2021-01-13 19:36:02
在一个未公开的地点,空中客车公司花了几个月的时间测试一架激进的飞机。它只有10英尺(3m)宽,很小,但它可能是航空航天工业中一个非常大的起点。
它看起来像飞舞的楔子-在业界被称为混合翼设计。
空中客车公司称遥控飞机为Maveric,并热衷于强调,目前,它只是在探索配置的工作原理。但它说该设计具有“巨大潜力”。
一天,它可以放大到一架普通客机的大小。
在传统飞机中,机身基本上是自重的,需要大机翼才能将其保持在空中。
在混合翼设计下,整个机身可提供升力,因此它可以比目前的设计更轻巧,更小,但可能会承载相同的有效载荷。
Maveric是空中客车公司的几项举措之一,其他航空航天公司也采取了许多举措,以实现行业目标,即到2050年将航空旅行的排放量与2005年的水平相比减少一半。
空客UpNext首席执行官桑德拉·布尔-舍弗(Sandra Bour-Schaeffer)表示:“那里存在着巨大的挑战。社会对我们寄予厚望,我们认为找到答案是我们的责任。”航空航天巨人。
她说:“我们认为我们必须采用真正的突破性技术。”
荷兰代尔夫特理工大学正在探索一个同样激进的想法。
那里的研究人员正在研究一种称为“ Flying-V”的设计。对于长途飞机而言,这是一个新概念,他们声称这将比诸如空中客车A350之类的最新现代飞机效率提高20%。
像Maveric一样,它放弃了传统机身的想法。但是在这种情况下,飞机的形状更像是一个箭头,两个机翼以V形伸出驾驶舱后方。旅客和货物将由机翼本身携带。
设计师认为,建造这种飞机比混合机翼便宜,因为V型飞机的两个臂可以“插入”机身的其余部分。因此,飞机可以分部分建造,而不是一次全部建造。
“我们认为,与具有更多独特组件的概念相比,我们可以将制造成本保持在相对较低的水平,” Flying-V的项目负责人,代尔夫特理工大学的助理教授Roelof Vos说。
该设计最初是一名研究生的创意,并构成了他的论文的一部分。它是在荷兰荷航(KLM)和空中客车(Airbus)的支持下进行开发的。7月,一个比例模型首次从德国的一个空军基地冲向天空。
测试飞机的飞行-一种翼展为9英尺的电池供电的无人机-被认为是成功的。
研究人员说,这台机器表现不错,尽管它确实遭受了一种称为“荷兰滚”的空气动力波动的困扰。这使得难以保持机翼水平,并导致他们所描述的“有点粗糙的着陆”损坏了前起落架。
这些测试的数据目前正在分析中,并整合到飞行测试模拟器中。
由于大流行,航空公司的销售下滑,但荷航表示将继续支持对Flying-V的研究。
对于成本控制对于盈利至关重要的行业,并且在降低其对环境的影响方面承受着巨大压力的行业,更高效的飞机具有明显的吸引力。
但是,由于商用飞机的基本布局几十年来没有发生变化,还有其他实际问题需要考虑-其中一些是西英格兰大学的航空电子专家史蒂夫·赖特(Steve Wright)称其为“ showstoppers”。
其中包括乘客如何登机或离开飞机。例如,在机翼融合的情况下,宽阔的中央部分可能会使登机过程花费更长的时间,而在紧急情况下,中间的乘客离出口将很长。
还有乘客舒适度的问题。那些坐在飞机侧面的人,实际上是靠近“机翼”边缘的人,在飞机倾斜时会经历更大的运动,而起飞和降落的角度必须比正常情况下更陡。
制造新型飞机也将对航空航天业提出挑战。例如,空中客车公司先在欧洲制造现有飞机的部分和部件,然后再将它们带到汉堡和图卢兹进行最后组装。它是一条久经考验的供应链,使用了每个地区的特定专业知识。
赖特先生说:“那台运转良好的制造机器……肯定会很费力,必须重新设计。”
空客坚持认为,此类问题已经在考虑之中,并将被视为设计过程的一部分-但毫无疑问,诸如混合机翼或Flying-V之类的设计将代表制造商的主要赌博。
它的竞争对手波音公司花了很多年的时间研究一个不太明显的激进概念,但与我们现在所拥有的概念明显不同:超音速桁架支撑翼。
配备机翼的飞机看起来相对传统,带有中央机身。但是机翼本身会更长,更薄,并由从机身下方成一定角度的支撑或桁架支撑。机翼将折叠起来,使进入传统的机场登机口变得更加容易。
波音公司说,新设计将比传统设计节省9%的燃料。
但是当前的研究不仅集中在空气动力学上。还有一个问题,即未来的飞机将如何供电。对于乘客数量有限的短程航班,电池电源可能是可行的。在2019年巴黎航展上展出的Eviation Alice等项目都是基于证明这一概念的。
对于更长的距离,电池目前不切实际,因为它们太重了,并且没有足够的能量来补偿该重量。航空业已经探索了其他选择,例如混合动力-其中飞行所需的部分推力由电力提供。
空客的E-Fan X是一项重要的研究项目,这是空客,劳斯莱斯和西门子之间的合作伙伴关系。它涉及将由车载发电机提供动力的单个2MW(2,700hp)电动机安装到四引擎的BAe 146测试飞机上。
但是去年该试验被取消,当时该系统尚未进行飞行测试,因为Covid爆发的影响使空客重新考虑了其优先事项。
这些优先事项现在包括对氢推进的研究。
空中客车公司承诺到2035年制造出世界上第一架零排放飞机。其计划依靠建立混合动力系统,利用氢燃燃气涡轮发动机以及氢燃料电池来发电。
九月,空中客车公司公布了三种概念氢动力设计。
氢燃料甚至可以与激进设计结合使用-概念之一包括混合机翼。
但是这里存在一个重大问题。今天,我们的大多数氢气供应都来自甲烷(一种化石燃料),甲烷在高压下与蒸汽混合。这是一个能源密集型过程,会产生大量的二氧化碳。
为了实现真正的零排放,飞机将需要以更加环保的方式为氢提供动力-并且需要大量的氢。但是据空中客车公司零排放飞机副总裁Glenn Llewellyn所说,社会本身最终将提供解决方案。
他解释说:“在接下来的十年中,为了使整个社会满足《巴黎协定》,达到我们的气候目标,我们需要转向可再生氢。”
源:BBC(本·莫里斯和西奥·莱格特)
相关阅读
联系客服
手机
微信

顶部