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2050年空中旅行

2017-3-15 11:24:52      点击:

2050 年的空中旅行是什么样的?不少航空制造商已经有了许多畅想,比如空客提出的“概念飞机”等。在这些畅想之中,已经不仅局限在飞机的外形结构上,还包括了客舱内部以及飞机的运行方式。关于2050年的空中旅行,工程师们的想象已经越来越丰富。

 

  捕捉乘客的体温提供动力

  飞机的外形上,超级长和细的机翼,半嵌入式发动机,U型尾翼,这些特点作为未来飞机的外观,似乎并不是很超前。现阶段很多概念机都提出了这样的设计,甚至也有一些进入了验证飞行阶段。

  在2011 年巴黎航展前夕,空客公司展示了更加激进的乘客与飞机的交互方式,特别是客舱内部。

  这是什么样子的呢?想象一下,比如,用智能膜制造的飞机,可以命令窗户从半透明到透明,还可以为乘客提供一个鸟瞰视角。增强现实的投射能够增加场景,或者甚至将现实转换成为每一位乘客量身定做的图像。在这个设想中,还加入了手掌识别值机技术,从而飞机能够更亲密地认识每位乘客。此外,凭借着智能材料和神经网络,飞机能够了解乘客的偏好进而调整比如客舱照明甚至座椅形状。

  其他想法可能不是那么深奥:受仿生学启发的、模仿鸟骨的飞机结构,在需要坚固的地方坚固,然后在其它地方轻盈,这些已经在设计中有所运用了。而能够捕捉乘客的体温从而为机载系统提供动力的能量收集技术已经应用在斯德哥尔摩的地铁上了。除此之外,氢燃料细胞在地面上能够提供零排放的机载电能,而机翼和机身上安装的太阳能板也是提供机载能源的又一途径。

  此外,2050 年之前能更早实现的技术是自我修复材料,它能够帮助客舱保持近乎全新的状态,完全可回收性的植物纤维可以替代很多目前使用的不可再生材料。

 

  出“奇招”节省燃油消耗

  现在再一起仔细看看2050年的畅想中,飞机在飞行过程中是如何节省成本尤其是燃油消耗的。这其中一些最新的创意通过稍加修改现行机队的运营就能用于实践,可能不必等上数十年就可以实现。

  在空客工程执行副总裁查尔斯·钱皮恩所说的“颠覆性想法”中,最不具争议性的、能够刺激航空业朝着2050 年碳排放减半目标迈进的是两个关于地面效率的概念。一个涉及使用导航技术优化飞机的实际着陆位置,方便自主的、使用可再生能源的滑行牵引车等候。其结果就是飞机能够更早关闭发动机但是仍然能够被快速拖离跑道,从而能够优化航站楼空间以及移除跑道和登机门限制。

  另一个是创造从氢燃料到太阳能电力的可持续生物燃料和能源的区域供应机制,为机场和飞机提供能源。此外也比较现实的设想是自由滑行进场和着陆,这可以视为所谓的沿着已测试的最优路径的4D 飞行的延伸,如果新一代空中交通管理系统到位后,该设想也很可能成为现实。其目的将会是保持更长时间的巡航高度效率,飞机进场过程中在无发动机推力或者空气动力减速的情况下通过采取更加大角度下降来降低噪声和排放。自由滑行进场也将会降低着陆速度,这也就意味着跑道可以修得更短。

  另一吸引人的设想是关于编队飞行的。这不是个新概念,但是钱皮恩解释说,该设想离实现的距离也不算远。钱皮恩估计如果能在大约1海里(1.85 千米)外乘着另一架飞机滑流的话,飞机油耗能够降低10%-15%,这一数值差不多是普惠公司和CFM 国际公司正在开发准备在这个十年中期推出用来取代现行的V2500 和CFM56 发动机的新型发动机所能提供的油耗削减。

  他强调保持近场时机队编队并没有问题,该想法仅适用于“稳定轨迹”的飞行比如在大洋上空时。此外他还表示,安全是第一位的,所以目前为止所有加入队列的飞机总是需要飞行员来人工操纵。更吓人的一个设想是助推起飞。所谓助推起飞就是飞机将被推进到起飞速度,该动力一半来自飞机发动机另一半来自牵引车,牵引车当然是以新能源为动力的。结果将是飞机能在更短跑道上实现更大角度的爬升,以更快速度达到巡航高度。而实现这一方法意味着飞机也将会装配更小的发动机,从整体上节省燃料。

  文章来源于大飞机报。