Տեխնիկական նորամուծություններ ինքնաթիռներում և դրանից դուրս

Ավիացիան զարգանում է տարբեր ուղղություններով։ Ինքնաթիռները մեծացնում են իրենց թռիչքի միջակայքը, դառնում են ավելի խնայող, ավելի աերոդինամիկ և ավելի լավ արագացնում: Կան խցիկի բարելավումներ, ուղևորների նստատեղեր և հենց օդանավակայանները:

Թռիչքն առանց ընդմիջման տեւել է տասնյոթ ժամ։ Boeing 787-9 Dreamliner Ավստրալական Qantas ավիաընկերությունը՝ ավելի քան երկու հարյուր ուղևորներով և անձնակազմի տասնվեց անդամներով, թռիչք է կատարել Ավստրալիայի Պերթ քաղաքից դեպի Լոնդոնի Հիթրոու օդանավակայան։ Մեքենան թռավ կողքով 14 498 կմ. Դա աշխարհի երկրորդ ամենաերկար չվերթն էր հենց Qatar Airways-ի` Դոհայից Օքլենդ, Նոր Զելանդիա միանալուց հետո: Այս վերջին երթուղին համարվում է 14 529 կմ, որն ավելի երկար է 31 կմ։

Մինչդեռ Singapore Airlines-ն արդեն սպասում է նորի առաքմանը։ Airbus A350-900ULR (շատ հեռավոր թռիչք) Նյու Յորքից Սինգապուր ուղիղ երթուղի սկսելու համար: Երթուղու ընդհանուր երկարությունը կլինի ավելի քան 15 հազար կմ. A350-900ULR տարբերակը բավականին կոնկրետ է՝ այն չունի էկոնոմ դաս: Ինքնաթիռը նախատեսված էր 67 նստատեղերի համար բիզնես բաժնում, իսկ 94-ը՝ պրեմիում էկոնոմ բաժնում։ Դա իմաստ ունի: Ի վերջո, ո՞վ կարող է գրեթե ամբողջ օրը նեղացած նստել ամենաէժան կուպեում։ Պարզապես, ի թիվս այլոց, Ուղևորների սրահներում նման երկար ուղիղ թռիչքներով ավելի ու ավելի շատ նոր հարմարություններ են նախագծվում:

պասիվ թեւ

Ինքնաթիռների դիզայնի զարգացման հետ մեկտեղ նրանց աերոդինամիկան ենթարկվում էր մշտական, թեև ոչ արմատական, փոփոխությունների: Որոնում բարելավված վառելիքի արդյունավետությունը Դիզայնի փոփոխություններն այժմ կարող են արագացվել, ներառյալ ավելի բարակ, ավելի ճկուն թևերը, որոնք ապահովում են բնական շերտավոր օդի հոսք և ակտիվորեն կառավարում այդ օդի հոսքը:

ՆԱՍԱ-ի Արմսթրոնգ թռիչքների հետազոտական ​​կենտրոնը Կալիֆորնիայում աշխատում է իր կոչման վրա պասիվ աերոէլաստիկ թև (ՓԱԿԻՑ): Արմսթրոնգ կենտրոնի օդային բեռնման լաբորատորիայի գլխավոր թեստային ինժեներ Լարի Հադսոնը լրատվամիջոցներին ասել է, որ այս կոմպոզիտային կառուցվածքն ավելի թեթև և ճկուն է, քան ավանդական թեւերը: Ապագա կոմերցիոն ինքնաթիռները կկարողանան օգտագործել այն առավելագույն նախագծային արդյունավետության, քաշի խնայողության և վառելիքի խնայողության համար: Փորձարկման ժամանակ փորձագետները օգտագործում են (FOSS), որն օգտագործում է թևի մակերեսին ինտեգրված օպտիկական մանրաթելեր, որոնք կարող են տվյալներ տրամադրել աշխատանքային ծանրաբեռնվածության ժամանակ դեֆորմացիաների և սթրեսների հազարավոր չափումներից:

Ինքնաթիռների խցիկներ - նախագիծ

Ավելի բարակ և ճկուն թևերը նվազեցնում են քաշը և քաշը, սակայն պահանջում են նոր դիզայնի և բեռնաթափման լուծումներ: թրթռումների վերացում. Մշակվող մեթոդները կապված են, մասնավորապես, կառուցվածքի պասիվ, աերոէլաստիկ ճշգրտման հետ՝ օգտագործելով պրոֆիլավորված կոմպոզիտներ կամ մետաղական հավելումներ, ինչպես նաև թևերի շարժվող մակերեսների ակտիվ հսկողություն՝ մանևրելու և պայթուցիկ բեռները նվազեցնելու համար։ թուլացնել թևերի թրթռումները. Օրինակ՝ Մեծ Բրիտանիայի Նոթինգհեմի համալսարանը մշակում է օդանավերի ղեկի ակտիվ կառավարման ռազմավարություններ, որոնք կարող են բարելավել ինքնաթիռների աերոդինամիկան: Սա հնարավորություն է տալիս նվազեցնել օդի դիմադրությունը մոտ 25%-ով: Արդյունքում, օդանավը կթռչի ավելի սահուն, ինչը կհանգեցնի վառելիքի սպառման և COXNUMX արտանետումների նվազմանը:₂.

Փոփոխելի երկրաչափություն

NASA-ն հաջողությամբ գործնականում կիրառել է նոր տեխնոլոգիա, որը թույլ է տալիս ինքնաթիռներին թռչել ծալովի թեւեր տարբեր անկյուններում. Թռիչքների վերջին շարքը, որն իրականացվել է Armstrong Flight Research Center-ում, նախագծի մի մասն էր Հարմարվողական թևերի բացվածք — ՊԱՎ. Այն նպատակ ունի հասնել աերոդինամիկ առավելությունների լայն շրջանակի նորարարական թեթև ձևի հիշողության համաձուլվածքի օգտագործման միջոցով, որը թույլ կտա արտաքին թևերին և դրանց կառավարման մակերեսներին թռիչքի ընթացքում օպտիմալ անկյան տակ ծալել: Այս նոր տեխնոլոգիան օգտագործող համակարգերը կարող են 80%-ով պակաս քաշ ունենալ, քան ավանդական համակարգերը: Այս ձեռնարկությունը ՆԱՍԱ-ի Converged Aviation Solutions նախագծի մի մասն է Աերոնավիգացիոն հետազոտական ​​առաքելությունների մարմնի ներքո:

Ինովացիոն ինքնաթիռի խցիկի դիզայն

Թռիչքի ժամանակ թևերի ծալումը նորամուծություն է, որը, սակայն, արդեն իրականացվել էր 60-ականներին, ի թիվս այլոց, XB-70 Valkyrie ինքնաթիռի միջոցով: Խնդիրն այն էր, որ դա միշտ կապված էր ծանր ու մեծ սովորական շարժիչների և հիդրավլիկ համակարգերի առկայության հետ, որոնք անտարբեր չէին ինքնաթիռի կայունության և տնտեսության նկատմամբ։

Այնուամենայնիվ, այս հայեցակարգի իրականացումը կարող է հանգեցնել ավելի շատ վառելիքի խնայող մեքենաների ստեղծմանը, քան նախկինում, ինչպես նաև օդանավակայաններում ապագա հեռահար օդանավերի ավելի հեշտ երթևեկությունը: Բացի այդ, օդաչուները կստանան մեկ այլ սարք՝ արձագանքելու թռիչքի փոփոխվող պայմաններին, օրինակ՝ քամու պոռթկումներին: Թևերի ծալման ամենակարևոր պոտենցիալ առավելություններից մեկը կապված է գերձայնային թռիչքի հետ:

, եւ աշխատում են նաեւ այսպես կոչված. փափկամազ մարմին - խառը թեւ. Սա ինտեգրված դիզայն է՝ առանց օդանավի թևերի և ֆյուզելաժի հստակ տարանջատման: Այս ինտեգրումը առավելություն ունի սովորական ինքնաթիռների նախագծման նկատմամբ, քանի որ ֆյուզելաժի ձևն ինքնին օգնում է բարձրացնել վերելքը: Միևնույն ժամանակ, այն նվազեցնում է օդի դիմադրությունը և քաշը, ինչը նշանակում է, որ նոր դիզայնը սպառում է ավելի քիչ վառելիք և, հետևաբար, նվազեցնում է CO արտանետումները:₂.

X-48B խառը թեւերի դիզայնի ներկայացում

Սահմանային շերտի փորագրում

Նրանք նույնպես փորձարկվում են շարժիչի այլընտրանքային դասավորություն - թևի վերևում և պոչի վրա, որպեսզի ավելի մեծ տրամագծով շարժիչներ օգտագործվեն: Տուրբոֆան շարժիչներով կամ պոչի մեջ ներկառուցված էլեկտրական շարժիչներով նախագծերը, «կուլ տալը», այսպես կոչված, «կուլ տալը», հեռանում են սովորական լուծումներից: օդի սահմանային շերտինչը նվազեցնում է դիմադրողականությունը: ՆԱՍԱ-ի գիտնականները կենտրոնացել են աերոդինամիկ ձգման մասի վրա և աշխատում են գաղափարի վրա, որը կոչվում է (BLI): Նրանք ցանկանում են օգտագործել այն՝ միաժամանակ նվազեցնելու վառելիքի սպառումը, շահագործման ծախսերը և օդի աղտոտվածությունը:

 Ջիմ Հայդմանը, Գլեն հետազոտական ​​կենտրոնի առաջադեմ օդային տրանսպորտի տեխնոլոգիաների ծրագրի ղեկավարը, լրատվամիջոցների շնորհանդեսի ժամանակ ասաց.

Երբ ինքնաթիռը թռչում է, ֆյուզելաժի և թևերի շուրջ ձևավորվում է սահմանային շերտ՝ ավելի դանդաղ շարժվող օդ, ինչը լրացուցիչ աերոդինամիկ քաշքշուկ է ստեղծում: Այն իսպառ բացակայում է շարժվող ինքնաթիռի առջև՝ այն ձևավորվում է, երբ նավը շարժվում է օդով, իսկ մեքենայի հետևի մասում այն ​​կարող է ունենալ մինչև մի քանի տասնյակ սանտիմետր հաստություն։ Պայմանական դիզայնի դեպքում սահմանային շերտը պարզապես սահում է ֆյուզելաժի վրայով, այնուհետև խառնվում է օդանավի հետևում գտնվող օդի հետ: Սակայն իրավիճակը կփոխվի, եթե շարժիչները տեղադրենք սահմանային շերտի ճանապարհով, օրինակ՝ ինքնաթիռի վերջում, անմիջապես ֆյուզելաժի վերևում կամ հետևում: Ավելի դանդաղ սահմանային շերտի օդն այնուհետև մտնում է շարժիչներ, որտեղ այն արագացվում և դուրս է մղվում մեծ արագությամբ: Սա չի ազդում շարժիչի հզորության վրա: Առավելությունն այն է, որ օդը արագացնելով, մենք նվազեցնում ենք սահմանային շերտի կողմից գործադրվող դիմադրությունը։

Գիտնականները պատրաստել են ավելի քան մեկ տասնյակ օդանավերի նախագծեր, որոնցում կարելի է նման լուծում կիրառել։ Գործակալությունը հույս ունի, որ դրանցից առնվազն մեկը կօգտագործվի X փորձնական ինքնաթիռում, որը ՆԱՍԱ-ն ցանկանում է օգտագործել հաջորդ տասնամյակում՝ գործնականում առաջադեմ ավիացիոն տեխնոլոգիաները փորձարկելու համար։

Ինքնաթիռում նոր նստատեղեր տեսնելը

Երկվորյակ եղբայրը կասի ճշմարտությունը

Թվային երկվորյակներ սարքավորումների պահպանման ծախսերը կտրուկ նվազեցնելու ամենաժամանակակից մեթոդն է: Ինչպես ենթադրում է անվանումը, թվային երկվորյակները ստեղծում են ֆիզիկական ռեսուրսների վիրտուալ պատճեն՝ օգտագործելով մեքենաների կամ սարքերի որոշակի կետերում հավաքագրված տվյալները. դրանք սարքավորումների թվային պատճենն են, որն արդեն աշխատում է կամ նախագծվում է: GE Aviation-ը վերջերս օգնեց ստեղծել աշխարհում առաջին թվային երկվորյակը: Շասսի համակարգ. Սենսորները տեղադրվել են այն կետերում, որտեղ սովորաբար տեղի են ունենում խափանումներ՝ տրամադրելով իրական ժամանակի տվյալներ, այդ թվում՝ հիդրավլիկ ճնշման և արգելակման ջերմաստիճանի համար: Սա օգտագործվել է շասսիի մնացած կյանքի ցիկլը ախտորոշելու և խափանումները վաղ հայտնաբերելու համար:

Թվային երկվորյակ համակարգի մոնիտորինգի միջոցով մենք կարող ենք մշտապես վերահսկել ռեսուրսների կարգավիճակը և ստանալ վաղ նախազգուշացումներ, կանխատեսումներ և նույնիսկ գործողությունների պլան՝ մոդելավորելով «ինչ կլիներ, եթե» սցենարները՝ այս ամենը ռեսուրսների հասանելիությունը ընդլայնելու նպատակով: սարքավորումները ժամանակի ընթացքում: Թվային երկվորյակների մեջ ներդրումներ կատարող ընկերությունները կտեսնեն ցիկլային ժամանակի 30 տոկոս կրճատում հիմնական գործընթացների համար, ներառյալ սպասարկումը, ըստ International Data Corporation-ի:  

Ընդլայնված իրականություն օդաչուի համար

Վերջին տարիների կարևորագույն նորամուծություններից մեկը եղել է զարգացումը էկրաններ և սենսորներ առաջատար օդաչուներ. ՆԱՍԱ-ն և եվրոպացի գիտնականները փորձարկում են դա՝ փորձելով օգնել օդաչուներին հայտնաբերել և կանխել խնդիրներն ու սպառնալիքները: Ցուցադրումն արդեն տեղադրված էր կործանիչի օդաչուի սաղավարտում F-35 Lockheed Martinև Thales-ը և Elbit Systems-ը մոդելներ են մշակում առևտրային ինքնաթիռների օդաչուների, հատկապես փոքր ինքնաթիռների համար: Վերջին ընկերության SkyLens համակարգը շուտով կկիրառվի ATR ինքնաթիռների վրա։

SkyLens Elbit Systems-ի կողմից

Սինթետիկ և զտված արդեն լայնորեն օգտագործվում են ավելի մեծ բիզնես ինքնաթիռներում: տեսողության համակարգեր (SVS / EVS), որը թույլ է տալիս օդաչուներին վայրէջք կատարել վատ տեսանելիության պայմաններում: Նրանք գնալով միաձուլվում են համակցված տեսողության համակարգեր (CVS)՝ նպատակ ունենալով բարձրացնել օդաչուների իրազեկությունը իրավիճակների և թռիչքների չվացուցակների հուսալիության բարձրացմանը: EVS համակարգը օգտագործում է ինֆրակարմիր (IR) սենսոր՝ տեսանելիությունը բարելավելու համար և սովորաբար հասանելի է HUD էկրանի միջոցով (): Elbit Systems-ն իր հերթին ունի վեց սենսոր՝ ներառյալ ինֆրակարմիր և տեսանելի լույսը։ Այն անընդհատ ընդլայնվում է՝ հայտնաբերելու տարբեր սպառնալիքներ, ինչպիսիք են հրաբխային մոխիրը մթնոլորտում:

Սենսորային էկրաններԱրդեն տեղադրված են բիզնես-ռեակտիվ օդաչուների խցիկներում, նրանք տեղափոխվում են ինքնաթիռներ Rockwell Collins-ի էկրաններով նոր Boeing 777-X-ի համար: Ավիոնիկայի արտադրողները նույնպես փնտրում են խոսքի ճանաչման մասնագետներ որպես խցիկի բեռը նվազեցնելու ևս մեկ քայլ: Honeywell-ը փորձեր է անում ուղեղի գործունեության մոնիտորինգ Որոշելու համար, թե երբ օդաչուն չափազանց շատ աշխատանք ունի անելու, կամ երբ նրա ուշադրությունը թափառում է ինչ-որ տեղ «ամպերի մեջ», հնարավոր է նաև օդաչուների խցիկի գործառույթները կառավարելու ունակության մասին:

Այնուամենայնիվ, օդաչուների խցիկում տեխնիկական բարելավումները առանձնապես չեն օգնի, երբ օդաչուները պարզապես հյուծված են: Boeing-ի արտադրանքի զարգացման գծով փոխնախագահ Մայք Սինեթը վերջերս Reuters-ին ասել է, որ կանխատեսում է, որ «առաջիկա քսան տարիների ընթացքում կպահանջվի 41 աշխատատեղ»: կոմերցիոն ռեակտիվ ինքնաթիռներ. Սա նշանակում է, որ կպահանջվի ավելի քան 600 մարդ: ավելի շատ նոր օդաչուներ: Որտեղ ստանալ դրանք: Այս խնդիրը լուծելու ծրագիր, գոնե Boeing-ում, արհեստական ​​ինտելեկտի կիրառում. Ընկերությունն արդեն բացահայտել է իր ստեղծման ծրագրերը խցիկ առանց օդաչուների. Այնուամենայնիվ, Սինեթը կարծում է, որ դրանք, հավանաբար, իրականություն չեն դառնա մինչև 2040 թվականը:

Պատուհաններ չկա՞ն:

Ուղևորների խցիկները նորարարության տարածք են, որտեղ շատ բան է տեղի ունենում: Օսկարները նույնիսկ շնորհվում են այս ոլորտում. Crystal Cabin Awards, այսինքն. մրցանակներ գյուտարարներին և դիզայներներին, ովքեր ստեղծում են համակարգեր, որոնք ուղղված են օդանավի ինտերիերի որակի բարելավմանը ինչպես ուղևորների, այնպես էլ անձնակազմի համար: Այն ամենը, ինչ հեշտացնում է կյանքը, մեծացնում է հարմարավետությունը և խնայողություններ է ստեղծում, այստեղ պարգևատրվում է` ինքնաթիռի զուգարանից մինչև ձեռքի ուղեբեռի պահարաններ:

Մինչդեռ Emirates Airlines-ի նախագահ Թիմոթի Քլարկը հայտարարում է. ինքնաթիռ առանց պատուհաններիորը կարող է նույնիսկ երկու անգամ ավելի թեթև լինել, քան գոյություն ունեցող կառույցները, ինչը նշանակում է ավելի արագ, էժան և էկոլոգիապես մաքուր շինարարության և շահագործման մեջ: Նոր Boeing 777-300ER-ի առաջին դասում պատուհաններն արդեն փոխարինվել են էկրաններով, որոնք տեսախցիկների և օպտիկամանրաթելային կապերի շնորհիվ կարող են ցուցադրել արտաքին տեսքը՝ առանց անզեն աչքով տեսանելի որևէ տարբերությունների։ Կարծես թե տնտեսությունը թույլ չի տա կառուցել «ապակե» ինքնաթիռներ, ինչի մասին երազում են շատերը։ Փոխարենը, մենք ավելի հավանական է, որ ելուստներ ունենանք պատերին, առաստաղին կամ մեր դիմացի նստատեղերին:

Տնակային կոնցեպտ՝ տանիքով, որը պատկերացնում է երկինքը

Անցյալ տարի Boeing-ը սկսեց փորձարկել vCabin բջջային հավելվածը, որը թույլ է տալիս ուղևորներին կարգավորել լուսավորության մակարդակը իրենց անմիջական հարևանությամբ, զանգահարել բորտուղեկցորդուհիներին, պատվիրել սնունդ և նույնիսկ ստուգել, ​​թե արդյոք զուգարանը դատարկ է: Միևնույն ժամանակ, հեռախոսները հարմարեցվել են ինտերիերի կցամասերին, ինչպիսիք են Recaro CL6710 բիզնես բազկաթոռը, որը նախատեսված է բջջային հավելվածներին թույլ տալով թեքել աթոռը ետ ու առաջ:

2013 թվականից ԱՄՆ կարգավորիչները փորձում են վերացնել ինքնաթիռներում բջջային հեռախոսների օգտագործման արգելքը՝ մատնանշելով, որ դրանց միջամտության վտանգը օդանավի հաղորդակցման համակարգին այժմ ավելի ու ավելի է նվազում: Այս ոլորտում բեկումը թույլ կտա թռիչքի ընթացքում օգտագործել բջջային հավելվածներ։

Մենք նաև տեսնում ենք առաջադեմ ցամաքային բեռնաթափման ավտոմատացում: Դելտա ավիաընկերությունը ԱՄՆ-ում փորձարկում է դրա օգտագործումը կենսաչափություն ուղևորների գրանցման համար. Աշխարհի որոշ օդանավակայաններ արդեն փորձարկում կամ փորձարկում են դեմքի ճանաչման տեխնոլոգիան՝ անձնագրի լուսանկարները իրենց հաճախորդների նկարների հետ համապատասխանեցնելու համար՝ ինքնությունը հաստատելու միջոցով, որը, ինչպես ասվում է, կարող է ժամում երկու անգամ ավելի շատ ճանապարհորդներ ստուգել: 2017 թվականի հունիսին JetBlue-ն համագործակցեց ԱՄՆ մաքսային և սահմանային պաշտպանության (CBP) և համաշխարհային ՏՏ SITA ընկերության հետ՝ փորձարկելու ծրագիր, որն օգտագործում է կենսաչափական և դեմքի ճանաչման տեխնոլոգիա՝ հաճախորդներին նստելիս զննելու համար:

Անցյալ հոկտեմբերին Օդային տրանսպորտի միջազգային ասոցիացիան կանխատեսել էր, որ մինչև 2035 թվականը ճանապարհորդների թիվը կկրկնապատկվի՝ հասնելով 7,2 միլիարդի։ Այսպիսով, կա ինչու և ում համար աշխատել նորարարությունների և բարելավումների վրա:

Ապագայի ավիացիա.

BLI համակարգի անիմացիա. 

Սահմանային շերտի մուտքի անիմացիա | NASA Glenn հետազոտական ​​կենտրոն