Tekniske innovasjoner innen fly og utover

Luftfarten utvikler seg i ulike retninger. Fly øker rekkevidden, blir mer økonomiske, mer aerodynamiske og akselererer bedre. Det er kabinforbedringer, passasjerseter og selve flyplassene.

Flyturen varte i sytten timer uten pause. Boeing 787-9 Dreamliner Det australske flyselskapet Qantas med mer enn to hundre passasjerer og seksten besetningsmedlemmer om bord foretok en flytur fra Perth, Australia til Heathrow lufthavn i London. Bilen fløy forbi 14 498 km. Det var verdens nest lengste flytur like etter Qatar Airways' forbindelse fra Doha til Auckland, New Zealand. Denne siste ruten vurderes 14 529 km, som er 31 km lengre.

I mellomtiden venter Singapore Airlines allerede på levering av en ny. Airbus A350-900ULR (svært langdistanseflyvning) for å starte en direkterute fra New York til Singapore. Den totale lengden på ruten vil være mer enn 15 tusen km. A350-900ULR-versjonen er ganske spesifikk – den har ikke økonomiklasse. Flyet ble designet for 67 seter i forretningsseksjonen og 94 i premium økonomiseksjonen. Det gir mening. Tross alt, hvem kan sitte nesten hele dagen trangt i den billigste kupeen? Bare blant andre Med så lange direkteflyvninger i passasjerlugarer utformes stadig flere nye fasiliteter.

passiv vinge

Etter hvert som flydesign utviklet seg, gjennomgikk aerodynamikken deres konstante, men ikke radikale, endringer. Søk forbedret drivstoffeffektivitet Designendringer kan nå akselereres, inkludert tynnere, mer fleksible vinger som gir naturlig laminær luftstrøm og aktivt styrer den luftstrømmen.

NASAs Armstrong Flight Research Center i California jobber med det det kaller passiv aeroelastisk vinge (FASTLÅST SITUASJON). Larry Hudson, sjeftestingeniør ved Armstrong Centers Air Load Laboratory, fortalte media at denne komposittstrukturen er lettere og mer fleksibel enn tradisjonelle vinger. Fremtidige kommersielle fly vil kunne bruke den for maksimal designeffektivitet, vektbesparelser og drivstofføkonomi. Under testing bruker eksperter (FOSS), som bruker optiske fibre integrert med overflaten av vingen, som kan gi data fra tusenvis av målinger av tøyninger og spenninger ved arbeidsbelastninger.

Flykabiner - prosjekt

Tynnere og mer fleksible vinger reduserer luftmotstand og vekt, men krever ny design og håndteringsløsninger. eliminering av vibrasjoner. Metodene som utvikles er spesielt assosiert med passiv, aeroelastisk justering av strukturen ved bruk av profilerte kompositter eller produksjon av metalladditiver, samt aktiv kontroll av de bevegelige overflatene på vingene for å redusere manøvrerings- og eksplosive belastninger og dempe vingevibrasjoner. For eksempel utvikler University of Nottingham, Storbritannia, aktive kontrollstrategier for flyror som kan forbedre flyaerodynamikken. Dette gjør det mulig å redusere luftmotstanden med ca. 25 %. Som et resultat vil flyet fly jevnere, noe som resulterer i lavere drivstofforbruk og COXNUMX-utslipp.₂.

Utskiftbar geometri

NASA har med hell implementert en ny teknologi som lar fly fly foldevinger i forskjellige vinkler. Den siste serien med flyvninger, utført ved Armstrong Flight Research Center, var en del av prosjektet Adaptivt vingespenn — Surfaktant. Den har som mål å oppnå et bredt spekter av aerodynamiske fordeler gjennom bruk av en innovativ lett formminnelegering som lar de ytre vingene og deres kontrollflater foldes i optimale vinkler under flyging. Systemer som bruker denne nye teknologien kan veie opptil 80 % mindre enn tradisjonelle systemer. Denne satsingen er en del av NASAs Converged Aviation Solutions-prosjekt under Aeronautical Research Missions Authority.

Innovativ design av flykabiner

Folding av vinger under flukt er en innovasjon som imidlertid allerede ble iverksatt på 60-tallet med blant annet XB-70 Valkyrie-flyet. Problemet var at det alltid var forbundet med tilstedeværelsen av tunge og store konvensjonelle motorer og hydrauliske systemer, som ikke var likegyldige til flyets stabilitet og økonomi.

Implementeringen av dette konseptet kan imidlertid føre til at det lages mer drivstoffeffektive maskiner enn tidligere, samt forenkle taksingen av fremtidige langdistansefly på flyplasser. I tillegg vil piloter motta en annen enhet for å reagere på skiftende flyforhold, for eksempel vindkast. En av de viktigste potensielle fordelene med vingefolding har å gjøre med supersonisk flyvning.

, og de jobber også med den såkalte. luftig kropp - blandet fløy. Dette er en integrert design uten en tydelig separasjon av flyets vinger og flykropp. Denne integrasjonen har en fordel i forhold til konvensjonelle flydesign fordi formen på selve flykroppen bidrar til å generere løft. Samtidig reduserer den luftmotstand og vekt, noe som betyr at den nye designen bruker mindre drivstoff og derfor reduserer CO-utslippene.₂.

Gjengivelse av X-48B mixed-wing design

Grenselagsetsing

De er også testet alternativ motorlayout - over vingen og på halen, slik at motorer med større diameter kan brukes. Design med turbofanmotorer eller elektriske motorer innebygd i halen, "svelging", den såkalte "svelging", avviker fra konvensjonelle løsninger. luftgrenselagsom reduserer luftmotstanden. NASA-forskere har fokusert på den aerodynamiske dragdelen og jobber med en idé kalt (BLI). De ønsker å bruke den til å redusere drivstofforbruk, driftskostnader og luftforurensning på samme tid.

 Jim Heidmann, Glenn Research Center Advanced Air Transportation Technology Project Manager, sa under en mediepresentasjon.

Når et fly flyr, dannes et grenselag rundt flykroppen og vingene - mer saktegående luft, noe som skaper ytterligere aerodynamisk luftmotstand. Det er helt fraværende foran et fly i bevegelse - det dannes når skipet beveger seg gjennom luften, og bak i bilen kan det være opptil flere titalls centimeter tykt. I en konvensjonell design glir grenselaget ganske enkelt over flykroppen og blandes deretter med luften bak flyet. Situasjonen vil imidlertid endre seg hvis vi plasserer motorene langs banen til grenselaget, for eksempel ved enden av flyet, rett over eller bak flykroppen. Det langsommere grenselaget luft kommer så inn i motorene, hvor den akselereres og drives ut i høy hastighet. Dette påvirker ikke motoreffekten. Fordelen er at ved å akselerere luften reduserer vi motstanden som utøves av grenselaget.

Forskere har forberedt mer enn et dusin flyprosjekter der en slik løsning kan brukes. Byrået håper at minst ett av dem skal brukes i X-testflyet, som NASA ønsker å bruke det neste tiåret for å teste avansert luftfartsteknologi i praksis.

Ser nye seter på et fly

Tvillingbror vil fortelle sannheten

Digitale tvillinger er den mest moderne metoden for å drastisk redusere kostnadene for vedlikehold av utstyr. Som navnet tilsier, skaper digitale tvillinger en virtuell kopi av fysiske ressurser ved å bruke data samlet på bestemte punkter i maskiner eller enheter – de er en digital kopi av utstyr som allerede fungerer eller er under utforming. GE Aviation var nylig med på å utvikle verdens første digitale tvilling. Chassis system. Sensorer er installert på steder der feil vanligvis oppstår, og gir sanntidsdata, inkludert for hydraulisk trykk og bremsetemperatur. Dette ble brukt til å diagnostisere den gjenværende livssyklusen til chassiset og identifisere feil tidlig.

Ved å overvåke det digitale tvillingsystemet kan vi hele tiden overvåke statusen til ressursene og motta tidlige advarsler, prognoser og til og med en handlingsplan, som modellerer «hva hvis»-scenarier – alt for å utvide tilgjengeligheten av ressurser. utstyr over tid. Selskaper som investerer i digitale tvillinger vil se en 30 prosent reduksjon i syklustider for nøkkelprosesser, inkludert vedlikehold, ifølge International Data Corporation.  

Augmented reality for piloten

En av de viktigste nyvinningene de siste årene har vært utviklingen skjermer og sensorer ledende piloter. NASA og europeiske forskere eksperimenterer med dette i et forsøk på å hjelpe piloter med å oppdage og forhindre problemer og trusler. Displayet var allerede installert i jagerpilotens hjelm F-35 Lockheed Martinog Thales og Elbit Systems utvikler modeller for kommersielle flypiloter, spesielt småfly. Sistnevnte selskaps SkyLens-system skal snart brukes på ATR-fly.

SkyLens av Elbit Systems

Syntetisk og raffinert er allerede mye brukt i større forretningsjetfly. synssystemer (SVS / EVS), som lar piloter lande under dårlige siktforhold. De smelter i økende grad inn i kombinerte synssystemer (CVS) rettet mot å øke piloters bevissthet om situasjoner og påliteligheten til flyruter. EVS-systemet bruker en infrarød (IR) sensor for å forbedre synlighet og er vanligvis tilgjengelig via HUD-skjermen (). Elbit Systems har på sin side seks sensorer, inkludert infrarødt og synlig lys. Den utvides stadig for å oppdage ulike trusler som vulkansk aske i atmosfæren.

Berøringsskjermallerede installert i forretningsjetcockpiter, flytter de til fly med Rockwell Collins-skjermer for den nye Boeing 777-X. Avionikkprodusenter ser også etter talegjenkjenningsspesialister som enda et skritt mot å redusere belastningen på førerhuset. Honeywell eksperimenterer med overvåking av hjerneaktivitet Å avgjøre når piloten har for mye arbeid å gjøre eller oppmerksomheten hans vandrer et sted «i skyene» – potensielt også om muligheten til å kontrollere cockpitfunksjoner.

De tekniske forbedringene i cockpiten hjelper imidlertid lite når pilotene rett og slett er utslitte. Mike Sinnett, Boeings visepresident for produktutvikling, sa nylig til Reuters at han spår at "41 600 jobber vil være nødvendig i løpet av de neste tjue årene." kommersielle jetfly. Dette betyr at det kreves mer enn XNUMX personer. flere nye piloter. Hvor får man tak i dem? En plan for å løse dette problemet, i det minste i Boeing, bruk av kunstig intelligens. Selskapet har allerede avslørt planene for etableringen cockpit uten piloter. Sinnett tror imidlertid at de sannsynligvis ikke vil bli en realitet før i 2040.

Ingen vinduer?

Passasjerhytter er et innovasjonsområde hvor det skjer mye. Oscar blir til og med delt ut på dette området - Crystal Cabin Awards, dvs. priser til oppfinnere og designere som lager systemer rettet mot å forbedre kvaliteten på flyinteriøret for både passasjerer og mannskap. Alt som gjør livet enklere, øker komforten og skaper besparelser belønnes her – fra toalettet ombord til skapene for håndbagasjen.

I mellomtiden kunngjør Timothy Clark, president for Emirates Airlines: fly uten vinduersom til og med kan være dobbelt så lette som eksisterende konstruksjoner, noe som betyr raskere, billigere og mer miljøvennlig i konstruksjon og drift. I første klasse av den nye Boeing 777-300ER er vinduene allerede byttet ut med skjermer som takket være kameraer og fiberoptiske forbindelser kan vise utsiden uten at noen forskjeller er synlige for det blotte øye. Det ser ut til at økonomien ikke vil tillate bygging av «glassede» fly, som mange drømmer om. I stedet er det mer sannsynlig at vi har fremspring på veggene, taket eller setene foran oss.

Hyttekonsept med tak som visualiserer himmelen

I fjor begynte Boeing å teste mobilappen vCabin, som lar passasjerer justere lysnivåer i deres umiddelbare nærhet, ringe flyvertinner, bestille mat og til og med sjekke om toalettet er tomt. I mellomtiden har telefonene blitt tilpasset interiørutstyr som Recaro CL6710 forretningsstol, designet for å tillate mobilapper å vippe stolen frem og tilbake.

Siden 2013 har amerikanske tilsynsmyndigheter forsøkt å oppheve forbudet mot bruk av mobiltelefoner på fly, og påpekt at risikoen for at de forstyrrer kommunikasjonssystemet ombord nå blir lavere og lavere. Et gjennombrudd på dette området vil tillate bruk av mobilapplikasjoner under flyturen.

Vi ser også progressiv bakkehåndteringsautomatisering. Delta Airlines i USA eksperimenterer med bruk av biometri for passasjerregistrering. Noen flyplasser rundt om i verden tester eller tester allerede ansiktsgjenkjenningsteknologi for å matche passbilder med bildene til kundene deres gjennom identitetsverifisering, som sies å kunne sjekke dobbelt så mange reisende i timen. I juni 2017 samarbeidet JetBlue med US Customs and Border Protection (CBP) og det globale IT-selskapet SITA for å teste et program som bruker biometri og ansiktsgjenkjenningsteknologi for å screene kunder ved ombordstigning.

I oktober i fjor spådde International Air Transport Association at innen 2035 ville antall reisende dobles til 7,2 milliarder. Så det er hvorfor og for hvem man skal jobbe med innovasjoner og forbedringer.

Fremtidens luftfart:

Animasjon av BLI-systemet: 

Inngangsanimasjon for grenselag | NASA Glenn Research Center