نوآوری های فنی در هواپیما و فراتر از آن

هوانوردی در جهات مختلف در حال توسعه است. هواپیماها برد پرواز خود را افزایش می دهند، اقتصادی تر، آیرودینامیک تر می شوند و شتاب بهتری دارند. بهبود کابین، صندلی‌های مسافر و خود فرودگاه‌ها وجود دارد.

این پرواز هفده ساعت بدون وقفه به طول انجامید. بوئینگ 787-9 دریم لاینر شرکت هواپیمایی استرالیایی کانتاس با بیش از دویست مسافر و شانزده خدمه پروازی از پرث استرالیا به فرودگاه هیترو در لندن انجام داد. ماشین پرواز کرد 14 498 کیلومتر. این دومین پرواز طولانی جهان درست پس از اتصال قطر ایرویز از دوحه به اوکلند، نیوزیلند بود. این آخرین مسیر در نظر گرفته شده است 14 529 کیلومترکه 31 کیلومتر طولانی تر است.

در همین حال، خطوط هوایی سنگاپور در حال حاضر منتظر تحویل یک هواپیمای جدید است. ایرباس A350-900ULR (پرواز بسیار طولانی) برای شروع یک سرویس مستقیم از نیویورک به سنگاپور. طول کل مسیر خواهد بود بیش از 15 هزار کیلومتر. نسخه A350-900ULR کاملاً خاص است - کلاس اقتصادی ندارد. این هواپیما برای 67 صندلی در بخش تجاری و 94 صندلی در بخش اقتصادی ممتاز طراحی شده است. منطقی است. از این گذشته، چه کسی می تواند تقریباً تمام روز را در ارزان ترین محفظه تنگ بنشیند؟ فقط در میان دیگران با چنین پروازهای مستقیم طولانی مدت در کابین مسافران، امکانات رفاهی جدید بیشتری طراحی می شود.

بال منفعل

همانطور که طراحی هواپیما تکامل یافت، آیرودینامیک آنها دستخوش تغییرات دائمی شد، البته نه رادیکال. جستجو کردن بهره وری سوخت بهبود یافته است تغییرات طراحی اکنون می‌تواند تسریع شود، از جمله بال‌های نازک‌تر و انعطاف‌پذیرتر که جریان هوای آرام طبیعی را فراهم می‌کنند و به طور فعال آن جریان هوا را مدیریت می‌کنند.

مرکز تحقیقات پرواز آرمسترانگ ناسا در کالیفرنیا در حال کار بر روی چیزی است که آن را می نامد بال آئروالاستیک غیرفعال (بن بست). لری هادسون، مهندس ارشد آزمایش در آزمایشگاه بار هوایی مرکز آرمسترانگ، به رسانه‌ها گفت که این ساختار کامپوزیتی سبک‌تر و انعطاف‌پذیرتر از بال‌های سنتی است. هواپیماهای تجاری آینده قادر خواهند بود از آن برای حداکثر بازده طراحی، صرفه جویی در وزن و مصرف سوخت استفاده کنند. در طول آزمایش، کارشناسان از (FOSS) استفاده می‌کنند که از فیبرهای نوری یکپارچه با سطح بال استفاده می‌کند که می‌تواند داده‌هایی را از هزاران اندازه‌گیری کرنش‌ها و تنش‌ها در بارهای کاری ارائه دهد.

کابین هواپیما - پروژه

بال‌های نازک‌تر و انعطاف‌پذیرتر، کشش و وزن را کاهش می‌دهند، اما به طراحی و راه‌حل‌های جدید نیاز دارند. از بین بردن ارتعاش. روش های در حال توسعه به ویژه با تنظیم غیرفعال و هواالاستیک سازه با استفاده از کامپوزیت های پروفیلی یا ساخت افزودنی های فلزی و همچنین با کنترل فعال سطوح متحرک بال ها به منظور کاهش بارهای مانور و انفجار و ارتعاشات بال را خنثی کنید به عنوان مثال، دانشگاه ناتینگهام، انگلستان، در حال توسعه استراتژی هایی برای کنترل فعال سکان هواپیما است که می تواند آیرودینامیک هواپیما را بهبود بخشد. این باعث می شود مقاومت هوا تا حدود 25 درصد کاهش یابد. در نتیجه، هواپیما نرم‌تر پرواز می‌کند و در نتیجه مصرف سوخت و انتشار COXNUMX کاهش می‌یابد.₂.

هندسه قابل تغییر

ناسا با موفقیت فناوری جدیدی را به کار گرفته است که به هواپیما اجازه پرواز می دهد بال های تاشو در زوایای مختلف. آخرین سری از پروازها که در مرکز تحقیقات پرواز آرمسترانگ انجام شد، بخشی از این پروژه بود دهانه بال تطبیقی ​​- سورفاکتانت. هدف آن دستیابی به طیف گسترده ای از مزایای آیرودینامیکی از طریق استفاده از یک آلیاژ حافظه دار سبک وزن است که به بال های بیرونی و سطوح کنترلی آنها اجازه می دهد تا در زوایای بهینه در طول پرواز جمع شوند. سیستم هایی که از این فناوری جدید استفاده می کنند می توانند تا 80 درصد کمتر از سیستم های سنتی وزن داشته باشند. این سرمایه گذاری بخشی از پروژه راه حل های هوانوردی همگرا ناسا تحت اداره ماموریت های تحقیقاتی هوانوردی است.

طراحی خلاقانه کابین هواپیما

بال‌های تاشو در پرواز یک نوآوری است که در دهه 60 با استفاده از هواپیمای XB-70 Valkyrie در حال انجام بود. مشکل این بود که همیشه با وجود موتورهای معمولی سنگین و بزرگ و سیستم های هیدرولیک همراه بود که نسبت به پایداری و اقتصاد هواپیما بی تفاوت نبودند.

با این حال، اجرای این مفهوم می تواند منجر به ایجاد ماشین آلات کم مصرف تر از قبل و همچنین ساده کردن تاکسی هواپیماهای دوربرد آینده در فرودگاه ها شود. علاوه بر این، خلبانان دستگاه دیگری را برای پاسخ به شرایط متغیر پرواز مانند وزش باد دریافت خواهند کرد. یکی از مهمترین مزایای بالقوه تا کردن بال مربوط به پرواز مافوق صوت است.

، و آنها نیز در حال کار بر روی به اصطلاح. بدن کرکی - بال مختلط. این یک طراحی یکپارچه بدون جداسازی واضح بال ها و بدنه هواپیما است. این ادغام مزیتی نسبت به طراحی های معمولی هواپیما دارد، زیرا شکل بدنه خود به ایجاد بالابر کمک می کند. در عین حال، مقاومت هوا و وزن را کاهش می دهد، به این معنی که طراحی جدید سوخت کمتری مصرف می کند و در نتیجه انتشار CO را کاهش می دهد.₂.

رندر طرح بال مختلط X-48B

حکاکی لایه مرزی

آنها نیز آزمایش می شوند طرح موتور جایگزین - بالای بال و روی دم تا بتوان از موتورهای با قطر بزرگتر استفاده کرد. طرح هایی با موتورهای توربوفن یا موتورهای الکتریکی ساخته شده در دم، "بلع"، به اصطلاح "بلع"، از راه حل های معمولی فاصله می گیرند. لایه مرزی هواکه کشش را کاهش می دهد. دانشمندان ناسا بر روی بخش درگ آیرودینامیکی تمرکز کرده اند و در حال کار بر روی ایده ای به نام (BLI) هستند. آنها می خواهند از آن برای کاهش مصرف سوخت، هزینه های عملیاتی و آلودگی هوا به طور همزمان استفاده کنند.

 جیم هایدمن، مدیر پروژه فناوری حمل و نقل هوایی پیشرفته مرکز تحقیقات گلن، طی یک ارائه رسانه ای گفت.

در طول پرواز یک هواپیما در اطراف بدنه و بالها، یک لایه مرزی تشکیل می شود - هوا با حرکت آهسته تر، که کشش آیرودینامیکی اضافی ایجاد می کند. در مقابل هواپیمای در حال حرکت کاملاً وجود ندارد - هنگامی که کشتی در هوا حرکت می کند شکل می گیرد و در قسمت عقب ماشین می تواند تا چند ده سانتی متر ضخامت داشته باشد. در یک طراحی معمولی، لایه مرزی به سادگی روی بدنه می لغزد و سپس با هوای پشت هواپیما مخلوط می شود. با این حال، اگر موتورها را در امتداد مسیر لایه مرزی مثلاً در انتهای هواپیما، مستقیماً در بالای بدنه یا پشت بدنه قرار دهیم، وضعیت تغییر خواهد کرد. سپس هوای لایه مرزی کندتر وارد موتورها می شود و در آنجا با سرعت زیاد شتاب گرفته و خارج می شود. این بر قدرت موتور تأثیر نمی گذارد. مزیت این است که با شتاب دادن به هوا، مقاومت اعمال شده توسط لایه مرزی را کاهش می دهیم.

دانشمندان بیش از دوازده پروژه هواپیما را آماده کرده اند که در آنها می توان از چنین راه حلی استفاده کرد. این آژانس امیدوار است که حداقل یکی از آنها در هواپیمای آزمایشی X استفاده شود که ناسا می خواهد در دهه آینده از آن برای آزمایش فناوری پیشرفته هوانوردی در عمل استفاده کند.

دیدن صندلی های جدید در هواپیما

برادر دوقلو حقیقت را خواهد گفت

دوقلوهای دیجیتال مدرن ترین روش برای کاهش شدید هزینه های نگهداری تجهیزات است. همانطور که از نام آن پیداست، دوقلوهای دیجیتال یک کپی مجازی از منابع فیزیکی را با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده در نقاط خاصی در ماشین‌ها یا دستگاه‌ها ایجاد می‌کنند - آنها کپی دیجیتالی از تجهیزاتی هستند که از قبل کار می‌کنند یا در حال طراحی هستند. GE Aviation اخیراً به توسعه اولین دوقلو دیجیتالی در جهان کمک کرد. سیستم شاسی. سنسورها در نقاطی نصب می‌شوند که معمولاً خرابی‌ها رخ می‌دهند و داده‌های بی‌درنگ از جمله فشار هیدرولیک و دمای ترمز را ارائه می‌دهند. این برای تشخیص چرخه عمر باقی مانده از شاسی و شناسایی زودهنگام خرابی ها استفاده شد.

با نظارت بر سیستم دوقلو دیجیتال، ما می‌توانیم به طور مداوم وضعیت منابع را زیر نظر داشته باشیم و هشدارهای اولیه، پیش‌بینی‌ها و حتی یک برنامه عملیاتی را دریافت کنیم و سناریوهای «چه می‌شد اگر» را مدل‌سازی کنیم - همه اینها به منظور گسترش در دسترس بودن منابع. تجهیزات در طول زمان بر اساس گزارش International Data Corporation، شرکت هایی که روی دوقلوهای دیجیتال سرمایه گذاری می کنند، شاهد کاهش 30 درصدی زمان چرخه برای فرآیندهای کلیدی، از جمله تعمیر و نگهداری خواهند بود.  

واقعیت افزوده برای خلبان

یکی از مهم ترین نوآوری ها در سال های اخیر توسعه بوده است نمایشگرها و سنسورها خلبانان اصلی ناسا و دانشمندان اروپایی در تلاش برای کمک به خلبانان در شناسایی و جلوگیری از مشکلات و تهدیدات، این مورد را آزمایش می کنند. نمایشگر قبلاً در کلاه خلبان جنگنده نصب شده بود F-35 لاکهید مارتینو Thales و Elbit Systems در حال توسعه مدل هایی برای خلبانان هواپیماهای تجاری، به ویژه هواپیماهای کوچک هستند. سیستم SkyLens شرکت اخیر به زودی در هواپیماهای ATR استفاده خواهد شد.

SkyLens توسط Elbit Systems

مصنوعی و تصفیه شده در حال حاضر به طور گسترده در جت های تجاری بزرگتر استفاده می شود. سیستم های بینایی (SVS / EVS)، که به خلبانان اجازه می دهد در شرایط دید ضعیف فرود بیایند. آنها به طور فزاینده ای ادغام می شوند سیستم های بینایی ترکیبی (CVS) با هدف افزایش آگاهی خلبانان از موقعیت ها و قابلیت اطمینان برنامه های پرواز. سیستم EVS از یک سنسور مادون قرمز (IR) برای بهبود دید استفاده می کند و معمولاً از طریق صفحه نمایش HUD () قابل دسترسی است. Elbit Systems به نوبه خود دارای شش حسگر از جمله نور مادون قرمز و نور مرئی است. برای شناسایی تهدیدات مختلف مانند خاکستر آتشفشانی در جو، دائما در حال گسترش است.

صفحه های لمسیآنها که قبلاً در کابین های جت تجاری نصب شده اند، به سمت هواپیماهایی با نمایشگر راکول کالینز برای بوئینگ 777-X جدید حرکت می کنند. سازندگان اویونیک نیز به دنبال آن هستند متخصصان تشخیص گفتار به عنوان گام دیگری در جهت کاهش بار روی کابین. هانیول در حال آزمایش است نظارت بر فعالیت مغز برای تعیین اینکه چه زمانی خلبان کار زیادی برای انجام دارد یا توجه او به جایی "در ابرها" سرگردان می شود - به طور بالقوه همچنین در مورد توانایی کنترل عملکردهای کابین خلبان.

با این حال، هنگامی که خلبانان به سادگی خسته شده اند، پیشرفت های فنی در کابین خلبان کمک چندانی نخواهد کرد. مایک سینت، معاون توسعه محصول بوئینگ، اخیراً به رویترز گفته است که پیش‌بینی می‌کند در بیست سال آینده به 41 شغل نیاز خواهد بود. هواپیماهای جت تجاری این بدان معنی است که بیش از 600 نفر مورد نیاز خواهند بود. خلبانان جدید بیشتر آنها را از کجا تهیه کنیم؟ طرحی برای حل این مشکل، حداقل در بوئینگ، کاربرد هوش مصنوعی. این شرکت قبلاً برنامه هایی را برای ایجاد آن فاش کرده است کابین خلبان بدون خلبان. با این حال، سینت معتقد است که آنها احتمالا تا سال 2040 به واقعیت تبدیل نخواهند شد.

ویندوز نداره؟

کابین های مسافری منطقه ای از نوآوری است که در آن اتفاقات زیادی در حال رخ دادن است. اسکار حتی در این زمینه اهدا می شود - جوایز کابین کریستال، یعنی جوایز به مخترعان و طراحانی که سیستم هایی را با هدف بهبود کیفیت فضای داخلی هواپیما برای مسافران و خدمه ایجاد می کنند. هر چیزی که زندگی را آسان‌تر می‌کند، راحتی را افزایش می‌دهد و پس‌انداز می‌کند، در اینجا پاداش داده می‌شود - از توالت داخل هواپیما گرفته تا قفسه‌های چمدان دستی.

در همین حال، تیموتی کلارک، رئیس شرکت هواپیمایی امارات اعلام کرد: هواپیمای بدون پنجرهکه حتی می تواند دو برابر سبک تر از سازه های موجود باشد، که به معنای سریع تر، ارزان تر و سازگارتر با محیط زیست در ساخت و ساز و بهره برداری است. در اولین کلاس از بوئینگ 777-300ER جدید، پنجره‌ها قبلاً با صفحه‌نمایش‌هایی جایگزین شده‌اند که به لطف دوربین‌ها و اتصالات فیبر نوری، می‌توانند نمای بیرونی را بدون هیچ تفاوتی که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است نمایش دهند. به نظر می رسد که اقتصاد اجازه ساخت هواپیماهای "لعاب دار" را نخواهد داد که بسیاری آرزوی آن را دارند. در عوض، ما به احتمال زیاد بر روی دیوارها، سقف یا صندلی های جلوی خود برآمدگی داریم.

مفهوم کابین با سقفی که آسمان را تجسم می کند

سال گذشته، بوئینگ آزمایش اپلیکیشن موبایل vCabin را آغاز کرد که به مسافران این امکان را می‌دهد تا سطوح روشنایی را در مجاورت خود تنظیم کنند، با مهمانداران تماس بگیرند، غذا سفارش دهند و حتی بررسی کنند که آیا توالت خالی است. در همین حال، تلفن‌ها با لوازم داخلی مانند صندلی تجاری Recaro CL6710 تطبیق داده شده‌اند که به برنامه‌های موبایل اجازه می‌دهد صندلی را به جلو و عقب خم کنند.

از سال 2013، رگولاتورهای ایالات متحده در تلاش هستند تا ممنوعیت استفاده از تلفن همراه در هواپیما را لغو کنند و خاطرنشان کردند که خطر تداخل آنها با سیستم ارتباطی هواپیما در حال حاضر کمتر و کمتر شده است. پیشرفت در این زمینه امکان استفاده از اپلیکیشن های موبایلی را در طول پرواز فراهم می کند.

ما همچنین شاهد اتوماسیون پیشرونده حمل و نقل زمینی هستیم. خطوط هوایی دلتا در ایالات متحده در حال آزمایش با استفاده از بیومتریک برای ثبت نام مسافر. برخی از فرودگاه‌ها در سراسر جهان در حال آزمایش یا آزمایش فناوری تشخیص چهره هستند تا عکس‌های گذرنامه را با عکس‌های مشتریان خود از طریق تأیید هویت مطابقت دهند، که گفته می‌شود می‌تواند دو برابر تعداد مسافران را در ساعت بررسی کند. در ژوئن 2017، JetBlue با گمرک و حفاظت مرزی ایالات متحده (CBP) و شرکت جهانی IT SITA برای آزمایش برنامه‌ای که از فناوری بیومتریک و تشخیص چهره برای غربالگری مشتریان هنگام سوار شدن استفاده می‌کند، شریک شد.

اکتبر گذشته، انجمن بین المللی حمل و نقل هوایی پیش بینی کرد که تا سال 2035 تعداد مسافران دو برابر خواهد شد و به 7,2 میلیارد نفر خواهد رسید. بنابراین وجود دارد که چرا و برای چه کسی باید روی نوآوری ها و بهبودها کار کرد.

هوانوردی آینده:

انیمیشن سیستم BLI: 

انیمیشن ورودی لایه مرزی | مرکز تحقیقات گلن ناسا