Технічні новинки в літаках і не тільки

Авіація розвивається у різних напрямках. Літаки збільшують дальність польоту, стають економічнішими, аеродинамічнішими і краще розганяються. Є покращення кабіни, місця для пасажирів та самих аеропортів.

Політ тривав сімнадцять годин без перерви. Боїнг 787-9 Дрімлайнер Австралійська авіакомпанія Qantas з більш ніж двома сотнями пасажирів і шістнадцятьма членами екіпажу на борту здійснила рейс із австралійського Перту до аеропорту Хітроу в Лондоні. Машина пролетіла повз 14 498 км. Це був другий за тривалістю рейс у світі відразу після стикування Qatar Airways з Дохи до Окленду, Нова Зеландія. Цей останній маршрут вважається 14 529 км, що на 31 км. довше.

Тим часом Singapore Airlines вже чекає на постачання нового. Airbus A350-900ULR (дуже далекий рейс), щоб розпочати пряме повідомлення з Нью-Йорка до Сінгапуру. Усього довжина маршруту складе понад 15 тисяч км. Версія A350-900ULR досить специфічна - у ній немає економ-класу. Літак був розрахований на 67 місць у бізнес-частині та 94 у преміум-економ-частині. Це має сенс. Адже хто може просидіти майже весь день у тісноті найдешевшого купе? Просто серед інших З урахуванням таких тривалих прямих рейсів у пасажирських салонах проектуються нові і нові зручності.

Пасивне крило

У міру розвитку конструкцій літаків їх аеродинаміка зазнавала постійних, хоч і не радикальних змін. Пошук підвищення ефективності використання палива Тепер можна прискорити зміни конструкції, включаючи створення більш тонких та гнучких крил, що забезпечують природний ламінарний потік повітря та активне керування цим потоком повітря.

Центр льотних досліджень Армстронга в Каліфорнії, що належить НАСА, працює над так званим пасивне аеропружне крило (БЕЗВИХІДНЕ ПОЛОЖЕННЯ). Ларрі Хадсон, головний інженер-випробувач Лабораторії повітряних навантажень Центру Армстронга, повідомив у ЗМІ, що ця композитна конструкція легша і гнучкіша в порівнянні з традиційними крилами. Майбутні комерційні літаки зможуть використовувати його для максимальної ефективності конструкції, зниження ваги та економії палива. Під час випробувань фахівці використовують (FOSS), в якому використовуються оптичні волокна, інтегровані з поверхнею крила, які можуть надати дані тисячі вимірювань деформацій і напруг при робочих навантаженнях.

Кабіни літаків – проект

Більш тонкі та гнучкі крила зменшують лобовий опір та вагу, але вимагають нових конструктивних рішень та рішень для управління. усунення вібрації. Методи, що розробляються, пов'язані, зокрема, з пасивним, аеропружним регулюванням конструкції із застосуванням профільованих композитів або виготовленням металевих добавок, а також з активним управлінням рухомими поверхнями крил з метою зниження маневрених і вибухових навантажень і гасіння коливань крила. Наприклад, Ноттінгемський університет, Великобританія, розробляє стратегії активного управління кермами літака, які можуть покращити його аеродинаміку. Це дає змогу зменшити опір повітря приблизно на 25%. В результаті літак летітиме плавніше, що призведе до зниження витрати палива та викидів COXNUMX.₂.

Геометрія, що змінюється

НАСА успішно впровадило на практиці нову технологію, яка дозволяє літакам літати складання крил під різними кутами. Остання серія польотів, проведена в Центрі льотних досліджень Армстронга, була частиною проекту Розмах адаптивного крила ПАР. Він спрямований на досягнення широкого спектру аеродинамічних переваг за рахунок використання інноваційного легкого сплаву з пам'яттю форми, який дозволить складати зовнішні частини крил та їхні поверхні під оптимальними кутами під час польоту. Системи, що використовують цю нову технологію можуть важити до 80% менше, ніж традиційні системи. Це підприємство є частиною проекту НАСА щодо конвергентних авіаційних рішень у рамках Управління авіаційних дослідницьких місій.

Дизайн інноваційних салонів літаків

Крила, що складаються в польоті, — це нововведення, яке, проте, вже проводилося в 60-х роках з використанням, серед іншого, Літак ХВ-70 Валькірія. Проблема полягала в тому, що це завжди було пов'язано з наявністю важких і великих звичайних двигунів та гідравлічних систем, яким була небайдужа стійкість та економічність літака.

Однак реалізація цієї концепції може призвести до створення більш економічних машин, ніж раніше, а також спростити рулювання майбутніх далекомагістральних літаків в аеропортах. Крім того, льотчики отримають ще один пристрій для реагування на зміну умов польоту, наприклад, на пориви вітру. Одна з найбільш значних потенційних переваг складання крила пов'язана із надзвуковим польотом.

, а ще вони працюють над т.зв. тіло з пухнастим крилом - Змішане крило. Це інтегрована конструкція без чіткого поділу крил та фюзеляжу літака. Ця інтеграція має перевагу перед звичайними конструкціями літаків, оскільки сама форма фюзеляжу допомагає створювати підйомну силу. У той же час він знижує опір повітря та вагу, а це означає, що нова конструкція споживає менше палива і, отже, знижує викиди CO.₂.

Візуалізація конструкції X-48B зі змішаним крилом

Травлення прикордонного шару

Вони також проходять випробування альтернативне розташування двигуна - Над крилом і на хвості, щоб можна було використовувати мотори більшого діаметра. Від звичайних рішень відходять конструкції з ТРДД або електродвигунами, вбудованими в хвостове оперення, «ковтальні», так звані «ковтаючі». повітряний прикордонний шарщо зменшує лобовий опір. Вчені НАСА зосередилися на частині аеродинамічного опору та працюють над ідеєю під назвою (BLI). Вони хочуть використовувати його для одночасного зниження витрати палива, експлуатаційних витрат та забруднення повітря.

 – повідомив Джим Хайдман, менеджер проекту передових технологій повітряного транспорту дослідницького центру Гленна під час презентації для ЗМІ.

При польоті літака навколо фюзеляжу і крил утворюється прикордонний шар — повітря, що рухається повільніше, що створює додатковий аеродинамічний опір. Вона повністю відсутня перед літаком, що рухається, — утворюється при русі корабля по повітрю, а в задній частині машини може бути товщиною до декількох десятків сантиметрів. У звичайній конструкції прикордонний шар просто ковзає по фюзеляжу, а потім змішується з повітрям за літаком. Однак ситуація зміниться, якщо ми розмістимо двигуни вздовж шляху прикордонного шару, наприклад, наприкінці літака безпосередньо над фюзеляжем або за ним. Потім повільніше повітря прикордонного шару надходить у двигуни, де він прискорюється та викидається з високою швидкістю. Це не впливає на потужність двигуна. Перевага в тому, що прискорюючи повітря, ми зменшуємо опір, що чиниться прикордонним шаром.

Вчені підготували понад десяток проектів літальних апаратів, у яких можна було б використати таке рішення. Агентство сподівається, що принаймні один із них буде використаний у випробувальних літаках X, які НАСА хоче використовувати у наступному десятилітті для перевірки передових авіаційних технологій на практиці.

Бачення нових місць у літаку

Брат-близнюк скаже правду

Цифрові близнюки є найсучаснішим методом, що дозволяє різко зменшити витрати на технічне обслуговування обладнання. Як випливає з назви, цифрові двійники створюють віртуальну копію фізичних ресурсів, використовуючи дані, зібрані в певних точках машин або пристроїв - вони є цифровою копією вже працюючого або проектованого обладнання. Нещодавно GE Aviation допомогла розробити першого у світі цифрового двійника. Система шасі. У точках, де зазвичай відбуваються збої, встановлені датчики, які надають дані в режимі реального часу, у тому числі для гідравлічного тиску та температури гальм. Це використовувалося для діагностики життєвого циклу шасі, що залишився, і раннього виявлення відмов.

Завдяки моніторингу системи цифрових двійників ми можемо постійно контролювати стан ресурсів і отримувати ранні попередження, прогнози і навіть план дій, моделюючи сценарії «що, якщо» — все для того, щоб продовжити доступність ресурсів. обладнання з часом. За даними International Data Corporation, компанії, що інвестують у цифрових двійників, побачать 30% скорочення часу циклу ключових процесів, включаючи технічне обслуговування.  

Доповнена реальність для пілота

Одним із важливих нововведень останніх років стала розробка дисплеї та датчики головні пілоти. НАСА та європейські вчені експериментують із цим, намагаючись допомогти пілотам виявляти та запобігати проблемам та загрозам. Дисплей вже було встановлено у шоломі льотчика-винищувача F-35 Lockheed Martinа Thales та Elbit Systems розробляють моделі для пілотів комерційних літаків, особливо невеликих машин. Система SkyLens останньої компанії скоро використовуватиметься в літаках ATR.

SkyLens фірми Elbit Systems

Синтетичні та рафіновані вже широко використовуються у більших бізнес-джетах. системи технічного зору (SVS/EVS), що дозволяє пілотам приземлятися за умов поганої видимості. Вони все частіше зливаються в комбіновані системи технічного зору (CVS), спрямований на підвищення обізнаності пілотів щодо ситуацій та надійності розкладів польотів. У системі EVS використовується інфрачервоний (ІЧ) датчик для покращення видимості, і доступ до неї зазвичай здійснюється через дисплей HUD(). Система Elbit Systems, у свою чергу, має шість датчиків, зокрема інфрачервоного та видимого світла. Він постійно розширюється виявлення різних загроз, таких як вулканічний попіл в атмосфері.

сенсорні екранивже вставлені в кабіни бізнес-літаків, вони переходять на літаки з дисплеями Rockwell Collins для нового Boeing 777-X. Виробники авіоніки теж шукають фахівці з розпізнавання мови як ще один крок до зниження навантаження на кабіну. Honeywell експериментує з моніторинг активності мозку Щоб визначити, коли у пілота занадто багато роботи або його увага блукає десь у хмарах — потенційно також про можливість управління функціями кабіни.

Однак технічні покращення в кабіні мало чим допоможуть, коли пілоти просто вибиваються із сил. Майк Сіннетт, віце-президент з розробки продукції Boeing, нещодавно повідомив агентству Reuters, що, за його прогнозами, «у наступні двадцять років потрібно 41 600 робочих місць». реактивний літак комерційного призначення». Це означає, що потрібно більше XNUMX людина. більше нових пілотів. Де їх взяти? План вирішення цієї проблеми, принаймні, у Боїнгу, застосування штучного інтелекту. Компанія вже розкрила плани щодо його створення кабіна без пілотів. Проте Сіннетт вважає, що вони, мабуть, не стануть реальністю до 2040 року.

Нема вікон?

Пасажирські салони - це область інновацій, де відбувається багато чого. У цій галузі навіть присуджуються Оскари. Нагороди Crystal Cabin Awards, тобто. нагороди винахідникам та конструкторам, які створюють системи, спрямовані на покращення якості інтер'єрів літаків як для пасажирів, так і для екіпажу. Тут винагороджується все, що полегшує життя, підвищує комфорт та створює економію – від бортового туалету до шаф для ручної поклажі.

Тим часом Тімоті Кларк, президент авіакомпанії Emirates, оголошує: літаки без ілюмінаторівякі можуть бути навіть вдвічі легше існуючих конструкцій, а значить – швидше, дешевше та екологічніше у будівництві та експлуатації. У першому класі нового Boeing 777-300ER вікна вже замінені на екрани, які завдяки камерам та оптоволоконним з'єднанням можуть відображати вигляд зовні, без видимих ​​неозброєним оком відмінностей. Схоже, економіка не дозволить збудувати “засклені” літаки, про які багато хто мріє. Натомість у нас швидше будуть проекції на стіни, стелю чи сидіння перед нами.

Концепт кабіни з дахом, що візуалізує небо

Минулого року Boeing почав тестувати мобільний додаток vCabin, який дозволяє пасажирам регулювати рівень освітлення в безпосередній близькості від них, дзвонити до бортпровідників, замовляти їжу і навіть перевіряти, чи вільний туалет. Тим часом телефони були адаптовані до внутрішнього оснащення, такого як бізнес-крісло Recaro CL6710, призначене для того, щоб мобільні програми могли нахиляти крісло вперед і назад.

З 2013 року регулятори США намагаються зняти заборону використання мобільних телефонів у літаках, вказуючи на те, що ризик того, що вони заважатимуть роботі бортової системи зв'язку, зараз все нижче і нижче. Прорив у цій галузі дозволить використовувати мобільні програми під час польоту.

Ми також спостерігаємо прогресивну автоматизацію наземного обслуговування. Авіакомпанія Delta у США експериментує з використанням біометрія для реєстрації пасажирів. Деякі аеропорти світу вже тестують або тестують технологію розпізнавання осіб, щоб зіставляти фотографії паспортів із фотографіями своїх клієнтів за допомогою перевірки особистості, що, як кажуть, дозволяє перевіряти вдвічі більше мандрівників за годину. У червні 2017 року JetBlue спільно з Митно-прикордонною службою США (CBP) та глобальною ІТ-компанією SITA протестувала програму, яка використовує біометричні дані та технологію розпізнавання осіб для перевірки клієнтів під час посадки.

У жовтні минулого року Міжнародна асоціація повітряного транспорту прогнозувала, що до 2035 року кількість мандрівників подвоїться та становитиме 7,2 мільярда осіб. Тож є навіщо і для кого працювати над інноваціями та покращеннями.

Авіація майбутнього:

Анімація роботи системи BLI: 

Анімація входу прикордонного шару Дослідницький центр Глена НАСА