Технические новинки в самолетах и ​​не только

Авиация развивается в разных направлениях. Самолеты увеличивают дальность полета, становятся экономичнее, аэродинамичнее и лучше разгоняются. Есть улучшения кабины, места для пассажиров и самих аэропортов.

Полет продолжался семнадцать часов без перерыва. Боинг 787-9 Дримлайнер Австралийская авиакомпания Qantas с более чем двумя сотнями пассажиров и шестнадцатью членами экипажа на борту совершила рейс из австралийского Перта в аэропорт Хитроу в Лондоне. Машина пролетела мимо 14 498 km. Это был второй по продолжительности рейс в мире сразу после стыковки Qatar Airways из Дохи в Окленд, Новая Зеландия. Этот последний маршрут считается 14 529 km, что на 31 км длиннее.

Тем временем Singapore Airlines уже ждет поставки нового. Аэробус A350-900ULR (очень дальний рейс), чтобы начать прямое сообщение из Нью-Йорка в Сингапур. Всего длина маршрута составит более 15 тысяч км. Версия A350-900ULR довольно специфична – в ней нет эконом-класса. Самолет был рассчитан на 67 мест в бизнес-части и 94 в премиум-эконом-части. Это имеет смысл. Ведь кто может просидеть почти весь день в тесноте самого дешевого купе? Просто среди прочих С учетом таких длительных прямых рейсов в пассажирских салонах проектируются все новые и новые удобства.

Пассивное крыло

По мере развития конструкций самолетов их аэродинамика претерпевала постоянные, хотя и не радикальные изменения. Поиск повышение эффективности использования топлива Теперь можно ускорить изменения конструкции, включая создание более тонких и гибких крыльев, обеспечивающих естественный ламинарный поток воздуха и активное управление этим потоком воздуха.

Центр летных исследований Армстронга в Калифорнии, принадлежащий НАСА, работает над так называемым пассивное аэроупругое крыло (БЕЗВЫХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ). Ларри Хадсон, главный инженер-испытатель Лаборатории воздушных нагрузок Центра Армстронга, сообщил в СМИ, что эта композитная конструкция легче и гибче по сравнению с традиционными крыльями. Будущие коммерческие самолеты смогут использовать его для максимальной эффективности конструкции, снижения веса и экономии топлива. Во время испытаний специалисты используют (FOSS), в котором используются оптические волокна, интегрированные с поверхностью крыла, которые могут предоставить данные тысяч измерений деформаций и напряжений при рабочих нагрузках.

Кабины самолетов – проект

Более тонкие и гибкие крылья уменьшают лобовое сопротивление и вес, но требуют новых конструктивных решений и решений для управления. устранение вибрации. Разрабатываемые методы связаны, в частности, с с пассивной, аэроупругой регулировкой конструкции с применением профилированных композитов или изготовлением металлических добавок, а также с активным управлением подвижными поверхностями крыльев с целью снижения маневренных и взрывных нагрузок и гашения колебаний крыла. Например, Ноттингемский университет, Великобритания, разрабатывает стратегии активного управления рулями самолета, которые могут улучшить его аэродинамику. Это дает возможность уменьшить сопротивление воздуха примерно на 25%. В результате самолет будет лететь более плавно, что приведет к снижению расхода топлива и выбросов COXNUMX.₂.

Изменяемая геометрия

НАСА успешно внедрило на практике новую технологию, которая позволяет самолетам летать складывание крыльев под разными углами. Последняя серия полетов, проведенная в Центре летных исследований Армстронга, была частью проекта Размах адаптивного крыла — PAV. Он направлен на достижение широкого спектра аэродинамических преимуществ за счет использования инновационного легкого сплава с памятью формы, который позволит складывать внешние части крыльев и их управляющие поверхности под оптимальными углами во время полета. Системы, использующие эту новую технологию, могут весить до 80% меньше, чем традиционные системы. Это предприятие является частью проекта НАСА по конвергентным авиационным решениям в рамках Управления авиационных исследовательских миссий.

Дизайн инновационных салонов самолетов

Складывающиеся в полете крылья — это новшество, которое, однако, уже предпринималось в 60-х годах с использованием, среди прочего, Самолет ХВ-70 Валькирия. Проблема заключалась в том, что это всегда было связано с наличием тяжелых и крупных обычных двигателей и гидравлических систем, которым была небезразлична устойчивость и экономичность самолета.

Однако реализация этой концепции может привести к созданию более экономичных машин, чем раньше, а также упростить руление будущих дальнемагистральных самолетов в аэропортах. Кроме того, летчики получат еще один прибор для реагирования на изменение условий полета, например, на порывы ветра. Одно из наиболее значительных потенциальных преимуществ складывания крыла связано со сверхзвуковым полетом.

, а еще они работают над т.н. тело с пушистым крылом - Смешанное крыло. Это интегрированная конструкция без четкого разделения крыльев и фюзеляжа самолета. Эта интеграция имеет преимущество перед обычными конструкциями самолетов, поскольку сама форма фюзеляжа помогает создавать подъемную силу. В то же время он снижает сопротивление воздуха и вес, а это означает, что новая конструкция потребляет меньше топлива и, следовательно, снижает выбросы CO.₂.

Визуализация конструкции X-48B со смешанным крылом

Травление пограничного слоя

Они также проходят испытания альтернативное расположение двигателя – над крылом и на хвосте, чтобы можно было использовать моторы большего диаметра. От обычных решений отходят конструкции с ТРДД или электродвигателями, встроенными в хвостовое оперение, «глотательные», так называемые «глотающие». воздушный пограничный слойчто уменьшает лобовое сопротивление. Ученые НАСА сосредоточились на части аэродинамического сопротивления и работают над идеей под названием (BLI). Они хотят использовать его для одновременного снижения расхода топлива, эксплуатационных расходов и загрязнения воздуха.

 – сообщил Джим Хайдманн, менеджер проекта передовых технологий воздушного транспорта исследовательского центра Гленна во время презентации для СМИ.

При полете самолета вокруг фюзеляжа и крыльев образуется пограничный слой — более медленно движущийся воздух, создающий дополнительное аэродинамическое сопротивление. Она полностью отсутствует перед движущимся самолетом — образуется при движении корабля по воздуху, а в задней части машины может быть толщиной до нескольких десятков сантиметров. В обычной конструкции пограничный слой просто скользит по фюзеляжу, а затем смешивается с воздухом позади самолета. Однако ситуация изменится, если мы разместим двигатели вдоль пути пограничного слоя, например, в конце самолета, непосредственно над фюзеляжем или за ним. Затем более медленный воздух пограничного слоя поступает в двигатели, где он ускоряется и выбрасывается с высокой скоростью. Это не влияет на мощность двигателя. Преимущество в том, что, ускоряя воздух, мы уменьшаем сопротивление, оказываемое пограничным слоем.

Ученые подготовили более десятка проектов летательных аппаратов, в которых можно было бы использовать такое решение. Агентство надеется, что по крайней мере один из них будет использован в испытательных самолетах X, которые НАСА хочет использовать в следующем десятилетии для проверки передовых авиационных технологий на практике.

Видение новых мест в самолете

Брат-близнец скажет правду

Цифровые близнецы является самым современным методом, позволяющим резко снизить затраты на техническое обслуживание оборудования. Как следует из названия, цифровые двойники создают виртуальную копию физических ресурсов, используя данные, собранные в определенных точках машин или устройств — они представляют собой цифровую копию уже работающего или проектируемого оборудования. Недавно GE Aviation помогла разработать первого в мире цифрового двойника. Система шасси. В точках, где обычно происходят сбои, установлены датчики, которые предоставляют данные в режиме реального времени, в том числе для гидравлического давления и температуры тормозов. Это использовалось для диагностики оставшегося жизненного цикла шасси и раннего выявления отказов.

Благодаря мониторингу системы цифровых двойников мы можем на постоянной основе контролировать состояние ресурсов и получать ранние предупреждения, прогнозы и даже план действий, моделируя сценарии «что, если» — все для того, чтобы продлить доступность ресурсов. оборудования со временем. По данным International Data Corporation, компании, инвестирующие в цифровых двойников, увидят 30-процентное сокращение времени цикла ключевых процессов, включая техническое обслуживание.  

Дополненная реальность для пилота

Одним из важных нововведений последних лет стала разработка дисплеи и датчики головные пилоты. НАСА и европейские ученые экспериментируют с этим, пытаясь помочь пилотам обнаруживать и предотвращать проблемы и угрозы. Дисплей уже был установлен в шлеме летчика-истребителя F-35 Локхид Мартина Thales и Elbit Systems разрабатывают модели для пилотов коммерческих самолетов, особенно небольших машин. Система SkyLens последней компании скоро будет использоваться в самолетах ATR.

SkyLens фирмы Elbit Systems

Синтетические и рафинированные уже широко используются в более крупных бизнес-джетах. системы технического зрения (SVS/EVS), что позволяет пилотам приземляться в условиях плохой видимости. Они все чаще сливаются в комбинированные системы технического зрения (CVS), направленный на повышение осведомленности пилотов о ситуациях и надежности расписаний полетов. В системе EVS используется инфракрасный (ИК) датчик для улучшения видимости, и доступ к ней обычно осуществляется через дисплей HUD (). Система Elbit Systems, в свою очередь, имеет шесть датчиков, в том числе инфракрасного и видимого света. Он постоянно расширяется для обнаружения различных угроз, таких как вулканический пепел в атмосфере.

Jutikliniai ekranaiуже вставленные в кабины бизнес-самолетов, они переходят на самолеты с дисплеями Rockwell Collins для нового Boeing 777-X. Производители авионики тоже ищут специалисты по распознаванию речи как еще один шаг к снижению нагрузки на кабину. Honeywell экспериментирует с мониторинг активности мозга Чтобы определить, когда у пилота слишком много работы или его внимание блуждает где-то «в облаках» — потенциально также о возможности управления функциями кабины.

Однако технические улучшения в кабине мало чем помогут, когда пилоты просто выбиваются из сил. Майк Синнетт, вице-президент по разработке продукции Boeing, недавно сообщил агентству Reuters, что, по его прогнозам, «в следующие двадцать лет потребуется 41 600 рабочих мест». реактивный самолет коммерческого назначения». Это означает, что потребуется более XNUMX XNUMX человек. больше новых пилотов. Где их взять? План решения этой проблемы, по крайней мере, в Боинге, применение искусственного интеллекта. Компания уже раскрыла планы по его созданию кабина без пилотов. Однако Синнетт считает, что они, вероятно, не станут реальностью до 2040 года.

Нет окон?

Пассажирские салоны — это область инноваций, где происходит многое. В этой области даже присуждаются Оскары – Награды Crystal Cabin Awards, т.е. награды изобретателям и конструкторам, создающим системы, направленные на улучшение качества интерьеров самолетов, как для пассажиров, так и для экипажа. Здесь вознаграждается все, что облегчает жизнь, повышает комфорт и создает экономию – от бортового туалета до шкафчиков для ручной клади.

Тем временем Тимоти Кларк, президент авиакомпании Emirates, объявляет: самолеты без иллюминаторовкоторые могут быть даже вдвое легче существующих конструкций, а значит – быстрее, дешевле и экологичнее в строительстве и эксплуатации. В первом классе нового Boeing 777-300ER окна уже заменены на экраны, которые благодаря камерам и оптоволоконным соединениям могут отображать вид снаружи, без видимых невооруженным глазом отличий. Похоже, экономика не позволит построить “застекленные” самолеты, о которых многие мечтают. Вместо этого у нас скорее будут проекции на стены, потолок или сиденья перед нами.

Концепт кабины с крышей, которая визуализирует небо

В прошлом году Boeing начал тестировать мобильное приложение vCabin, которое позволяет пассажирам регулировать уровень освещения в непосредственной близости от них, звонить бортпроводникам, заказывать еду и даже проверять, свободен ли туалет. Между тем, телефоны были адаптированы к внутреннему оснащению, такому как бизнес-кресло Recaro CL6710, предназначенное для того, чтобы мобильные приложения могли наклонять кресло вперед и назад.

С 2013 года регуляторы США пытаются снять запрет на использование мобильных телефонов в самолетах, указывая на то, что риск того, что они будут мешать работе бортовой системы связи, сейчас все ниже и ниже. Прорыв в этой области позволит использовать мобильные приложения во время полета.

Мы также наблюдаем прогрессивную автоматизацию наземного обслуживания. Авиакомпания Delta в США экспериментирует с использованием биометрия для регистрации пассажиров. Некоторые аэропорты мира уже тестируют или тестируют технологию распознавания лиц, чтобы сопоставлять фотографии паспортов с фотографиями своих клиентов посредством проверки личности, что, как говорят, позволяет проверять вдвое больше путешественников в час. В июне 2017 года JetBlue совместно с Таможенно-пограничной службой США (CBP) и глобальной ИТ-компанией SITA протестировала программу, использующую биометрические данные и технологию распознавания лиц для проверки клиентов при посадке.

В октябре прошлого года Международная ассоциация воздушного транспорта прогнозировала, что к 2035 году число путешественников удвоится и составит 7,2 миллиарда человек. Так что есть зачем и для кого работать над инновациями и улучшениями.

Авиация будущего:

Анимация работы системы BLI: 

Анимация входа пограничного слоя | Исследовательский центр Гленна НАСА