Inovasi teknis di pesawat terbang dan di luarnya

Penerbangan berkembang ke arah yang berbeda. Pesawat terbang meningkatkan jangkauan terbangnya, menjadi lebih ekonomis, lebih aerodinamis, dan berakselerasi lebih baik. Ada perbaikan kabin, kursi penumpang dan bandara itu sendiri.

Penerbangan berlangsung tujuh belas jam tanpa istirahat. Boeing 787-9 Dreamliner Maskapai penerbangan Australia Qantas dengan lebih dari dua ratus penumpang dan enam belas awak pesawat melakukan penerbangan dari Perth, Australia ke Bandara Heathrow di London. Mobil itu terbang lewat 14 498 km. Itu adalah penerbangan terpanjang kedua di dunia setelah koneksi Qatar Airways dari Doha ke Auckland, Selandia Baru. Rute terakhir ini dianggap 14 529 km, yang lebih panjang 31 km.

Sementara itu, Singapore Airlines sudah menunggu pengiriman yang baru. Airbus A350-900ULR (penerbangan jarak sangat jauh) untuk memulai layanan langsung dari New York ke Singapura. Total panjang rute adalah lebih dari 15 ribu km. Versi A350-900ULR cukup spesifik - tidak memiliki kelas ekonomi. Pesawat ini dirancang untuk 67 kursi di bagian bisnis dan 94 di bagian ekonomi premium. Masuk akal. Lagi pula, siapa yang bisa duduk hampir sepanjang hari di kompartemen termurah? Antara lain Dengan penerbangan langsung yang begitu lama di kabin penumpang, semakin banyak fasilitas baru yang dirancang.

sayap pasif

Seiring berkembangnya desain pesawat, aerodinamisnya mengalami perubahan yang konstan, meskipun tidak radikal. Mencari peningkatan efisiensi bahan bakar Perubahan desain sekarang dapat dipercepat, termasuk sayap yang lebih tipis dan lebih fleksibel yang memberikan aliran udara laminar alami dan secara aktif mengelola aliran udara tersebut.

Pusat Penelitian Penerbangan Armstrong NASA di California sedang mengerjakan apa yang disebutnya sayap aeroelastis pasif (JALAN BUNTU). Larry Hudson, kepala teknisi pengujian di Laboratorium Beban Udara Pusat Armstrong, mengatakan kepada media bahwa struktur komposit ini lebih ringan dan lebih fleksibel daripada sayap tradisional. Pesawat komersial masa depan akan dapat menggunakannya untuk efisiensi desain maksimum, penghematan berat dan penghematan bahan bakar. Selama pengujian, para ahli menggunakan (FOSS), yang menggunakan serat optik yang terintegrasi dengan permukaan sayap, yang dapat menyediakan data dari ribuan pengukuran regangan dan tegangan pada beban kerja.

Kabin pesawat - proyek

Sayap yang lebih tipis dan lebih fleksibel mengurangi hambatan dan bobot, tetapi membutuhkan solusi desain dan penanganan baru. menghilangkan getaran. Metode yang dikembangkan terkait, khususnya, dengan penyesuaian pasif, aeroelastis dari struktur menggunakan komposit berprofil atau pembuatan aditif logam, serta dengan kontrol aktif dari permukaan sayap yang bergerak untuk mengurangi manuver dan beban ledakan dan meredam getaran sayap. Misalnya, University of Nottingham, Inggris, sedang mengembangkan strategi untuk mengendalikan kemudi pesawat secara aktif yang dapat meningkatkan aerodinamika pesawat. Hal ini memungkinkan untuk mengurangi hambatan udara sekitar 25%. Hasilnya, pesawat akan terbang lebih lancar, sehingga konsumsi bahan bakar dan emisi COXNUMX lebih rendah.₂.

Geometri yang dapat diubah

NASA telah berhasil mempraktikkan teknologi baru yang memungkinkan pesawat terbang melipat sayap pada sudut yang berbeda. Serangkaian penerbangan terbaru, yang dilakukan di Pusat Penelitian Penerbangan Armstrong, adalah bagian dari proyek Rentang sayap adaptif — Пав.. Ini bertujuan untuk mencapai berbagai manfaat aerodinamis melalui penggunaan paduan memori bentuk ringan yang inovatif yang akan memungkinkan sayap luar dan permukaan kontrolnya terlipat pada sudut optimal selama penerbangan. Sistem yang menggunakan teknologi baru ini dapat berbobot hingga 80% lebih ringan daripada sistem tradisional. Usaha ini merupakan bagian dari proyek Converged Aviation Solutions NASA di bawah Aeronautical Research Missions Authority.

Desain kabin pesawat yang inovatif

Melipat sayap dalam penerbangan merupakan inovasi yang telah dilakukan pada tahun 60-an antara lain menggunakan pesawat XB-70 Valkyrie. Masalahnya selalu dikaitkan dengan keberadaan mesin konvensional dan sistem hidrolik yang berat dan besar, yang tidak acuh pada stabilitas dan ekonomi pesawat.

Namun, penerapan konsep ini dapat mengarah pada penciptaan mesin yang lebih hemat bahan bakar daripada sebelumnya, serta kemudahan taxiing pesawat jarak jauh masa depan di bandara. Selain itu, pilot akan menerima perangkat lain untuk merespons perubahan kondisi penerbangan, seperti hembusan angin. Salah satu manfaat potensial paling signifikan dari pelipatan sayap berkaitan dengan penerbangan supersonik.

, dan mereka juga mengerjakan apa yang disebut. tubuh berbulu - sayap campuran. Ini adalah desain terintegrasi tanpa pemisahan yang jelas antara sayap dan badan pesawat. Integrasi ini memiliki keunggulan dibandingkan desain pesawat konvensional karena bentuk badan pesawat itu sendiri membantu menghasilkan daya angkat. Pada saat yang sama, mengurangi hambatan udara dan berat, yang berarti bahwa desain baru mengkonsumsi lebih sedikit bahan bakar dan karena itu mengurangi emisi CO.₂.

Rendering desain sayap campuran X-48B

Etsa lapisan batas

Mereka juga diuji tata letak mesin alternatif - Di atas sayap dan di bagian ekor, sehingga dapat digunakan motor berdiameter lebih besar. Desain dengan mesin turbofan atau motor listrik yang terpasang di bagian ekor, "menelan", yang disebut "menelan", berangkat dari solusi konvensional. lapisan batas udarayang mengurangi drag. Ilmuwan NASA telah fokus pada bagian drag aerodinamis dan sedang mengerjakan sebuah ide yang disebut (BLI). Mereka ingin menggunakannya untuk mengurangi konsumsi bahan bakar, biaya operasi dan polusi udara pada saat yang bersamaan.

 Jim Heidmann, Manajer Proyek Teknologi Transportasi Udara Lanjutan Glenn Research Center, mengatakan selama presentasi media.

Saat pesawat terbang, lapisan batas terbentuk di sekitar badan pesawat dan sayap - udara yang bergerak lebih lambat, yang menciptakan hambatan aerodinamis tambahan. Itu benar-benar tidak ada di depan pesawat yang bergerak - itu terbentuk ketika kapal bergerak di udara, dan di bagian belakang mobil itu bisa mencapai beberapa puluh sentimeter. Dalam desain konvensional, lapisan batas hanya meluncur di atas badan pesawat dan kemudian bercampur dengan udara di belakang pesawat. Namun, situasinya akan berubah jika kita menempatkan mesin di sepanjang jalur lapisan batas, misalnya, di ujung pesawat, tepat di atas atau di belakang badan pesawat. Udara lapisan batas yang lebih lambat kemudian memasuki mesin, di mana ia dipercepat dan dikeluarkan dengan kecepatan tinggi. Ini tidak mempengaruhi tenaga mesin. Keuntungannya adalah dengan mempercepat udara, kita mengurangi hambatan yang diberikan oleh lapisan batas.

Para ilmuwan telah menyiapkan lebih dari selusin proyek pesawat di mana solusi semacam itu dapat digunakan. Badan tersebut berharap setidaknya satu dari mereka akan digunakan dalam pesawat uji X, yang ingin digunakan NASA dalam dekade berikutnya untuk menguji teknologi penerbangan canggih dalam praktiknya.

Melihat kursi baru di pesawat

Saudara kembar akan mengatakan yang sebenarnya

Kembar digital adalah metode paling modern untuk secara drastis mengurangi biaya perawatan peralatan. Sesuai dengan namanya, kembar digital membuat salinan virtual sumber daya fisik menggunakan data yang dikumpulkan pada titik-titik tertentu di mesin atau perangkat - mereka adalah salinan digital dari peralatan yang sudah bekerja atau sedang dirancang. GE Aviation baru-baru ini membantu mengembangkan kembaran digital pertama di dunia. Sistem sasis. Sensor telah dipasang pada titik di mana kegagalan biasanya terjadi, menyediakan data real-time, termasuk untuk tekanan hidrolik dan suhu rem. Ini digunakan untuk mendiagnosis sisa siklus hidup sasis dan mengidentifikasi kegagalan lebih awal.

Dengan memantau sistem kembar digital, kami dapat terus memantau status sumber daya dan menerima peringatan dini, prakiraan, dan bahkan rencana tindakan, membuat model skenario "bagaimana jika" - semuanya untuk memperluas ketersediaan sumber daya. peralatan dari waktu ke waktu. Perusahaan yang berinvestasi dalam kembar digital akan melihat pengurangan 30 persen dalam waktu siklus untuk proses utama, termasuk pemeliharaan, menurut International Data Corporation.  

Augmented reality untuk pilot

Salah satu inovasi terpenting dalam beberapa tahun terakhir adalah pengembangan tampilan dan sensor pilot memimpin. NASA dan ilmuwan Eropa sedang bereksperimen dengan ini dalam upaya membantu pilot mendeteksi dan mencegah masalah dan ancaman. Tampilan sudah terpasang di helm pilot pesawat tempur F-35 Lockheed Martindan Thales dan Elbit Systems sedang mengembangkan model untuk pilot pesawat komersial, terutama pesawat kecil. Sistem SkyLens perusahaan yang terakhir akan segera digunakan pada pesawat ATR.

SkyLens oleh Sistem Elbit

Sintetis dan halus sudah banyak digunakan di jet bisnis yang lebih besar. sistem penglihatan (SVS/EVS), yang memungkinkan pilot mendarat dalam kondisi visibilitas yang buruk. Mereka semakin bergabung menjadi sistem penglihatan gabungan (CVS) bertujuan untuk meningkatkan kesadaran pilot tentang situasi dan keandalan jadwal penerbangan. Sistem EVS menggunakan sensor inframerah (IR) untuk meningkatkan visibilitas dan biasanya diakses melalui tampilan HUD (). Sistem Elbit, pada gilirannya, memiliki enam sensor, termasuk inframerah dan cahaya tampak. Itu terus berkembang untuk mendeteksi berbagai ancaman seperti abu vulkanik di atmosfer.

Layar sentuhsudah dipasang di kokpit jet bisnis, mereka pindah ke pesawat dengan tampilan Rockwell Collins untuk Boeing 777-X baru. Produsen avionik juga mencari spesialis pengenalan suara sebagai langkah lain untuk mengurangi beban di kabin. Honeywell sedang bereksperimen dengan pemantauan aktivitas otak Untuk menentukan kapan pilot memiliki terlalu banyak pekerjaan yang harus dilakukan atau perhatiannya mengembara ke suatu tempat "di awan" - berpotensi juga tentang kemampuan untuk mengontrol fungsi kokpit.

Namun, perbaikan teknis di kokpit tidak akan banyak membantu ketika pilot kelelahan. Mike Sinnett, wakil presiden pengembangan produk Boeing, baru-baru ini mengatakan kepada Reuters bahwa dia memperkirakan "41 pekerjaan akan dibutuhkan selama dua puluh tahun ke depan." pesawat jet komersial. Ini berarti bahwa lebih dari 600 orang akan dibutuhkan. lebih banyak pilot baru. Dimana untuk mendapatkan mereka? Sebuah rencana untuk memecahkan masalah ini, setidaknya di Boeing, penerapan kecerdasan buatan. Perusahaan telah mengungkapkan rencana untuk pembuatannya kokpit tanpa pilot. Namun, Sinnett percaya mereka mungkin tidak akan menjadi kenyataan sampai tahun 2040.

Tidak ada jendela?

Kabin penumpang adalah area inovasi di mana banyak hal terjadi. Oscar bahkan diberikan di bidang ini - Penghargaan Crystal Cabin, yaitu penghargaan kepada penemu dan perancang yang menciptakan sistem yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas interior pesawat baik untuk penumpang maupun awak. Segala sesuatu yang membuat hidup lebih mudah, meningkatkan kenyamanan, dan menciptakan penghematan dihargai di sini - mulai dari toilet di dalam pesawat hingga loker untuk tas tangan.

Sementara itu, Timothy Clark, Presiden Emirates Airlines, mengumumkan: pesawat tanpa jendelayang bahkan bisa dua kali lebih ringan dari struktur yang ada, yang berarti lebih cepat, lebih murah dan lebih ramah lingkungan dalam konstruksi dan pengoperasiannya. Di kelas pertama Boeing 777-300ER baru, jendela telah diganti dengan layar yang, berkat kamera dan koneksi serat optik, dapat menampilkan tampilan luar tanpa ada perbedaan yang terlihat dengan mata telanjang. Tampaknya ekonomi tidak akan mengizinkan pembangunan pesawat "berkaca", yang diimpikan banyak orang. Sebaliknya, kita cenderung memiliki proyeksi di dinding, langit-langit, atau kursi di depan kita.

Konsep kabin dengan atap yang memvisualisasikan langit

Tahun lalu, Boeing mulai menguji aplikasi seluler vCabin, yang memungkinkan penumpang untuk menyesuaikan tingkat pencahayaan di sekitar mereka, menelepon pramugari, memesan makanan, dan bahkan memeriksa apakah toilet kosong. Sementara itu, ponsel telah disesuaikan dengan perlengkapan interior seperti kursi bisnis Recaro CL6710, yang dirancang untuk memungkinkan aplikasi seluler memiringkan kursi ke depan dan ke belakang.

Sejak 2013, regulator AS telah mencoba untuk mencabut larangan penggunaan ponsel di pesawat, menunjukkan bahwa risiko mereka mengganggu sistem komunikasi di dalam pesawat kini semakin rendah. Terobosan di bidang ini akan memungkinkan penggunaan aplikasi seluler selama penerbangan.

Kami juga melihat otomatisasi penanganan darat yang progresif. Delta Airlines di AS sedang bereksperimen dengan penggunaan biometrik untuk pendaftaran penumpang. Beberapa bandara di seluruh dunia sudah menguji atau menguji teknologi pengenalan wajah untuk mencocokkan foto paspor dengan foto pelanggan mereka melalui verifikasi identitas, yang dikatakan dapat memeriksa dua kali lebih banyak pelancong per jam. Pada bulan Juni 2017, JetBlue bermitra dengan US Customs and Border Protection (CBP) dan perusahaan IT global SITA untuk menguji program yang menggunakan biometrik dan teknologi pengenalan wajah untuk menyaring pelanggan saat naik pesawat.

Oktober lalu, Asosiasi Transportasi Udara Internasional memperkirakan bahwa pada tahun 2035 jumlah pelancong akan berlipat ganda menjadi 7,2 miliar. Jadi ada mengapa dan untuk siapa melakukan inovasi dan perbaikan.

Penerbangan masa depan:

Animasi sistem BLI: 

Animasi pintu masuk lapisan batas | Pusat Penelitian NASA Glenn