Әуе кемелеріндегі және одан тысқары техникалық инновациялар

Авиация әртүрлі бағытта дамып келеді. Ұшақтар ұшу ауқымын ұлғайтады, үнемді, аэродинамикалық және жылдамырақ болады. Кабинаны жақсарту, жолаушылар орындықтары және әуежайлардың өздері бар.

Ұшу үзіліссіз он жеті сағатқа созылды. Boeing 787-9 Dreamliner Бортында екі жүзден астам жолаушы мен он алты экипаж мүшесі бар Qantas австралиялық әуе компаниясы Австралияның Перт қаласынан Лондондағы Хитроу әуежайына рейс жасады. Машина ұшып өтті 14 498 км. Бұл Qatar Airways Дохадан Оклендке (Жаңа Зеландия) ұшқаннан кейінгі әлемдегі екінші ең ұзақ рейс болды. Бұл соңғы жол қарастырылады 14 529 км, бұл 31 км артық.

Ал Singapore Airlines қазірдің өзінде жаңасын жеткізуді күтуде. Airbus A350-900ULR Нью-Йорктен Сингапурға тікелей қатынауды бастау үшін (өте ұзақ қашықтыққа ұшу). Маршруттың жалпы ұзындығы болады 15 мың км-ден астам. A350-900ULR нұсқасы өте нақты - оның эконом класы жоқ. Ұшақ бизнес бөлімінде 67 орынға және премиум эконом бөлімінде 94 орынға арналған. Бұл мағынасы бар. Ең арзан купеде күні бойы дерлік тар отыратын кім бар? Жолаушылар салондарындағы осындай ұзақ тікелей рейстердің арқасында жаңа ыңғайлылықтар көбірек жобалануда.

пассивті қанат

Ұшақ конструкциялары дамыған сайын олардың аэродинамикасы түбегейлі болмаса да, тұрақты өзгерістерге ұшырады. Іздеу отын тиімділігін арттыру Дизайндағы өзгерістерді, оның ішінде табиғи ламинарлық ауа ағынын қамтамасыз ететін және сол ауа ағынын белсенді басқаратын жұқа, икемді қанаттарды қоса, жылдамдатуға болады.

NASA-ның Калифорниядағы Армстронг ұшуды зерттеу орталығы өзі атайтын нәрсемен жұмыс істеуде пассивті аэроэластикалық қанат (СТАЛЕМАЦИЯ). Армстронг орталығының әуе жүктемесі зертханасының бас инженері Ларри Хадсон БАҚ-қа бұл композиттік құрылым дәстүрлі қанаттарға қарағанда жеңіл және икемді екенін айтты. Болашақ коммерциялық ұшақтар оны максималды дизайн тиімділігі, салмақты үнемдеу және отын үнемдеу үшін пайдалана алады. Тестілеу кезінде сарапшылар жұмыс жүктемелеріндегі деформациялар мен кернеулердің мыңдаған өлшеулерінен деректерді бере алатын қанаттың бетімен біріктірілген оптикалық талшықтарды пайдаланатын (FOSS) пайдаланады.

Ұшақ кабиналары – жоба

Жіңішке және икемді қанаттар кедергі мен салмақты азайтады, бірақ жаңа дизайн және өңдеу шешімдерін қажет етеді. дірілді жою. Әзірленген әдістер, атап айтқанда, профильді композиттерді қолдану арқылы құрылымды пассивті, аэросерпімді реттеумен немесе металл қоспаларын өндірумен, сондай-ақ маневрлік және жарылғыш жүктемелерді азайту үшін қанаттардың жылжымалы беттерін белсенді басқарумен және қанат тербелістерін сөндіріңіз. Мысалы, Ноттингем университеті (Ұлыбритания) әуе кемелерінің аэродинамикасын жақсарта алатын ұшақ рульдерін басқарудың белсенді стратегияларын әзірлеуде. Бұл ауа кедергісін шамамен 25% төмендетуге мүмкіндік береді. Нәтижесінде ұшақ біркелкі ұшады, нәтижесінде отын шығыны және COXNUMX шығарындылары азаяды.₂.

Өзгермелі геометрия

NASA ұшақтардың ұшуына мүмкіндік беретін жаңа технологияны тәжірибеге сәтті енгізді әртүрлі бұрыштарда жиналмалы қанаттар. Армстронг ұшуды зерттеу орталығында жүргізілген соңғы ұшулар сериясы жобаның бір бөлігі болды Бейімделу қанаттары — Сурфактант. Ол сыртқы қанаттар мен олардың басқару беттерін ұшу кезінде оңтайлы бұрыштарда бүгуге мүмкіндік беретін инновациялық жеңіл пішінді жады қорытпасын пайдалану арқылы кең ауқымды аэродинамикалық артықшылықтарға қол жеткізуге бағытталған. Бұл жаңа технологияны қолданатын жүйелердің салмағы дәстүрлі жүйелерге қарағанда 80%-ға дейін аз болуы мүмкін. Бұл кәсіпорын аэронавигациялық зерттеулер миссиясы басқармасына қарасты NASA-ның конвергентті авиациялық шешімдер жобасының бөлігі болып табылады.

Ұшақ кабинасының инновациялық дизайны

Ұшу кезінде қанаттарды бүгу - бұл 60-шы жылдары басқалармен қатар XB-70 Valkyrie ұшағын пайдалану арқылы жүзеге асырылған жаңалық. Мәселе әрқашан ұшақтың тұрақтылығы мен үнемділігіне бей-жай қарамайтын ауыр және үлкен әдеттегі қозғалтқыштар мен гидравликалық жүйелердің болуымен байланысты болды.

Дегенмен, бұл тұжырымдаманы жүзеге асыру бұрынғыға қарағанда көбірек отын үнемдейтін машиналарды жасауға, сондай-ақ әуежайларда болашақ алыс қашықтыққа ұшатын ұшақтарды оңай жүргізуге әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, ұшқыштар желдің екпіні сияқты өзгермелі ұшу жағдайларына жауап беретін басқа құрылғы алады. Қанатты бүктеудің ең маңызды әлеуетті артықшылықтарының бірі дыбыстан жылдам ұшумен байланысты.

, және олар сондай-ақ деп аталатын жұмыс істейді. үлпілдек дене - аралас қанат. Бұл ұшақтың қанаттары мен фюзеляжының нақты бөлінуінсіз біріктірілген дизайн. Бұл интеграцияның кәдімгі ұшақ конструкцияларынан артықшылығы бар, өйткені фюзеляж пішінінің өзі көтеруге көмектеседі. Сонымен бірге ол ауаға төзімділік пен салмақты азайтады, яғни жаңа дизайн отынды аз тұтынады, демек, CO шығарындыларын азайтады.₂.

X-48B аралас қанатты дизайнын көрсету

Шекаралық қабаттарды сызу

Олар да сынақтан өтеді қозғалтқыштың баламалы орналасуы - үлкенірек диаметрлі қозғалтқыштарды қолдануға болатындай етіп қанаттың үстінде және құйрығында. Турбожелдеткіш қозғалтқыштары немесе құйрығына орнатылған электр қозғалтқыштары бар конструкциялар, «жұту» деп аталатын «жұту» әдеттегі шешімдерден шығады. ауаның шекаралық қабатыбұл кедергіні азайтады. NASA ғалымдары аэродинамикалық кедергі бөлігіне назар аударып, (BLI) деп аталатын идеямен жұмыс істеуде. Олар оны бір уақытта отын шығынын, пайдалану шығындарын және ауаның ластануын азайту үшін пайдаланғысы келеді.

 Джим Хайдманн, Glenn Research Center Advanced Air Transportation Technology жобасының менеджері БАҚ-тың тұсаукесерінде.

Ұшақ ұшқан кезде фюзеляж мен қанаттардың айналасында шекаралық қабат пайда болады - ауа баяу қозғалады, бұл қосымша аэродинамикалық кедергі жасайды. Ол қозғалатын ұшақтың алдында мүлдем жоқ - ол кеме ауада қозғалған кезде пайда болады, ал машинаның артқы жағында оның қалыңдығы бірнеше ондаған сантиметрге дейін жетуі мүмкін. Кәдімгі дизайнда шекаралық қабат жай ғана фюзеляждың үстінен сырғып, содан кейін ұшақтың артындағы ауамен араласады. Дегенмен, егер қозғалтқыштарды шекаралық қабаттың жолының бойымен, мысалы, ұшақтың аяғында, тікелей фюзеляждың үстінде немесе артында орналастырсақ, жағдай өзгереді. Содан кейін баяу шекаралық ауа қозғалтқыштарға енеді, онда ол жоғары жылдамдықпен жеделдетіледі және шығарылады. Бұл қозғалтқыштың қуатына әсер етпейді. Артықшылығы - ауаны жеделдету арқылы біз шекаралық қабаттың қарсылығын азайтамыз.

Ғалымдар мұндай шешімді қолдануға болатын оннан астам ұшақ жобаларын дайындады. Агенттік олардың кем дегенде біреуі NASA алдағы онжылдықта алдыңғы қатарлы авиациялық технологияларды тәжірибеде сынау үшін пайдаланғысы келетін X сынақ ұшағында қолданылады деп үміттенеді.

Ұшақтағы жаңа орындарды көру

Егіз аға шындықты айтады

Сандық егіздер жабдыққа қызмет көрсету құнын күрт төмендетудің ең заманауи әдісі болып табылады. Аты айтып тұрғандай, сандық егіздер машиналарда немесе құрылғыларда белгілі бір нүктелерде жиналған деректерді пайдалана отырып, физикалық ресурстардың виртуалды көшірмесін жасайды - олар қазірдің өзінде жұмыс істеп тұрған немесе жобаланатын жабдықтың сандық көшірмесі болып табылады. Жақында GE Aviation әлемдегі алғашқы цифрлық егізді жасауға көмектесті. Шасси жүйесі. Гидравликалық қысым мен тежеу ​​температурасын қоса, нақты уақыттағы деректерді қамтамасыз ететін датчиктер әдетте ақаулар орын алатын нүктелерге орнатылды. Бұл шассидің қалған өмірлік циклін диагностикалау және ақауларды ерте анықтау үшін пайдаланылды.

Цифрлық егіз жүйені бақылай отырып, біз ресурстардың күйін үнемі қадағалап, алдын ала ескертулерді, болжамдарды және тіпті әрекет жоспарын ала аламыз, «егер болса» сценарийлерін модельдей аламыз - барлығы ресурстардың қолжетімділігін кеңейту үшін. уақыт өте келе жабдық. Сандық егіздерге инвестиция салатын компаниялар негізгі процестерге, соның ішінде техникалық қызмет көрсетуге арналған цикл уақытын 30 пайызға қысқартады, деп хабарлайды International Data Corporation.  

Ұшқыш үшін кеңейтілген шындық

Соңғы жылдардағы ең маңызды жаңалықтардың бірі даму болды дисплейлер мен сенсорлар жетекші ұшқыштар. NASA мен еуропалық ғалымдар ұшқыштарға проблемалар мен қауіптерді анықтауға және болдырмауға көмектесу үшін осымен тәжірибе жасауда. Дисплей истребитель ұшқышының дулығасына орнатылған болатын F-35 Lockheed Martinжәне Thales және Elbit Systems коммерциялық ұшақ ұшқыштарына, әсіресе шағын ұшақтарға арналған үлгілерді әзірлеуде. Соңғы компанияның SkyLens жүйесі жақын арада ATR ұшақтарында қолданылады.

Elbit Systems ұсынған SkyLens

Синтетикалық және тазартылған заттар қазірдің өзінде үлкен бизнес-джеттерде кеңінен қолданылады. көру жүйелері (SVS / EVS), бұл ұшқыштарға нашар көріну жағдайында қонуға мүмкіндік береді. Олар барған сайын біріктіріледі біріктірілген көру жүйелері (CVS) ұшқыштардың жағдайлар туралы хабардар болуын және ұшу кестелерінің сенімділігін арттыруға бағытталған. EVS жүйесі көрінуді жақсарту үшін инфрақызыл (ИК) сенсорды пайдаланады және оған әдетте HUD дисплейі () арқылы қол жеткізіледі. Elbit Systems өз кезегінде алты сенсорға ие, оның ішінде инфрақызыл және көрінетін жарық бар. Ол атмосферадағы жанартау күлі сияқты әртүрлі қауіптерді анықтау үшін үнемі кеңейіп келеді.

Экранды түртіңізбизнес-джет кабиналарында орнатылған, олар жаңа Boeing 777-X үшін Роквелл Коллинз дисплейлері бар ұшақтарға көшуде. Авионикалық өндірушілер де іздейді сөйлеуді тану мамандары кабинадағы жүктемені азайтудың тағы бір қадамы ретінде. Honeywell тәжірибе жасап жатыр мидың белсенділігін бақылау Ұшқыштың тым көп жұмысы барын немесе оның назары «бұлттарда» бір жерде ауып кететінін анықтау үшін - сонымен қатар кабинаның функцияларын басқару мүмкіндігі туралы.

Дегенмен, ұшқыштар жай ғана шаршаған кезде кабинадағы техникалық жақсартулар көп көмектеспейді. Boeing компаниясының өнім әзірлеу жөніндегі вице-президенті Майк Синнет жақында Reuters агенттігіне «алдағы жиырма жылда 41 600 жұмыс орны қажет болады» деп болжағанын айтты. коммерциялық реактивті ұшақ. Бұл XNUMX-тен астам адам қажет болады дегенді білдіреді. көбірек жаңа ұшқыштар. Оларды қайдан алуға болады? Бұл мәселені шешу жоспары, кем дегенде, Boeing компаниясында, жасанды интеллект қолдану. Компания оны құрудың жоспарларын ашып қойған ұшқыштарсыз кабина. Алайда, Синнет олар 2040 жылға дейін шындыққа айналмауы мүмкін деп санайды.

Терезелер жоқ па?

Жолаушылар кабиналары - бұл көп нәрсе болып жатқан инновациялар саласы. Оскар тіпті осы салада беріледі - Crystal Cabin марапаттары, яғни. жолаушылар үшін де, экипаж үшін де әуе кемелерінің интерьерінің сапасын жақсартуға бағытталған жүйелерді жасайтын өнертапқыштар мен дизайнерлерге марапаттар. Мұнда өмірді жеңілдететін, жайлылықты арттыратын және үнемдейтін барлық нәрсе - борттағы дәретханадан бастап қол жүгіне арналған шкафтарға дейін марапатталады.

Осы уақытта Emirates Airlines президенті Тимоти Кларк былай деп хабарлайды: терезелері жоқ ұшақбұл тіпті қолданыстағы құрылымдардан екі есе жеңіл болуы мүмкін, бұл құрылыста және пайдалануда жылдамырақ, арзанырақ және экологиялық таза дегенді білдіреді. Жаңа Boeing 777-300ER бірінші класында терезелер камералар мен талшықты-оптикалық қосылымдардың арқасында сыртқы көріністі көзге көрінбейтін ешқандай айырмашылықтарсыз көрсете алатын экрандармен ауыстырылды. Көпшілік армандаған «әйнектелген» ұшақтарды жасауға экономика жол бермейтін сияқты. Оның орнына қабырғаларда, төбеде немесе алдымызда отырған орындарда проекциялар болуы ықтимал.

Аспанды бейнелейтін төбесі бар кабина концепциясы

Өткен жылы Boeing жолаушыларға жақын маңдағы жарық деңгейін реттеуге, стюардессаларға қоңырау шалуға, тамаққа тапсырыс беруге және тіпті дәретхананың бос екенін тексеруге мүмкіндік беретін vCabin мобильді қосымшасын сынай бастады. Сонымен қатар, телефондар мобильді қолданбаларға орындықты алға-артқа еңкейтуге мүмкіндік беретін Recaro CL6710 бизнес креслосы сияқты интерьер жабдықтарына бейімделген.

2013 жылдан бастап АҚШ реттеушілері ұшақтарда ұялы телефондарды пайдалануға тыйым салуды алып тастауға тырысып, олардың борттық байланыс жүйесіне кедергі келтіру қаупі азайып бара жатқанын атап өтті. Бұл саладағы серпіліс ұшу кезінде мобильді қосымшаларды пайдалануға мүмкіндік береді.

Біз сондай-ақ жерде жұмыс істеудің прогрессивті автоматтандыруын көріп отырмыз. АҚШ-тағы Delta Airlines пайдалану тәжірибесін жүргізуде жолаушыларды тіркеуге арналған биометрия. Дүние жүзіндегі кейбір әуежайлар сағатына екі есе көп саяхатшыларды тексере алатын жеке куәлікті растау арқылы төлқұжат фотосуреттерін клиенттерінің фотоларына сәйкестендіру үшін бет-әлпетті тану технологиясын сынап жатыр немесе сынап жатыр. 2017 жылдың маусым айында JetBlue АҚШ-тың Кеден және шекараны қорғау қызметі (CBP) және жаһандық IT-компаниясы SITA-мен серіктестік орнатып, биометрия мен бет-әлпетті тану технологиясын пайдаланатын бағдарламаны сынап көрді.

Өткен қазан айында Халықаралық әуе көлігі қауымдастығы 2035 жылға қарай саяхатшылар саны екі есе артып, 7,2 миллиардқа жетеді деп болжаған. Сондықтан инновациялар мен жақсартулар бойынша неліктен және кім үшін жұмыс істеу керек.

Болашақтың авиациясы:

BLI жүйесінің анимациясы: 

Шектік қабатқа кіру анимациясы | NASA Гленн зерттеу орталығы