Tehničke inovacije u avionima i šire

Vazduhoplovstvo se razvija u različitim pravcima. Avioni povećavaju domet leta, postaju ekonomičniji, aerodinamičniji i bolje ubrzavaju. Postoje poboljšanja kabine, putničkih sjedišta i samih aerodroma.

Let je trajao sedamnaest sati bez prekida. Boeing 787-9 Dreamliner Australijska aviokompanija Qantas sa više od dvije stotine putnika i šesnaest članova posade letjela je iz Perta u Australiji do aerodroma Heathrow u Londonu. Auto je proleteo 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 duge udaljenosti) da započnete direktnu liniju od New Yorka do Singapura. Ukupna dužina rute će biti više od 15 hiljada km. Verzija A350-900ULR je prilično specifična - nema ekonomsku klasu. Avion je projektovan za 67 sedišta u poslovnom delu i 94 u premijum ekonomskom delu. Ima smisla. Uostalom, ko može skoro cijeli dan sjediti skučen u najjeftinijem kupeu? Samo između ostalog Sa ovako dugim direktnim letovima u putničkim kabinama osmišljava se sve više novih sadržaja.

pasivno krilo

Kako su dizajni aviona evoluirali, njihova aerodinamika je prolazila kroz stalne, iako ne radikalne promjene. Traži poboljšana efikasnost goriva Promjene u dizajnu sada se mogu ubrzati, uključujući tanja, fleksibilnija krila koja pružaju 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 (Zastoj). Larry Hudson, glavni test inženjer u laboratoriji za vazdušno opterećenje Centra Armstrong, rekao je medijima da je ova kompozitna struktura lakša i fleksibilnija od tradicionalnih krila. Budući komercijalni avioni će moći da ga koriste za maksimalnu efikasnost dizajna, uštedu težine i ekonomičnost goriva. Tokom testiranja stručnjaci koriste (FOSS), koji koristi optička vlakna integrisana sa površinom krila, koja mogu dati podatke iz hiljada mjerenja deformacija i naprezanja pri radnim opterećenjima.

Kabine aviona - projekat

Tanja i fleksibilnija krila smanjuju otpor i težinu, ali zahtijevaju novi dizajn i rješenja za rukovanje. eliminacija vibracija. Metode koje se razvijaju povezane su posebno s pasivnim, aeroelastičnim prilagođavanjem konstrukcije pomoću profilisanih kompozita ili proizvodnjom metalnih aditiva, kao i sa aktivnom kontrolom pokretnih površina krila kako bi se smanjila manevarska i eksplozivna opterećenja i prigušiti vibracije krila. Na primjer, Univerzitet u Nottinghamu, UK, razvija strategije za aktivnu kontrolu kormila aviona koje mogu poboljšati aerodinamiku aviona. To omogućava smanjenje otpora zraka za oko 25%. Kao rezultat toga, avion će letjeti lakše, što će rezultirati manjom potrošnjom goriva i emisijom COXNUMX.₂.

Promjenjiva geometrija

NASA je uspješno implementirala novu tehnologiju koja omogućava letjelicama preklapanje krila pod različitim uglovima. 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 sa memorijom oblika koja će omogućiti da se vanjska krila i njihove kontrolne površine sklapaju pod optimalnim uglovima tokom leta. Sistemi koji koriste ovu novu tehnologiju mogu težiti i do 80% manje od tradicionalnih sistema. Ovaj poduhvat dio je NASA-inog projekta Converged Aviation Solutions u okviru Uprave za aeronautičke istraživačke misije.

Inovativni dizajn kabine aviona

Sklapanje krila u letu je inovacija koja je, međutim, već uvedena 60-ih, koristeći, između ostalog, avion XB-70 Valkyrie. Problem je bio u tome što je uvek bio povezan sa prisustvom teških i velikih konvencionalnih motora i hidrauličnih sistema, koji nisu bili ravnodušni prema stabilnosti i ekonomičnosti aviona.

Međutim, implementacija ovog koncepta može dovesti do stvaranja efikasnijih mašina nego ranije, kao i pojednostaviti rukovanje budućih dugolinijskih aviona na aerodromima. Osim toga, piloti će dobiti još jedan uređaj koji će odgovoriti na promjenjive uslove leta, kao što su naleti vjetra. Jedna od najznačajnijih potencijalnih prednosti preklapanja krila ima veze sa nadzvučnim letom.

, a rade i na tzv. paperjasto tijelo - mješovito krilo. Ovo je integrisani dizajn bez jasnog razdvajanja krila i trupa aviona. Ova integracija ima prednost u odnosu na konvencionalne dizajne aviona jer sam oblik trupa pomaže u stvaranju podizanja. Istovremeno, smanjuje otpor zraka i težinu, što znači da novi dizajn troši manje goriva i samim tim smanjuje emisije CO.₂.

Prikaz dizajna mješovitog krila X-48B

Granični sloj graviranja

Takođe su testirani alternativni raspored motora - iznad krila i na repu, tako da se mogu koristiti motori većeg prečnika. Dizajni s turboventilatorskim motorima ili elektromotorima ugrađenim u rep, "gutanjem", takozvanim "gutanjem", odstupaju od konvencionalnih rješenja. vazdušni granični slojšto smanjuje otpor. NASA-ini naučnici su se fokusirali na dio aerodinamičkog otpora i rade na ideji pod nazivom (BLI). Žele ga koristiti za smanjenje potrošnje goriva, operativnih troškova i zagađenja zraka u isto vrijeme.

 Jim Heidmann, menadžer projekta napredne tehnologije vazdušnog transporta Glenn istraživačkog centra, rekao je tokom medijske prezentacije.

Kada avion leti, oko trupa i krila se formira granični sloj - vazduh se sporije kreće, što stvara dodatni aerodinamički otpor. Ispred letjelice koja se kreće potpuno je odsutna – nastaje kada se brod kreće kroz zrak, a u stražnjem dijelu automobila može biti debeo i do nekoliko desetina centimetara. U konvencionalnom dizajnu, granični sloj jednostavno klizi preko trupa, a zatim se miješa sa zrakom iza aviona. Međutim, situacija će se promijeniti ako postavimo motore duž putanje graničnog sloja, na primjer, na kraju aviona, direktno iznad ili iza trupa. Sporiji zrak u graničnom sloju tada ulazi u motore, gdje se ubrzava i izbacuje velikom brzinom. Ovo ne utiče na snagu motora. Prednost je u tome što ubrzavanjem zraka smanjujemo otpor graničnog sloja.

Naučnici su pripremili više od deset projekata aviona u kojima bi se takvo rješenje moglo koristiti. Agencija se nada da će barem jedan od njih biti korišten u testnoj letjelici X, koju NASA želi koristiti u narednoj deceniji za testiranje napredne avio tehnologije u praksi.

Vidim nova sedišta u avionu

Brat blizanac će reći istinu

Digitalni blizanci je najsavremenija metoda za dramatično smanjenje troškova održavanja opreme. Kao što naziv implicira, digitalni blizanci kreiraju virtuelnu kopiju fizičkih resursa koristeći podatke prikupljene u određenim tačkama u mašinama ili uređajima - oni su digitalna kopija opreme koja već radi ili je dizajnirana. GE Aviation je nedavno pomogao razvoj prvog digitalnog blizanca na svijetu. Sistem šasije. Senzori su instalirani na mjestima gdje se tipično dešavaju kvarovi, dajući podatke u realnom vremenu, uključujući hidraulički pritisak i temperaturu kočnica. Ovo je korišteno za dijagnosticiranje preostalog životnog ciklusa šasije i rano prepoznavanje kvarova.

Praćenjem sistema digitalnih blizanaca, možemo stalno pratiti status resursa i primati rana upozorenja, prognoze, pa čak i akcioni plan, modelirajući scenarije „šta ako“ – sve u cilju proširenja dostupnosti resursa. opreme tokom vremena. Kompanije koje ulažu u digitalne blizance će vidjeti 30 posto skraćenje vremena ciklusa za ključne procese, uključujući održavanje, prema International Data Corporation.  

Proširena stvarnost za pilota

Jedna od najvažnijih inovacija posljednjih godina je razvoj displeji i senzori vodeći piloti. NASA i evropski naučnici eksperimentišu s ovim u pokušaju da pomognu pilotima da otkriju i spriječe probleme i prijetnje. Displej je već bio ugrađen u šlem pilota borbenog aviona F-35 Lockheed Martini Thales i Elbit Systems razvijaju modele za pilote komercijalnih aviona, posebno malih aviona. SkyLens sistem ove druge kompanije će se uskoro koristiti na ATR avionima.

SkyLens kompanije Elbit Systems

Sintetički i rafinirani već se široko koriste u većim poslovnim avionima. sistemi vida (SVS/EVS), koji omogućava pilotima da slete u uslovima loše vidljivosti. One se sve više spajaju u kombinovani sistemi vida (CVS) ima za cilj povećanje svijesti pilota o situacijama i pouzdanosti rasporeda letova. EVS sistem koristi infracrveni (IR) senzor za poboljšanje vidljivosti i obično mu se pristupa preko HUD displeja (). Elbit Systems, zauzvrat, ima šest senzora, uključujući infracrveno i vidljivo svjetlo. Stalno se širi kako bi otkrio razne prijetnje poput vulkanskog pepela u atmosferi.

Dodirni ekranikoji su već instalirani u kokpitima poslovnih mlaznjaka, prelaze na avione sa Rockwell Collins displejima za novi Boeing 777-X. Proizvođači avionike također traže specijaliste za prepoznavanje govora kao još jedan korak ka smanjenju opterećenja na kabinu. Honeywell eksperimentiše sa praćenje moždane aktivnosti Odrediti kada pilot ima previše posla ili mu pažnja odluta negdje "u oblacima" - potencijalno i o mogućnosti upravljanja funkcijama pilotske kabine.

Međutim, tehnička poboljšanja u kokpitu su od male pomoći kada su piloti jednostavno iscrpljeni. Mike Sinnett, Boeingov potpredsjednik za razvoj proizvoda, nedavno je rekao za Reuters da predviđa da će "u narednih dvadeset godina biti potrebno 41 radnih mjesta". komercijalni mlazni avion. 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. Kompanija je već otkrila planove za njeno stvaranje kokpit bez pilota. Međutim, Sinnett vjeruje da oni vjerovatno neće postati stvarnost do 2040. godine.

Nema prozora?

Putničke kabine su oblast inovacija u kojoj se mnogo toga dešava. U ovoj oblasti se čak dodeljuju i Oskari - Crystal Cabin Awards, tj. nagrade izumiteljima i dizajnerima koji kreiraju sisteme koji imaju za cilj poboljšanje kvaliteta unutrašnjosti aviona za putnike i posadu. Ovdje se nagrađuje sve što olakšava život, povećava udobnost i stvara uštede - od WC-a na brodu do ormarića za ručni prtljag.

U međuvremenu, Timothy Clark, predsjednik Emirates Airlinesa, najavljuje: avion bez prozorakoji čak može biti dvostruko lakši od postojećih konstrukcija, što znači brži, jeftiniji i ekološki prihvatljiviji u izgradnji i radu. U prvoj klasi novog Boeinga 777-300ER prozori su već zamijenjeni ekranima koji, zahvaljujući kamerama i optičkim vezama, mogu prikazati vanjski pogled bez ikakvih razlika vidljivih golim okom. Čini se da privreda neće dozvoliti izgradnju "zastakljenih" aviona, o čemu mnogi sanjaju. Umjesto toga, vjerojatnije je da ćemo imati projekcije na zidovima, plafonu ili sjedištima ispred sebe.

Koncept kabine s krovom koji vizualizira nebo

Prošle godine Boeing je počeo testirati mobilnu aplikaciju vCabin, koja omogućava putnicima da prilagode nivoe osvjetljenja u njihovoj neposrednoj blizini, pozovu stjuardese, naruče hranu, pa čak i provjere da li je toalet prazan. U međuvremenu, telefoni su prilagođeni unutrašnjim elementima kao što je poslovna stolica Recaro CL6710, dizajnirana da omogući mobilnim aplikacijama da naginju stolicu naprijed-nazad.

Američki regulatori od 2013. pokušavaju da ukinu zabranu upotrebe mobilnih telefona u avionima, ističući da je rizik da oni ometaju sistem komunikacije u avionu sve manji i manji. Proboj u ovoj oblasti omogućit će korištenje mobilnih aplikacija tokom leta.

Također vidimo progresivnu automatizaciju zemaljskog rukovanja. Delta Airlines u SAD eksperimentiše sa upotrebom biometrija za registraciju putnika. Neki aerodromi širom svijeta već testiraju ili testiraju tehnologiju prepoznavanja lica kako bi uparili fotografije iz pasoša sa fotografijama svojih klijenata putem provjere identiteta, za koju se kaže da može provjeriti dvostruko više putnika na sat. U junu 2017., JetBlue se udružio sa Carinom i graničnom zaštitom SAD-a (CBP) i globalnom IT kompanijom SITA kako bi testirali program koji koristi biometriju i tehnologiju prepoznavanja lica za pregled kupaca po ukrcaju.

Prošlog oktobra, Međunarodna asocijacija za vazdušni saobraćaj je predvidjela da će se do 2035. broj putnika udvostručiti na 7,2 milijarde. Dakle, postoji zašto i za koga raditi na inovacijama i poboljšanjima.

Vazduhoplovstvo budućnosti:

Animacija BLI sistema: 

Animacija ulaza u granični sloj | NASA Glenn istraživački centar