חידושים טכניים בכלי טיס ומחוצה לה
תוכן
התעופה מתפתחת לכיוונים שונים. מטוסים מגדילים את טווח הטיסה שלהם, הופכים חסכוניים יותר, אווירודינמיים יותר ומאיצים טוב יותר. יש שיפורי תא, מושבי נוסעים ושדות התעופה עצמם.
הטיסה נמשכה שבע עשרה שעות ללא הפסקה. בואינג 787-9 דרימליינר חברת התעופה האוסטרלית Qantas עם יותר ממאתיים נוסעים ושישה עשר אנשי צוות על הסיפון ביצעה טיסה מפרת', אוסטרליה לנמל התעופה הית'רו בלונדון. המכונית עפה ליד 14 498 ק"מ. זו הייתה הטיסה השנייה באורכה בעולם מיד לאחר החיבור של קטאר איירווייס מדוחה לאוקלנד, ניו זילנד. נתיב אחרון זה נחשב 14 529 ק"מ, שהוא ארוך ב-31 ק"מ.
בינתיים, סינגפור איירליינס כבר ממתינה למשלוח של אחד חדש. איירבוס A350-900ULR (טיסה למרחקים ארוכים מאוד) כדי להתחיל שירות ישיר מניו יורק לסינגפור. האורך הכולל של המסלול יהיה יותר מ-15 אלף ק"מ. גרסת A350-900ULR היא די ספציפית - אין לה מחלקת תיירים. המטוס תוכנן ל-67 מושבים בסעיף העסקים ו-94 בסעיף הפרימיום אקונומי. זה הגיוני. הרי מי יכול לשבת כמעט כל היום צפוף בתא הכי זול? רק בין היתר עם טיסות ישירות כל כך ארוכות בתאי נוסעים, יותר ויותר מתקנים חדשים מתוכננים.
כנף פסיבית
ככל שתכנוני מטוסים התפתחו, האווירודינמיקה שלהם עברה שינויים קבועים, אם כי לא רדיקליים. לחפש יעילות דלק משופרת כעת ניתן להאיץ את השינויים בעיצוב, כולל כנפיים דקות וגמישות יותר המספקות זרימת אוויר למינרית טבעית ומנהלות את זרימת האוויר באופן אקטיבי.
המרכז לחקר הטיסה של נאס"א בקליפורניה עובד על מה שהוא מכנה כנף אווירואלסטית פסיבית (מָבוֹי סָתוּם). לארי הדסון, מהנדס בדיקה ראשי במעבדת עומס האוויר של מרכז ארמסטרונג, אמר לתקשורת שהמבנה המרוכב הזה קל וגמיש יותר מכנפיים מסורתיות. מטוסים מסחריים עתידיים יוכלו להשתמש בו ליעילות עיצוב מרבית, חיסכון במשקל וחיסכון בדלק. במהלך הבדיקה, מומחים משתמשים (FOSS), המשתמש בסיבים אופטיים המשולבים עם פני הכנף, שיכולים לספק נתונים מאלפי מדידות של מתחים ומתחים בעומסי עבודה.
תא מטוסים - פרויקט
כנפיים דקות וגמישות יותר מפחיתות גרר ומשקל, אך דורשות פתרונות עיצוב וטיפול חדשים. ביטול רטט. השיטות המפותחות קשורות, במיוחד, להתאמה פסיבית, אווירואלסטית של המבנה באמצעות חומרים מרוכבים צדודיים או ייצור של תוספי מתכת, כמו גם עם שליטה אקטיבית על המשטחים הנעים של הכנפיים על מנת להפחית עומסי תמרון ונפץ. להפחית את רעידות הכנפיים. לדוגמה, אוניברסיטת נוטינגהאם, בריטניה, מפתחת אסטרטגיות לשליטה אקטיבית של הגה מטוסים שיכולות לשפר את האווירודינמיקה של המטוס. זה מאפשר להפחית את התנגדות האוויר בכ-25%. כתוצאה מכך, המטוס יטוס בצורה חלקה יותר, וכתוצאה מכך צריכת דלק נמוכה יותר ופליטת COXNUMX.2.
גיאומטריה ניתנת לשינוי
נאס"א מיישמה בהצלחה טכנולוגיה חדשה המאפשרת למטוסים לטוס כנפיים מתקפלות בזוויות שונות. סדרת הטיסות האחרונה, שנערכה במרכז לחקר הטיסות של ארמסטרונג, הייתה חלק מהפרויקט מוטת כנפיים אדפטיבית - PAV. היא שואפת להשיג מגוון רחב של יתרונות אווירודינמיים באמצעות שימוש בסגסוגת זיכרון צורה קלת משקל חדשנית שתאפשר לכנפיים החיצוניות ולמשטחי השליטה שלהן להתקפל בזוויות אופטימליות במהלך הטיסה. מערכות המשתמשות בטכנולוגיה חדשה זו יכולות לשקול עד 80% פחות ממערכות מסורתיות. מיזם זה הוא חלק מפרויקט Converged Aviation Solutions של נאס"א תחת מינהל משימות המחקר האווירונאוטי.
עיצוב חדשני של תא מטוסים
קיפול כנפיים בטיסה הוא חידוש, אשר, עם זאת, נעשה כבר בשנות ה-60, בין היתר באמצעות מטוסי ה-XB-70 Valkyrie. הבעיה הייתה שזה תמיד היה קשור בנוכחותם של מנועים קונבנציונליים כבדים וגדולים ומערכות הידראוליות, שלא היו אדישים ליציבות ולחסכון של המטוס.
עם זאת, יישום הרעיון הזה יכול להוביל ליצירת מכונות חסכוניות יותר בדלק מבעבר, כמו גם לפשט את ההסעה של מטוסים עתידיים ארוכי טווח בשדות תעופה. בנוסף, הטייסים יקבלו מכשיר נוסף שיגיב לתנאי הטיסה המשתנים, כמו משבי רוח. אחד היתרונות הפוטנציאליים המשמעותיים ביותר של קיפול כנפיים קשור לטיסה על-קולית.
, והם גם עובדים על מה שנקרא. גוף רך - כנף מעורבת. זהו עיצוב משולב ללא הפרדה ברורה של הכנפיים וגוף המטוס. לשילוב זה יש יתרון על פני עיצובי מטוסים קונבנציונליים מכיוון שצורת גוף המטוס עצמו מסייעת ביצירת עילוי. יחד עם זאת, הוא מפחית את התנגדות האוויר והמשקל, כלומר העיצוב החדש צורך פחות דלק ולכן מפחית את פליטת ה-CO.2.
עיבוד של עיצוב כנפיים מעורבות X-48B
תחריט שכבת גבול
הם גם נבדקים פריסת מנוע חלופית - מעל הכנף ועל הזנב, כך שניתן להשתמש במנועים בקוטר גדול יותר. עיצובים עם מנועי טורבופאן או מנועים חשמליים המובנים בזנב, "בליעה", מה שנקרא "בליעה", יוצאים מפתרונות קונבנציונליים. שכבת גבול אווירמה שמפחית גרר. מדעני נאס"א התמקדו בחלק הגרירה האווירודינמית ועובדים על רעיון שנקרא (BLI). הם רוצים להשתמש בו כדי להפחית את צריכת הדלק, עלויות התפעול וזיהום האוויר בו זמנית.
ג'ים היידמן, מנהל פרויקט טכנולוגיית תחבורה אווירית מתקדמת במרכז המחקר של גלן, אמר במהלך מצגת בתקשורת.
כאשר מטוס טס, נוצרת שכבת גבול סביב גוף המטוס והכנפיים - אוויר נע לאט יותר, מה שיוצר גרר אווירודינמי נוסף. הוא נעדר לחלוטין מול כלי טיס נע - הוא נוצר כשהספינה נעה באוויר, ובחלק האחורי של המכונית הוא יכול להיות בעובי של עד כמה עשרות סנטימטרים. בעיצוב קונבנציונלי, שכבת הגבול פשוט מחליקה על גוף המטוס ואז מתערבבת עם האוויר שמאחורי המטוס. עם זאת, המצב ישתנה אם נמקם את המנועים לאורך הנתיב של שכבת הגבול, למשל, בקצה המטוס, ישירות מעל או מאחורי גוף המטוס. אוויר שכבת הגבול האיטי יותר נכנס אז למנועים, שם הוא מואץ ויוצא במהירות גבוהה. זה לא משפיע על כוח המנוע. היתרון הוא שעל ידי האצת האוויר אנו מפחיתים את ההתנגדות שמפעילה שכבת הגבול.
מדענים הכינו יותר מתריסר פרויקטים של מטוסים שבהם ניתן להשתמש בפתרון כזה. בסוכנות מקווים שלפחות אחד מהם ישמש במטוס הניסוי X, שבו נאס"א רוצה להשתמש בעשור הקרוב כדי לבחון טכנולוגית תעופה מתקדמת בפועל.
לראות מושבים חדשים במטוס
אח תאום יאמר את האמת
תאומים דיגיטליים היא השיטה המודרנית ביותר להוזיל באופן דרמטי את עלות תחזוקת הציוד. כפי שהשם מרמז, תאומים דיגיטליים יוצרים עותק וירטואלי של משאבים פיזיים באמצעות נתונים שנאספים בנקודות מסוימות במכונות או מכשירים - הם עותק דיגיטלי של ציוד שכבר עובד או מתוכנן. GE Aviation סייעה לאחרונה בפיתוח התאום הדיגיטלי הראשון בעולם. מערכת שלדה. חיישנים מותקנים בנקודות שבהן מתרחשות בדרך כלל כשלים, ומספקים נתונים בזמן אמת, כולל עבור לחץ הידראולי וטמפרטורת הבלמים. זה שימש כדי לאבחן את מחזור החיים הנותר של השלדה ולזהות כשלים מוקדם.
על ידי ניטור מערכת התאומים הדיגיטליים, נוכל לנטר כל הזמן את מצב המשאבים ולקבל התראות מוקדמות, תחזיות ואפילו תוכנית פעולה, תוך מודל של תרחישי "מה אם" - הכל על מנת להרחיב את זמינות המשאבים. ציוד לאורך זמן. חברות המשקיעות בתאומים דיגיטליים יראו הפחתה של 30 אחוז בזמני המחזור עבור תהליכי מפתח, כולל תחזוקה, על פי International Data Corporation.
מציאות מוגברת לטייס
אחד החידושים החשובים ביותר בשנים האחרונות הוא הפיתוח צגים וחיישנים טייסים מובילים. מדענים של נאס"א ומדענים אירופיים מתנסים בכך בניסיון לעזור לטייסים לזהות ולמנוע בעיות ואיומים. התצוגה כבר הותקנה בקסדת טייס הקרב F-35 לוקהיד מרטיןותאלס ואלביט מערכות מפתחות דגמים לטייסי מטוסים מסחריים, בעיקר מטוסים קטנים. מערכת SkyLens של החברה האחרונה תשמש בקרוב במטוסי ATR.
SkyLens של אלביט מערכות
סינטטי ומעודן כבר נמצאים בשימוש נרחב במטוסי עסקים גדולים יותר. מערכות ראייה (SVS / EVS), המאפשר לטייסים לנחות בתנאי ראות גרועים. הם יותר ויותר מתמזגים לתוך מערכות ראייה משולבות (CVS) שמטרתה להגביר את המודעות של הטייסים למצבים ולאמינות לוחות הזמנים של הטיסות. מערכת EVS משתמשת בחיישן אינפרא אדום (IR) כדי לשפר את הראות ולרוב הגישה אליה היא דרך תצוגת HUD (). לאלביט מערכות, בתורה, יש שישה חיישנים, כולל אינפרא אדום ואור נראה. הוא מתרחב כל הזמן כדי לזהות איומים שונים כמו אפר וולקני באטמוספירה.
מסכי מגעהם כבר מותקנים בתאי טייס סילון עסקיים, הם עוברים למטוסים עם תצוגות של רוקוול קולינס עבור הבואינג 777-X החדש. גם יצרני אוויוניקה מחפשים מומחי זיהוי דיבור כצעד נוסף לקראת הפחתת העומס על הקבינה. Honeywell מתנסה עם ניטור פעילות המוח כדי לקבוע מתי יש לטייס יותר מדי עבודה לעשות או שתשומת הלב שלו נודדת לאנשהו "בעננים" - אולי גם לגבי היכולת לשלוט בפונקציות של תא הטייס.
עם זאת, השיפורים הטכניים בתא הטייס מועילים מעט כאשר הטייסים פשוט מותשים. מייק סיננט, סגן נשיא בואינג לפיתוח מוצר, אמר לאחרונה לרויטרס כי הוא צופה כי "יצטרכו 41 משרות במהלך עשרים השנים הבאות". מטוסי סילון מסחריים. המשמעות היא שידרשו יותר מ-600 אנשים. עוד טייסים חדשים. איפה משיגים אותם? תוכנית לפתור את הבעיה הזו, לפחות בבואינג, יישום של בינה מלאכותית. החברה כבר חשפה תוכניות להקמתה תא הטייס ללא טייסים. עם זאת, סיננט מאמין שהם כנראה לא יהפכו למציאות עד 2040.
אין חלונות?
בקתות נוסעים הן תחום חדשנות שבו הרבה קורה. אוסקר אפילו מוענקים בתחום הזה - פרסי בקתת קריסטל, כלומר פרסים לממציאים ומעצבים היוצרים מערכות שמטרתן לשפר את איכות פנים המטוסים הן לנוסעים והן לצוות. כל מה שמקל על החיים, מגביר את הנוחות ויוצר חיסכון מתוגמל כאן - מהשירותים על הסיפון ועד הלוקרים למטען היד.
בינתיים, טימותי קלארק, נשיא Emirates Airlines, מכריז: מטוס ללא חלונותשיכול להיות אפילו קל פי שניים ממבנים קיימים, מה שאומר מהיר יותר, זול יותר וידידותי יותר לסביבה בבנייה ובתפעול. במחלקה הראשונה של הבואינג 777-300ER החדש החלונות כבר הוחלפו במסכים שבזכות מצלמות וחיבורי סיבים אופטיים יכולים להציג את המראה החיצוני ללא הבדלים הנראים לעין בלתי מזוינת. נראה שהמשק לא יאפשר בניית מטוסים "מזוגגים", שרבים חולמים עליהם. במקום זאת, סביר יותר שיהיו לנו הקרנות על הקירות, התקרה או המושבים שלפנינו.
קונספט תא נוסעים עם גג המדמיין את השמיים
בשנה שעברה החלה בואינג לבדוק את אפליקציית הסלולר vCabin, המאפשרת לנוסעים להתאים את רמות התאורה בסביבתם הקרובה, להתקשר לדיילות, להזמין אוכל ואפילו לבדוק אם האסלה ריקה. בינתיים, הטלפונים הותאמו לאבזור פנים כמו כסא העסקים Recaro CL6710, שנועד לאפשר לאפליקציות סלולריות להטות את הכיסא קדימה ואחורה.
מאז 2013, הרגולטורים בארה"ב מנסים לבטל את האיסור על השימוש בטלפונים ניידים במטוסים, ומציינים כי הסיכון שיפריעו למערכת התקשורת המשולבת כעת נמוך יותר ויותר. פריצת דרך בתחום זה תאפשר שימוש באפליקציות מובייל במהלך הטיסה.
אנו רואים גם אוטומציה מתקדמת של טיפול קרקעי. דלתא איירליינס בארה"ב עושה ניסויים בשימוש ב ביומטריה לרישום נוסעים. כמה שדות תעופה ברחבי העולם כבר בודקים או בודקים טכנולוגיית זיהוי פנים כדי להתאים את תמונות הדרכון לאלו של הלקוחות שלהם באמצעות אימות זהות, שאמור להיות מסוגל לבדוק פי שניים מטיילים בשעה. ביוני 2017, JetBlue שיתפה פעולה עם המכס והגנת הגבולות בארה"ב (CBP) וחברת ה-IT העולמית SITA כדי לבדוק תוכנית המשתמשת ביומטריה וטכנולוגיית זיהוי פנים כדי לסנן לקוחות עם העלייה למטוס.
באוקטובר האחרון, איגוד התחבורה האווירית הבינלאומי חזה שעד 2035 מספר הנוסעים יוכפל ל-7,2 מיליארד. אז יש למה ולמען מי לעבוד על חידושים ושיפורים.
תעופה של העתיד:
אנימציה של מערכת BLI:
אנימציית כניסה לשכבת גבול | מרכז המחקר של נאס"א גלן
