Тэхнічныя навінкі ў самалётах і не толькі

Авіяцыя развіваецца ў розных кірунках. Самалёты павялічваюць далёкасць палёту, становяцца эканамічней, аэрадынамічней і лепш разганяюцца. Ёсць паляпшэнні кабіны, месцы для пасажыраў і саміх аэрапортаў.

Палёт працягваўся семнаццаць гадзін без перапынку. Боінг 787-9 Дрымлайнер Аўстралійская авіякампанія Qantas з больш чым дзвюма сотнямі пасажыраў і шаснаццаццю членамі экіпажа на борце здзейсніла рэйс з аўстралійскага Пэрт у аэрапорт Хітроў у Лондане. Машына праляцела міма 14 498 км. Гэта быў другі па працягласці рэйс у свеце адразу пасля стыкоўкі Qatar Airways з Дохі ў Окленд, Новая Зеландыя. Гэты апошні маршрут лічыцца 14 529 км, што на 31 км даўжэйшы.

Тым часам Singapore Airlines ужо чакае пастаўкі новага. Airbus A350-900ULR (вельмі далёкі рэйс), каб пачаць прамое паведамленне з Нью-Ёрка ў Сінгапур. Усяго даўжыня маршруту складзе больш за 15 тысяч км. Версія A350-900ULR даволі спецыфічная - у ёй няма эканом-класа. Самалёт быў разлічаны на 67 месцаў у бізнес-частцы і 94 у прэміум-эканом-часткі. Гэта мае сэнс. Бо хто можа прасядзець амаль увесь дзень у цеснаце самага таннага купэ? Проста сярод іншых З улікам такіх працяглых прамых рэйсаў у пасажырскіх салонах праектуюцца ўсё новыя і новыя выгоды.

Пасіўнае крыло

Па меры развіцця канструкцый самалётаў іх аэрадынаміка перажывала пастаянныя, хоць і не радыкальныя змены. Пошук павышэнне эфектыўнасці выкарыстання паліва Зараз можна паскорыць змены канструкцыі, уключаючы стварэнне больш тонкіх і гнуткіх крылаў, якія забяспечваюць натуральны ламінарны струмень паветра і актыўнае кіраванне гэтым струменем паветра.

Цэнтр лётных даследаванняў Армстранга ў Каліфорніі, які належыць НАСА, працуе над так званым пасіўнае аэрапругкае крыло (БЯЗВЫХАДНАЕ СТАНОВІШЧА). Лары Хадсан, галоўны інжынер-выпрабавальнік Лабараторыі паветраных нагрузак Цэнтра Армстранга, паведаміў у СМІ, што гэта кампазітная канструкцыя лягчэй і гнутчэй у параўнанні з традыцыйнымі крыламі. Будучыя камерцыйныя самалёты змогуць выкарыстоўваць яго для максімальнай эфектыўнасці канструкцыі, зніжэння вагі і эканоміі паліва. Падчас выпрабаванняў спецыялісты выкарыстоўваюць (FOSS), у якім выкарыстоўваюцца аптычныя валокны, інтэграваныя з паверхняй крыла, якія могуць даць дадзеныя тысяч вымярэнняў дэфармацый і высілкаў пры працоўных нагрузках.

Кабіны самалётаў - праект

Больш тонкія і гнуткія крылы памяншаюць лабавое супраціўленне і вага, але патрабуюць новых канструктыўных рашэнняў і рашэнняў для кіравання. ухіленне вібрацыі. Распрацоўваныя метады злучаны, у прыватнасці, з з пасіўным, аэрапругкім рэгуляваннем канструкцыі з ужываннем прафіляваных кампазітаў або вырабам металічных дадаткаў, а таксама з актыўным кіраваннем рухомымі паверхнямі крылаў з мэтай паніжэння манеўраных і выбуховых нагрузак і гашэнні ваганняў крыла. Напрыклад, Нотынгемскі ўніверсітэт, Вялікабрытанія, распрацоўвае стратэгіі актыўнага кіравання рулямі самалёта, якія могуць палепшыць яго аэрадынаміку. Гэта дае магчымасць паменшыць супраціў паветра прыкладна на 25%. У выніку самалёт будзе ляцець больш плаўна, што прывядзе да зніжэння выдатку паліва і выкідаў COXNUMX.₂.

Змяняецца геаметрыя

НАСА паспяхова ўкараніла на практыцы новую тэхналогію, якая дазваляе самалётам лятаць складванне крылаў пад рознымі кутамі. Апошняя серыя палётаў, праведзеная ў Цэнтры лётных даследаванняў Армстранга, была часткай праекта Размах адаптыўнага крыла ПАВ. Ён накіраваны на дасягненне шырокага спектру аэрадынамічных пераваг за кошт выкарыстання інавацыйнага лёгкага сплаву з памяццю формы, які дазволіць складаць вонкавыя часткі крылаў і іх кіравальныя паверхні пад аптымальнымі кутамі падчас палёту. Сістэмы, якія выкарыстоўваюць гэтую новую тэхналогію, могуць важыць да 80% менш, чым традыцыйныя сістэмы. Гэта прадпрыемства з'яўляецца часткай праекта НАСА па канвергентных авіяцыйных рашэннях у рамках Упраўлення авіяцыйных даследчых місій.

Дызайн інавацыйных салонаў самалётаў

Якія складваюцца ў палёце крылы - гэтая навіна, якое, аднак, ужо прадпрымалася ў 60-х гадах з выкарыстаннем, сярод іншага, Самалёт ХВ-70 Валькірыя. Праблема складалася ў тым, што гэта заўсёды было злучана з наяўнасцю цяжкіх і буйных звычайных рухавікоў і гідраўлічных сістэм, якім была неабыякавая ўстойлівасць і эканамічнасць самалёта.

Аднак рэалізацыя гэтай канцэпцыі можа прывесці да стварэння больш эканамічных машын, чым раней, а таксама спрасціць руленне будучых далёкамагістральных самалётаў у аэрапортах. Акрамя таго, лётчыкі атрымаюць яшчэ адзін прыбор для рэагавання на змену ўмоў палёту, напрыклад, на парывы ​​ветра. Адно з найболей значных патэнцыйных пераваг складання крыла злучана са звышгукавым палётам.

, а яшчэ яны працуюць над т.зв. цела з пухнатым крылом - Змешанае крыло. Гэта інтэграваная канструкцыя без выразнага падзелу крылаў і фюзеляжа самалёта. Гэтая інтэграцыя мае перавагу перад звычайнымі канструкцыямі самалётаў, паколькі сама форма фюзеляжа дапамагае ствараць пад'ёмную сілу. У той жа час ён змяншае супраціў паветра і вага, а гэта азначае, што новая канструкцыя спажывае менш паліва і, такім чынам, змяншае выкіды CO.₂.

Візуалізацыя канструкцыі X-48B са змяшаным крылом

Тручэнне памежнага пласта

Яны таксама праходзяць выпрабаванні альтэрнатыўнае размяшчэнне рухавіка над крылом і на хвасце, каб можна было выкарыстоўваць маторы большага дыяметра. Ад звычайных рашэнняў адыходзяць канструкцыі з ТРДД або электрарухавікамі, убудаванымі ў хваставое апярэнне, "глытальныя", так званыя "глытаючыя". паветраны памежны пластшто памяншае лабавое супраціўленне. Навукоўцы НАСА засяродзіліся на часткі аэрадынамічнага супраціву і працуюць над ідэяй пад назовам (BLI). Яны жадаюць выкарыстоўваць яго для адначасовага паніжэння выдатку паліва, эксплуатацыйных выдаткаў і забруджванні паветра.

 – паведаміў Джым Хайдман, менеджэр праекта перадавых тэхналогій паветранага транспарту даследчага цэнтра Глена падчас прэзентацыі для СМІ.

Пры палёце самалёта вакол фюзеляжа і крылаў утворыцца памежны пласт - павальнейшае якое рухаецца паветра, які стварае дадатковы аэрадынамічны супраціў. Яна цалкам адсутнічае перад які рухаецца самалётам утворыцца пры руху карабля па паветры, а ў задняй частцы машыны можа быць таўшчынёй да некалькіх дзясяткаў сантыметраў. У звычайнай канструкцыі памежны пласт проста слізгае па фюзеляжы, а затым змешваецца з паветрам ззаду самалёта. Аднак сітуацыя зменіцца, калі мы размесцім рухавікі ўздоўж шляху памежнага пласта, напрыклад, у канцы самалёта, непасрэдна над фюзеляжам ці за ім. Затым павальнейшае паветра памежнага пласта паступае ў рухавікі, дзе ён паскараецца і выкідваецца з высокай хуткасцю. Гэта не ўплывае на магутнасць рухавіка. Перавага ў тым, што, паскараючы паветра, мы памяншаем супраціў, якое аказваецца памежным пластом.

Навукоўцы падрыхтавалі больш за дзесятак праектаў лятальных апаратаў, у якіх можна было б выкарыстоўваць такое рашэнне. Агенцтва спадзяецца, што прынамсі адзін з іх будзе выкарыстаны ў выпрабавальных самалётах X, якія НАСА хоча выкарыстоўваць у наступным дзесяцігоддзі для праверкі перадавых авіяцыйных тэхналогій на практыцы.

Бачанне новых месцаў у самалёце

Брат-блізня скажа праўду

Лічбавыя двайняты з'яўляецца самым сучасным метадам, якія дазваляюць рэзка зменшыць выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне абсталявання. Як вынікае з назвы, лічбавыя двайнікі ствараюць віртуальную копію фізічных рэсурсаў, выкарыстоўваючы дадзеныя, сабраныя ў пэўных кропках машын або прылад – яны ўяўляюць сабой лічбавую копію ўжо працуе або праектаванага абсталявання. Нядаўна GE Aviation дапамагла распрацаваць першага ў свеце лічбавага двайніка. Сістэма шасі. У кропках, дзе звычайна адбываюцца збоі, усталяваныя датчыкі, якія падаюць дадзеныя ў рэжыме рэальнага часу, у тым ліку для гідраўлічнага ціску і тэмпературы тармазоў. Гэта выкарыстоўвалася для дыягностыкі астатняга жыццёвага цыклу шасі і ранняга выяўлення адмоў.

Дзякуючы маніторынгу сістэмы лічбавых двайнікоў мы можам на сталай аснове кантраляваць стан рэсурсаў і атрымліваць раннія папярэджанні, прагнозы і нават план дзеянняў, мадэлюючы сцэнары "што, калі" – усё для таго, каб падоўжыць даступнасць рэсурсаў. абсталявання з часам. Па дадзеных International Data Corporation, кампаніі, якія інвесціруюць у лічбавых двайнікоў, убачаць 30-працэнтнае скарачэнне часу цыклу ключавых працэсаў, уключаючы тэхнічнае абслугоўванне.  

Дапоўненая рэальнасць для пілота

Адным з важных новаўвядзенняў апошніх гадоў стала распрацоўка дысплеі і датчыкі галаўныя пілоты. НАСА і еўрапейскія навукоўцы эксперыментуюць з гэтым, спрабуючы дапамагчы пілотам выяўляць і прадухіляць праблемы і пагрозы. Дысплей ужо быў усталяваны ў шлеме лётчыка-знішчальніка F-35 Lockheed Martinа Thales і Elbit Systems распрацоўваюць мадэлі для пілотаў камерцыйных самалётаў, асабліва невялікіх машын. Сістэма SkyLens апошняй кампаніі хутка будзе выкарыстоўвацца ў самалётах ATR.

SkyLens фірмы Elbit Systems

Сінтэтычныя і рафінаваныя ўжо шырока выкарыстоўваюцца ў буйнейшых бізнэс-джэтах. сістэмы тэхнічнага зроку (SVS/EVS), што дазваляе пілотам прызямляцца ва ўмовах дрэннай бачнасці. Яны ўсё часцей зліваюцца ў камбінаваныя сістэмы тэхнічнага зроку (CVS), накіраваны на павышэнне дасведчанасці пілотаў аб сітуацыях і надзейнасці раскладаў палётаў. У сістэме EVS выкарыстоўваецца інфрачырвоны (ВК) датчык для паляпшэння бачнасці, і доступ да яе звычайна ажыццяўляецца праз дысплей HUD (). Сістэма Elbit Systems, у сваю чаргу, мае шэсць датчыкаў, у тым ліку інфрачырвонага і бачнага святла. Ён увесь час пашыраецца для выяўлення розных пагроз, такіх як вулканічны попел у атмасферы.

сэнсарныя экраныужо ўстаўленыя ў кабіны бізнэс-самалётаў, яны пераходзяць на самалёты з дысплеямі Rockwell Collins для новага Boeing 777-X. Вытворцы авіёнікі таксама шукаюць спецыялісты па распазнанні прамовы як яшчэ адзін крок да зніжэння нагрузкі на кабіну. Honeywell эксперыментуе з маніторынг актыўнасці мозгу Каб вызначыць, калі ў пілота занадта шмат працы ці яго ўвага блукае дзесьці у аблоках патэнцыйна таксама аб магчымасці кіравання функцыямі кабіны.

Аднак тэхнічныя паляпшэнні ў кабіне мала чым дапамогуць, калі пілоты проста выбіваюцца з сіл. Майк Сінэт, віцэ-прэзідэнт па распрацоўцы прадукцыі Boeing, нядаўна паведаміў агенцтву Reuters, што, паводле яго прагнозаў, "у наступныя дваццаць гадоў спатрэбіцца 41 працоўных месцаў". рэактыўны самалёт камерцыйнага прызначэння». Гэта азначае, што спатрэбіцца больш за 600 XNUMX чалавек. больш новых пілотаў. Дзе іх узяць? План вырашэння гэтай праблемы, прынамсі, у Боінгу, прымяненне штучнага інтэлекту. Кампанія ўжо раскрыла планы па яго стварэнню кабіна без пілотаў. Аднак Сінэт лічыць, што яны, верагодна, не стануць рэальнасцю да 2040 года.

Няма вокнаў?

Пасажырскія салоны - гэта вобласць інавацый, дзе адбываецца многае. У гэтай галіне нават прысуджаюцца Оскары - Узнагароды Crystal Cabin Awards, г.зн. узнагароды вынаходнікам і канструктарам, якія ствараюць сістэмы, накіраваныя на паляпшэнне якасці інтэр'ераў самалётаў, як для пасажыраў, так і для экіпажа. Тут узнагароджваецца ўсё, што палягчае жыццё, павялічвае камфорт і стварае эканомію - ад бартавога туалета да шафак для ручной паклажы.

Тым часам Цімаці Кларк, прэзідэнт авіякампаніі Emirates, аб'яўляе: самалёты без ілюмінатараўякія могуць быць нават удвая лягчэй існуючых канструкцый, а значыць - хутчэй, танней і экалагічней у будаўніцтве і эксплуатацыі. У першым класе новага Boeing 777-300ER вокны ўжо заменены на экраны, якія дзякуючы камерам і оптавалакновым злучэнням могуць адлюстроўваць выгляд звонку, без бачных няўзброеным вокам адрозненняў. Падобна, эканоміка не дазволіць пабудаваць "зашклёныя" самалёты, аб якіх шматлікія мараць. Замест гэтага ў нас хутчэй будуць праекцыі на сцены, столь ці сядзенні перад намі.

Канцэпт кабіны з дахам, які візуалізуе неба

У мінулым годзе Boeing пачаў тэставаць мабільнае прыкладанне vCabin, якое дазваляе пасажырам рэгуляваць узровень асвятлення ў непасрэднай блізкасці ад іх, тэлефанаваць бортправаднікам, заказваць ежу і нават правяраць, ці вольны ці туалет. Тым часам, тэлефоны былі адаптаваныя да ўнутранага абсталявання, такому як бізнэс-крэсла Recaro CL6710, прызначанае для таго, каб мабільныя прыкладанні маглі нахіляць крэсла наперад і назад.

З 2013 года рэгулятары ЗША спрабуюць зняць забарону на выкарыстанне мабільных тэлефонаў у самалётах, паказваючы на ​​тое, што рызыка таго, што яны будуць перашкаджаць працы бартавой сістэмы сувязі, зараз усё ніжэй і ніжэй. Прарыў у гэтай галіне дазволіць выкарыстоўваць мабільныя прыкладанні падчас палёту.

Мы таксама назіраем прагрэсіўную аўтаматызацыю наземнага абслугоўвання. Авіякампанія Delta у ЗША эксперыментуе з выкарыстаннем біяметрыя для рэгістрацыі пасажыраў. Некаторыя аэрапорты свету ўжо тэсціруюць або тэсціруюць тэхналогію распазнання асоб, каб супастаўляць фатаграфіі пашпартоў з фатаграфіямі сваіх кліентаў з дапамогай праверкі асобы, што, як кажуць, дазваляе правяраць ўдвая больш падарожнікаў у гадзіну. У чэрвені 2017 года JetBlue сумесна з Мытна-памежнай службай ЗША (CBP) і глабальнай ІТ-кампаніяй SITA пратэставала праграму, якая выкарыстоўвае біяметрычныя дадзеныя і тэхналогію распазнання асоб для праверкі кліентаў пры пасадцы.

У кастрычніку мінулага года Міжнародная асацыяцыя паветранага транспарту прагназавала, што да 2035 года колькасць падарожнікаў падвоіцца і складзе 7,2 мільярда чалавек. Так што ёсць навошта і для каго працаваць над інавацыямі і паляпшэннямі.

Авіяцыя будучыні:

Анімацыя працы сістэмы BLI: 

Анімацыя ўваходу памежнага пласта | Даследчы цэнтр Глена НАСА