航空機およびそれ以降の技術革新

航空はさまざまな方向に発展しています。 飛行機は航続距離を延ばし、経済性と空気力学を向上させ、加速を向上させます。 キャビンの改善、乗客の座席、空港自体があります。

飛行は休憩なしでXNUMX時間続きました。 ボーイング 787-9 ドリームライナー XNUMX 人以上の乗客と XNUMX 人の乗務員を乗せたオーストラリアのカンタス航空は、オーストラリアのパースからロンドンのヒースロー空港まで飛行しました。 車が通り過ぎた 14 498 km. カタール航空がドーハからニュージーランドのオークランドに接続した直後の世界で XNUMX 番目に長いフライトでした。 この最後のルートが考慮されます 14 529 km、これは 31 km 長くなります。

一方、シンガポール航空はすでに新しいものの配達を待っています。 エアバス A350-900ULR （超長距離便）ニューヨークからシンガポールへの直行便を開始。 ルートの全長は、 15千キロ以上. A350-900ULR バージョンは非常に特殊で、エコノミー クラスはありません。 この機体は、ビジネス セクション 67 席、プレミアム エコノミー セクション 94 席で設計されています。 それは理にかなっている。 結局のところ、最も安いコンパートメントにほぼ一日中窮屈に座れるのは誰でしょうか? とりわけ、客室でのこのような長い直行便では、ますます多くの新しいアメニティが設計されています.

受動翼

航空機の設計が進化するにつれて、その空気力学は急進的ではありませんが、絶え間なく変化しました。 探す 燃費の向上 自然な層流を提供し、その気流を積極的に管理する、より薄く、より柔軟な翼を含め、設計変更を加速できるようになりました。

カリフォルニアにあるNASAのアームストロング飛行研究センターは、それが呼ぶものに取り組んでいます パッシブ空力弾性翼 (膠着状態)。 アームストロング センターの空気負荷研究所のチーフ テスト エンジニアであるラリー ハドソン氏は、メディアに対し、この複合構造は従来の翼よりも軽量で柔軟であると語っています。 将来の民間航空機は、最大の設計効率、軽量化、および燃費のためにそれを使用できるようになります。 テスト中、専門家は翼の表面に統合された光ファイバーを使用する（FOSS）を使用します。これは、作業負荷下での変形と応力の何千もの測定値からのデータを提供できます。

航空機のキャビン - プロジェクト

より薄くより柔軟な翼は抗力と重量を減らしますが、新しい設計と取り扱いの解決策が必要です。 振動の除去. 開発中の方法は、特に、プロファイルされた複合材または金属添加剤の製造を使用した構造の受動的な空力弾性調整、および操縦と爆発負荷を軽減するための翼の可動面の能動的制御に関連しています。翼の振動を和らげます。 たとえば、英国のノッティンガム大学は、航空機の空気力学を改善できる航空機舵のアクティブ制御戦略を開発しています。 これにより、空気抵抗を約25％低減することが可能です。 その結果、航空機はよりスムーズに飛行し、燃料消費量と COXNUMX 排出量が削減されます。₂.

変更可能なジオメトリ

NASA は、航空機の飛行を可能にする新しい技術の実用化に成功しました さまざまな角度で翼を折りたたむ. アームストロング飛行研究センターで実施された最後の一連の飛行は、プロジェクトの一部でした 適応翼幅 — 界面活性剤. 革新的な軽量形状記憶合金を使用して、飛行中に外側の翼とその操縦翼面を最適な角度に折りたたむことで、幅広い空力的利点を達成することを目指しています。 この新しいテクノロジーを使用したシステムは、従来のシステムよりも最大 80% 軽量化できます。 このベンチャーは、NASA の航空研究ミッション局の下でのコンバージド アビエーション ソリューション プロジェクトの一部です。

革新的な機内デザイン

飛行中の翼の折り畳みは革新的ですが、60 年代には XB-70 Valkyrie 航空機などを使用してすでに着手されていました。 問題は、航空機の安定性と経済性に無関心ではなかった、重くて大きな従来のエンジンと油圧システムの存在に常に関連していたことです。

ただし、このコンセプトの実装により、以前よりも燃料効率の高い機械が作成され、空港での将来の長距離航空機のタキシングが簡素化される可能性があります。 さらに、パイロットは、突風などの飛行条件の変化に対応するための別のデバイスを受け取ります。 翼を折りたたむことの最も重要な潜在的利点の XNUMX つは、超音速飛行に関係しています。

、そして彼らはいわゆるにも取り組んでいます。 ふわふわボディ – 混合翼. これは、機体の翼と胴体を明確に分離せずに一体化した設計です。 この統合には、胴体自体の形状が揚力の生成に役立つため、従来の航空機設計よりも優れています。 同時に、空気抵抗と重量が減少するため、新しい設計では燃料の消費が少なくなり、CO 排出量が削減されます。₂.

X-48B 混合翼デザインのレンダリング

境界層エッチング

それらもテストされています 代替エンジンレイアウト - より大きな直径のモーターを使用できるように、翼の上と尾に。 テールに組み込まれたターボファンエンジンまたは電気モーターを使用した設計、いわゆる「飲み込み」は、従来のソリューションから逸脱しています。 空気境界層これは抗力を減らします。 NASA の科学者は空気抵抗の部分に注目し、(BLI) と呼ばれるアイデアに取り組んでいます。 彼らはそれを使用して、燃料消費、運用コスト、大気汚染を同時に削減したいと考えています。

 Glenn Research Center Advanced Air Transportation Technology Project Manager の Jim Heidmann 氏は、メディア プレゼンテーションで次のように述べています。

胴体と翼の周りの航空機の飛行中に、境界層が形成されます-よりゆっくりと移動する空気により、追加の空力抵抗が生じます. 移動する航空機の前にはまったく存在しません。船が空中を移動するときに形成され、車の後部では最大数十センチの厚さになります。 従来の設計では、境界層は単に胴体の上を滑り、航空機の背後の空気と混ざり合っていました。 ただし、エンジンを境界層の経路に沿って、たとえば航空機の端、胴体の真上または真後ろなどに配置すると、状況が変わります。 速度の遅い境界層の空気はエンジンに入り、そこで加速されて高速で排出されます。 これはエンジン出力には影響しません。 利点は、空気を加速することにより、境界層によって加えられる抵抗が減少することです。

科学者たちは、そのようなソリューションを使用できる航空機プロジェクトを XNUMX 以上準備しました。 NASAは、NASAが高度な航空技術を実際にテストするために、今後XNUMX年間で使用したいと考えているXテスト航空機で少なくともXNUMXつが使用されることを望んでいます.

飛行機の新しい座席を見る

双子の兄弟が真実を語る

デジタルツイン 機器のメンテナンスコストを大幅に削減する最新の方法です。 名前が示すように、デジタル ツインは、マシンまたはデバイスの特定のポイントで収集されたデータを使用して、物理リソースの仮想コピーを作成します。デジタル ツインは、既に動作中または設計中の機器のデジタル コピーです。 GE Aviation は最近、世界初のデジタル ツインの開発を支援しました。 シャーシシステム. センサーは、通常故障が発生するポイントに設置されており、油圧やブレーキ温度などのリアルタイム データを提供します。 これは、シャーシの残りのライフサイクルを診断し、障害を早期に特定するために使用されました。

デジタル ツイン システムを監視することで、リソースの状態を常に監視し、早期の警告、予測、さらにはアクション プランを受け取り、「もしも」のシナリオをモデル化して、リソースの可用性を拡張することができます。 時間の経過とともに装備。 International Data Corporation によると、デジタル ツインに投資する企業は、メンテナンスを含む主要なプロセスのサイクル タイムが 30% 短縮されます。  

パイロットのための拡張現実

近年の最も重要なイノベーションの XNUMX つは、 ディスプレイとセンサー パイロットを率いる。 NASA とヨーロッパの科学者は、パイロットが問題や脅威を検出して防止するのを助けるために、これを実験しています。 ディスプレイはすでに戦闘機パイロットのヘルメットに取り付けられていました F-35 ロッキード・マーチンThales と Elbit Systems は、商用航空機パイロット、特に小型航空機用のモデルを開発しています。 後者の会社の SkyLens システムは、間もなく ATR 航空機で使用される予定です。

Elbit Systems の SkyLens

合成および精製は、大型のビジネスジェット機ですでに広く使用されています。 ビジョンシステム （SVS / EVS）、パイロットが視界の悪い状態で着陸できるようにします。 それらはますます融合します 複合ビジョンシステム (CVS) は、パイロットの状況認識とフライト スケジュールの信頼性を高めることを目的としていました。 EVS システムは赤外線 (IR) センサーを使用して視認性を向上させ、通常は HUD ディスプレイからアクセスします ()。 一方、Elbit Systems には、赤外線と可視光を含む XNUMX つのセンサーがあります。 大気中の火山灰などのさまざまな脅威を検出するために、常に拡張されています。

タッチスクリーンすでにビジネス ジェットのコックピットに搭載されていますが、新しいボーイング 777-X のロックウェル コリンズ ディスプレイを備えた航空機に移行しています。 アビオニクス メーカーも注目しています。 音声認識スペシャリスト キャブへの負荷を軽減するためのもう XNUMX つのステップとして。 ハネウェルが実験中 脳活動モニタリング パイロットがやるべき仕事が多すぎたり、彼の注意がどこか「雲の中」にさまよったりするかを判断するため - コックピット機能を制御する能力についても可能性があります。

しかし、コックピットの技術的な改善は、パイロットが単に疲れ果てている場合にはほとんど役に立ちません。 ボーイング社の製品開発担当バイスプレジデント、マイク・シネット氏は最近ロイターに対し、「今後41年間で600万XNUMX人の雇用が必要になるだろう」と語った。 商用ジェット機。 つまり、３人以上必要になります。 さらに新しいパイロット。 それらをどこで入手できますか？ この問題を解決する計画は、少なくともボーイングでは、 人工知能の応用. 同社はすでにその作成計画を明らかにしている パイロットのいないコックピット. しかし、Sinnett は、おそらく 2040 年までは実現しないだろうと考えています。

窓がない？

乗客キャビンは、多くのことが起こっている革新の分野です。 オスカーもこの分野で授与されています - クリスタル キャビン アワード、つまり乗客と乗務員の両方のために航空機のインテリアの品質を向上させることを目的としたシステムを作成する発明者とデザイナーに授与されます。 機内トイレから手荷物用ロッカーまで、生活を楽にし、快適さを増し、節約を生み出すすべてがここで報われます。

一方、エミレーツ航空のティモシー・クラーク社長は次のように発表しています。 窓のない航空機これは、既存の構造物の 777 倍の軽量化が可能なため、建設と運用において、より速く、より安価で、環境に優しいことを意味します。 新しいボーイング 300-XNUMXER のファーストクラスでは、窓はすでにスクリーンに置き換えられており、カメラと光ファイバー接続のおかげで、肉眼で見える違いなしに外の景色を表示できます。 多くの人が夢見る「ガラス張りの」航空機の建設は、経済的に許されないようです。 代わりに、壁、天井、または前の座席に投影する可能性が高くなります。

空をイメージした屋根を持つキャビンコンセプト

昨年、ボーイングは vCabin モバイル アプリのテストを開始しました。これにより、乗客はすぐ近くの照明レベルを調整したり、客室乗務員に電話したり、食事を注文したり、トイレが空かどうかを確認したりできます。 一方、携帯電話は、モバイル アプリで椅子を前後に傾けられるように設計された Recaro CL6710 ビジネス チェアなどの内装に適合しています。

2013 年以来、米国の規制当局は航空機内での携帯電話の使用の禁止を解除しようとしており、携帯電話が機内通信システムに干渉するリスクはますます低くなってきていると指摘しています。 この分野でのブレークスルーにより、飛行中にモバイル アプリケーションを使用できるようになります。

また、進歩的なグランドハンドリングの自動化も見られます。 米国の航空会社デルタは、 乗客登録のためのバイオメトリクス. 世界中のいくつかの空港では、顔認識技術をテストまたはテストして、身元確認を通じてパスポートの写真と顧客の写真を照合しています。これにより、2017 時間あたりの旅行者数が XNUMX 倍になると言われています。 XNUMX 年 XNUMX 月、JetBlue は米国税関国境警備局 (CBP) およびグローバル IT 企業 SITA と提携し、生体認証と顔認識技術を使用して搭乗時に顧客をスクリーニングするプログラムをテストしました。

昨年 2035 月、国際航空運送協会は、7,2 年までに旅行者数が XNUMX 倍の XNUMX 億人になると予測しました。 したがって、革新と改善に取り組む理由と対象者が存在します。

未来の航空：

BLI システムのアニメーション: 

境界層入口アニメーション | NASA グレン研究センター