Technické inovace v letadlech i mimo ně

Letectví se vyvíjí různými směry. Letouny zvyšují dolet, stávají se hospodárnějšími, aerodynamičtějšími a lépe zrychlují. Jsou zde vylepšení kabin, sedadel pro cestující a samotných letišť.

Let trval sedmnáct hodin bez přestávky. Boeing 787-9 Dreamliner Australská letecká společnost Qantas s více než dvěma stovkami cestujících a šestnácti členy posádky na palubě uskutečnila let z australského Perthu na letiště Heathrow v Londýně. Auto proletělo 14 498 km. Byl to druhý nejdelší let na světě hned po spojení Qatar Airways z Dauhá do Aucklandu na Novém Zélandu. Tato poslední cesta je zvažována 14 529 km, která je o 31 km delší.

Singapore Airlines už mezitím čekají na dodání nového. Airbus A350-900ULR (let na velmi dlouhou vzdálenost) k zahájení přímého spojení z New Yorku do Singapuru. Celková délka trasy bude více než 15 tisíc km. Verze A350-900ULR je poměrně specifická - nemá ekonomickou třídu. Letoun byl navržen pro 67 sedadel v obchodní části a 94 v prémiové ekonomické části. To dává smysl. Vždyť kdo může sedět skoro celý den stísněný v nejlevnějším kupé? Jen mimo jiné S tak dlouhými přímými lety v kabinách pro cestující se navrhuje stále více nových zařízení.

pasivní křídlo

Jak se konstrukce letadel vyvíjela, jejich aerodynamika procházela neustálými, i když ne radikálními změnami. Vyhledávání zlepšená palivová účinnost Změny designu lze nyní urychlit, včetně tenčích a pružnějších křídel, která poskytují přirozené laminární proudění vzduchu a aktivně toto proudění řídí.

Armstrong Flight Research Center NASA v Kalifornii pracuje na tom, co nazývá pasivní aeroelastické křídlo (STALEMOVAT). Larry Hudson, hlavní testovací inženýr v laboratoři Air Load Laboratory Armstrong Center, médiím řekl, že tato kompozitní konstrukce je lehčí a pružnější než tradiční křídla. Budoucí komerční letadla jej budou moci využívat pro maximální konstrukční efektivitu, úsporu hmotnosti a spotřebu paliva. Při testování odborníci používají (FOSS), který využívá optická vlákna integrovaná s povrchem křídla, která dokážou poskytnout data z tisíců měření přetvoření a namáhání při pracovní zátěži.

Kabiny letadel - projekt

Tenčí a flexibilnější křídla snižují odpor a hmotnost, ale vyžadují nová konstrukční a manipulační řešení. odstranění vibrací. Vyvíjené metody jsou spojeny zejména s pasivním, aeroelastickým nastavováním konstrukce pomocí profilovaných kompozitů nebo výrobou kovových aditiv, dále s aktivním řízením pohyblivých ploch křídel za účelem snížení manévrovacího a výbušného zatížení a tlumit vibrace křídla. Například University of Nottingham ve Velké Británii vyvíjí strategie aktivního řízení pro kormidla letadel, které mohou zlepšit aerodynamiku letadla. To umožňuje snížit odpor vzduchu asi o 25 %. Díky tomu bude letadlo létat plynuleji, což povede k nižší spotřebě paliva a emisím COXNUMX.₂.

Vyměnitelná geometrie

NASA úspěšně zavedla do praxe novou technologii, která umožňuje létat letadlům skládací křídla v různých úhlech. Součástí projektu byla i nejnovější série letů provedených v Armstrong Flight Research Center Adaptivní rozpětí křídel — Povrchově aktivní látka. Jeho cílem je dosáhnout široké škály aerodynamických výhod prostřednictvím použití inovativní lehké slitiny s tvarovou pamětí, která umožní, aby se vnější křídla a jejich ovládací plochy během letu sklápěly v optimálních úhlech. Systémy využívající tuto novou technologii mohou vážit až o 80 % méně než tradiční systémy. Tento podnik je součástí projektu NASA Converged Aviation Solutions v rámci úřadu Aeronautical Research Missions Authority.

Inovativní design kabiny letadla

Sklápění křídel za letu je inovací, která se však prosazovala již v 60. letech mj. pomocí letounu XB-70 Valkyrie. Problém byl v tom, že to bylo vždy spojeno s přítomností těžkých a velkých konvenčních motorů a hydraulických systémů, kterým nebyla lhostejná stabilita a hospodárnost letounu.

Implementace tohoto konceptu však může vést ke vzniku palivově úspornějších strojů než dosud a také ke snadnějšímu pojíždění budoucích dálkových letadel na letištích. Piloti navíc dostanou další zařízení, které bude reagovat na měnící se podmínky letu, jako jsou poryvy větru. Jedna z nejvýznamnějších potenciálních výhod skládání křídel souvisí s nadzvukovým letem.

, a také se pracuje na tzv. nadýchané tělo - smíšené křídlo. Jedná se o integrovanou konstrukci bez jasného oddělení křídel a trupu letadla. Tato integrace má výhodu oproti konvenčním konstrukcím letadel, protože tvar trupu sám o sobě pomáhá vytvářet vztlak. Zároveň snižuje odpor vzduchu a hmotnost, což znamená, že nový design spotřebuje méně paliva, a tím snižuje emise CO.₂.

Vykreslení designu X-48B se smíšeným křídlem

Leptání mezní vrstvy

Jsou také testovány alternativní uspořádání motoru - nad křídlem a na ocase, aby bylo možné použít motory s větším průměrem. Konstrukce s turboventilátorovými motory nebo elektromotory zabudovanými v ocasní části, „polykání“, takzvané „polknutí“, se odchylují od konvenčních řešení. vzduchová mezní vrstvacož snižuje odpor. Vědci z NASA se zaměřili na aerodynamický odpor a pracují na nápadu zvaném (BLI). Chtějí jím snížit spotřebu paliva, provozní náklady a zároveň znečištění ovzduší.

 Jim Heidmann, projektový manažer pokročilé technologie letecké dopravy Glenn Research Center, řekl během mediální prezentace.

Když letadlo letí, kolem trupu a křídel se vytvoří mezní vrstva – pomaleji se pohybující vzduch, který vytváří další aerodynamický odpor. Před jedoucím letadlem zcela chybí - vzniká při pohybu lodi vzduchem a v zadní části vozu může mít tloušťku až několik desítek centimetrů. V běžném provedení se mezní vrstva jednoduše nasune přes trup a poté se smísí se vzduchem za letadlem. Situace se však změní, pokud motory umístíme po dráze mezní vrstvy například na konci letadla, přímo nad nebo za trup. Pomalejší vzduch mezní vrstvy pak vstupuje do motorů, kde je urychlován a vytlačován vysokou rychlostí. To nemá vliv na výkon motoru. Výhodou je, že zrychlením vzduchu snížíme odpor, který působí mezní vrstva.

Vědci připravili více než desítku leteckých projektů, ve kterých by se takové řešení dalo využít. Agentura doufá, že alespoň jeden z nich bude použit v testovacím letounu X, který chce NASA v příštím desetiletí využít k testování pokročilé letecké techniky v praxi.

Vidět nová sedadla v letadle

Dvojče řekne pravdu

Digitální dvojčata je nejmodernější metodou, jak drasticky snížit náklady na údržbu zařízení. Jak název napovídá, digitální dvojčata vytvářejí virtuální kopii fyzických zdrojů pomocí dat shromážděných v určitých bodech strojů nebo zařízení – jsou digitální kopií zařízení, které již funguje nebo je navrhováno. GE Aviation nedávno pomohla vyvinout první digitální dvojče na světě. Podvozkový systém. Senzory byly instalovány v místech, kde obvykle dochází k poruchám, poskytující data v reálném čase, včetně hydraulického tlaku a teploty brzd. To bylo použito k diagnostice zbývajícího životního cyklu podvozku a včasné identifikaci poruch.

Monitorováním systému digitálního dvojčete můžeme neustále sledovat stav zdrojů a přijímat včasná varování, předpovědi a dokonce i akční plán modelující scénáře „co kdyby“ – to vše za účelem rozšíření dostupnosti zdrojů. vybavení v průběhu času. Společnosti investující do digitálních dvojčat zaznamenají podle International Data Corporation 30procentní zkrácení doby cyklu u klíčových procesů, včetně údržby.  

Rozšířená realita pro pilota

Jednou z nejdůležitějších novinek posledních let byl vývoj displeje a senzory vedoucí piloti. NASA a evropští vědci s tím experimentují ve snaze pomoci pilotům odhalit problémy a hrozby a předcházet jim. Displej byl již nainstalován v přilbě stíhacího pilota F-35 Lockheed Martina Thales a Elbit Systems vyvíjejí modely pro piloty komerčních letadel, zejména malých letadel. Systém SkyLens posledně jmenované společnosti bude brzy použit na letounech ATR.

SkyLens od Elbit Systems

Syntetické a rafinované jsou již široce používány ve větších business jetech. systémy vidění (SVS / EVS), která umožňuje pilotům přistávat za podmínek špatné viditelnosti. Stále více se spojují do kombinované systémy vidění (CVS) zaměřené na zvýšení informovanosti pilotů o situacích a spolehlivosti letových řádů. Systém EVS používá infračervený (IR) senzor pro zlepšení viditelnosti a je obvykle přístupný prostřednictvím displeje HUD (). Elbit Systems má zase šest senzorů, včetně infračerveného a viditelného světla. Neustále se rozšiřuje, aby detekovala různé hrozby, jako je sopečný popel v atmosféře.

Dotykové obrazovkyjiž nainstalované v kokpitech business jetů se přesouvají do letadel s displeji Rockwell Collins pro nový Boeing 777-X. Hledají i výrobci avioniky specialisté na rozpoznávání řeči jako další krok ke snížení zatížení kabiny. Honeywell experimentuje monitorování mozkové aktivity Zjistit, kdy má pilot příliš práce nebo se jeho pozornost toulá někde „v oblacích“ – potenciálně i o schopnosti ovládat funkce kokpitu.

Technická vylepšení v kokpitu však příliš nepomohou, když jsou piloti prostě vyčerpaní. Mike Sinnett, viceprezident pro vývoj produktů společnosti Boeing, nedávno agentuře Reuters řekl, že předpovídá „během příštích dvaceti let bude potřeba 41 600 pracovních míst“. komerční proudová letadla. To znamená, že bude potřeba více než XNUMX lidí. více nových pilotů. Kde je získat? Plán na vyřešení tohoto problému, alespoň v Boeingu, aplikace umělé inteligence. Společnost již odhalila plány na její vytvoření kokpit bez pilotů. Sinnett však věří, že se pravděpodobně nestanou realitou dříve než v roce 2040.

Žádná okna?

Kabiny pro cestující jsou oblastí inovací, kde se toho hodně děje. V této oblasti se dokonce udělují Oscary - Ceny Crystal Cabin, tj. ocenění vynálezcům a konstruktérům, kteří vytvářejí systémy zaměřené na zlepšení kvality interiérů letadel pro cestující i posádku. Odměňuje se zde vše, co usnadňuje život, zvyšuje komfort a vytváří úspory – od palubní toalety až po skříňky na příruční zavazadla.

Mezitím Timothy Clark, prezident Emirates Airlines, oznamuje: letadla bez okenkterý může být dokonce dvakrát lehčí než stávající konstrukce, což znamená rychlejší, levnější a ekologičtější při výstavbě i provozu. V první třídě nového Boeingu 777-300ER již byla okna vyměněna za obrazovky, které díky kamerám a připojení optických vláken dokážou zobrazit vnější pohled bez jakýchkoli rozdílů viditelných pouhým okem. Zdá se, že ekonomika nedovolí stavbu „prosklených“ letadel, o kterých mnozí sní. Místo toho máme před sebou spíše projekce na stěnách, stropě nebo sedadlech.

Koncept kabiny se střechou, která vizualizuje oblohu

Loni Boeing začal testovat mobilní aplikaci vCabin, která pasažérům umožňuje upravovat úroveň osvětlení v jejich bezprostřední blízkosti, volat letušky, objednávat jídlo a dokonce kontrolovat, zda je toaleta prázdná. Mezitím byly telefony přizpůsobeny vnitřnímu vybavení, jako je obchodní židle Recaro CL6710, navržená tak, aby umožňovala mobilním aplikacím naklánět židli dopředu a dozadu.

Američtí regulátoři se od roku 2013 snaží zákaz používání mobilních telefonů v letadlech zrušit a poukazují na to, že riziko jejich narušení palubního komunikačního systému je nyní stále nižší. Průlom v této oblasti umožní využití mobilních aplikací během letu.

Jsme také svědky progresivní automatizace pozemní manipulace. Delta Airlines v USA experimentuje s využitím biometrie pro registraci cestujících. Některá letiště po celém světě již testují nebo testují technologii rozpoznávání obličeje, aby porovnali pasové fotografie s fotografiemi svých zákazníků prostřednictvím ověření identity, které prý dokáže zkontrolovat dvakrát tolik cestujících za hodinu. V červnu 2017 se JetBlue spojil s americkou celní a hraniční ochranou (CBP) a globální IT společností SITA, aby otestovali program, který využívá biometrii a technologii rozpoznávání obličeje k prověřování zákazníků při nalodění.

Mezinárodní asociace leteckých dopravců loni v říjnu předpověděla, že do roku 2035 se počet cestujících zdvojnásobí na 7,2 miliardy. Je tedy proč a pro koho pracovat na inovacích a vylepšeních.

Letectví budoucnosti:

Animace systému BLI: 

Animace vstupu hraniční vrstvy | Výzkumné centrum NASA Glenn