bismo proširili dostupnost resursa. opreme tijekom vremena. Tvrtke koje ulažu u digitalne blizance doživjet će 30-postotno smanjenje vremena ciklusa za ključne procese, uključujući održavanje, prema International Data Corporation.  

Proširena stvarnost za pilota

Jedna od najvažnijih inovacija posljednjih godina bio je razvoj zasloni i senzori vodeći piloti. NASA i europski znanstvenici eksperimentiraju s tim u pokušaju da pomognu pilotima da otkriju i spriječe probleme i prijetnje. Zaslon je već bio ugrađen u kacigu pilota borbenog aviona F-35 Lockheed Martini Thales i Elbit Systems razvijaju modele za pilote komercijalnih zrakoplova, posebno malih zrakoplova. Sustav SkyLens potonje tvrtke uskoro će se koristiti na ATR zrakoplovima.

SkyLens tvrtke Elbit Systems

Sintetički i rafinirani već se naširoko koriste u većim poslovnim zrakoplovima. sustavi vida (SVS/EVS), koji pilotima omogućuje slijetanje u uvjetima loše vidljivosti. Sve se više spajaju u kombinirani sustavi vida (CVS) s ciljem povećanja svijesti pilota o situacijama i pouzdanosti rasporeda letova. EVS sustav koristi infracrveni (IR) senzor za poboljšanje vidljivosti i obično mu se pristupa putem HUD zaslona (). Elbit Systems zauzvrat ima šest senzora, uključujući infracrveno i vidljivo svjetlo. Neprestano se širi kako bi otkrio razne prijetnje poput vulkanskog pepela u atmosferi.

Zasloni osjetljivi na dodirveć ugrađeni u kokpite poslovnih mlaznjaka, prelaze na zrakoplove s Rockwell Collins zaslonima za novi Boeing 777-X. Proizvođači avionike također traže stručnjaci za prepoznavanje govora kao još jedan korak prema smanjenju opterećenja na kabinu. Honeywell eksperimentira s praćenje moždane aktivnosti Odrediti kada pilot ima previše posla ili mu pažnja odluta negdje "u oblacima" - potencijalno i o mogućnosti upravljanja funkcijama kokpita.

Međutim, tehnička poboljšanja u kokpitu nisu od velike pomoći kada su piloti jednostavno iscrpljeni. Mike Sinnett, Boeingov potpredsjednik za razvoj proizvoda, nedavno je rekao za Reuters da predviđa da će "u sljedećih dvadeset godina biti potrebno 41 radnih mjesta". komercijalni mlazni zrakoplov. To znači da će biti potrebno više od 600 osoba. više novih pilota. Gdje ih nabaviti? Plan za rješavanje ovog problema, barem u Boeingu, primjena umjetne inteligencije. Tvrtka je već otkrila planove za njegovo stvaranje kokpit bez pilota. Međutim, Sinnett vjeruje da oni vjerojatno neće postati stvarnost do 2040. godine.

Nema prozora?

Putničke kabine su područje inovacija u kojem se mnogo toga događa. Oskari se čak dodjeljuju na ovim prostorima - Nagrade Crystal Cabin, tj. nagrade izumiteljima i dizajnerima koji stvaraju sustave za poboljšanje kvalitete interijera zrakoplova za putnike i posadu. Ovdje se nagrađuje sve što olakšava život, povećava udobnost i stvara uštede - od WC-a na brodu do ormarića za ručnu prtljagu.

U međuvremenu, Timothy Clark, predsjednik Emirates Airlinesa, najavljuje: zrakoplov bez prozorakoji može biti čak dvostruko lakši od postojećih konstrukcija, što znači brži, jeftiniji i ekološki prihvatljiviji u gradnji i radu. U prvoj klasi novog Boeinga 777-300ER prozori su već zamijenjeni ekranima koji zahvaljujući kamerama i optičkim vezama mogu prikazati pogled izvana bez ikakvih razlika vidljivih golim okom. Čini se da gospodarstvo neće dopustiti gradnju “stakljenih” letjelica o kojima mnogi sanjaju. Umjesto toga, veća je vjerojatnost da ćemo imati projekcije na zidovima, stropu ili sjedalima ispred sebe.

Koncept kabine s krovom koji vizualizira nebo

Prošle godine Boeing je počeo testirati mobilnu aplikaciju vCabin, koja putnicima omogućuje podešavanje razine osvjetljenja u njihovoj neposrednoj blizini, pozivanje stjuardesa, naručivanje hrane, pa čak i provjeru je li WC prazan. U međuvremenu, telefoni su prilagođeni unutarnjoj opremi kao što je poslovna stolica Recaro CL6710, dizajnirana da omogući mobilnim aplikacijama da naginju stolicu naprijed-natrag.

Američki regulatori od 2013. pokušavaju ukinuti zabranu korištenja mobilnih telefona u zrakoplovima, ističući da je rizik da oni ometaju komunikacijski sustav na brodu sada sve manji. Proboj u ovom području omogućit će korištenje mobilnih aplikacija tijekom leta.

Također vidimo progresivnu automatizaciju zemaljskog rukovanja. Američki zračni prijevoznik Delta eksperimentira s korištenjem biometrija za registraciju putnika. Neke zračne luke diljem svijeta već testiraju ili testiraju tehnologiju prepoznavanja lica kako bi uparile fotografije iz putovnice s onima svojih klijenata kroz provjeru identiteta, za koju se kaže da može provjeriti dvostruko više putnika na sat. U lipnju 2017., JetBlue se udružio s američkom carinskom i graničnom zaštitom (CBP) i globalnom IT tvrtkom SITA kako bi testirao program koji koristi biometriju i tehnologiju prepoznavanja lica za provjeru kupaca nakon ukrcaja.

U listopadu prošle godine, Međunarodna udruga za zračni prijevoz predvidjela je da će se do 2035. broj putnika udvostručiti na 7,2 milijarde. Dakle, postoji zašto i za koga raditi na inovacijama i poboljšanjima.

Zrakoplovstvo budućnosti:

Animacija BLI sustava: 

Animacija ulaza u granični sloj | NASA Glenn istraživački centar