美國航空業復興指望下一代飛機——節能、減排、降噪要求促全新概念和尖端技術發展
2017-11-15 10:38 來源: 科技日報
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  盡管不斷採用的創新技術使現有飛機更節能,但業界對探索替代推進係統和能源仍懷有濃厚興趣。這種興趣為開發尖端技術提供了機會,在大大減少燃料使用量的同時,為美國公司和運營商孕育著潛在的市場和商機。

  美國國家航空航天局(NASA)先進空中運輸技術項目(AATT)主管吉姆·海德曼説,我們正處在商業航空的臨界點,正在探索和開發的飛機推進係統將改變遊戲規則,新的技術概念要求顯著提高效率並減少對環境的影響。

  NASA官網近日報道稱,該機構已經在準備建造和試飛第一架X飛機了,這是一種低空飛行的超音速飛行演示器,通過其“新航空視界”計劃,將加速驗證顛覆傳統的創新概念,並讓相關技術盡快獲得最終測試。

  全新概念,動力十足強勁

  NASA格倫研究中心的工程師團隊,正在對緊湊型燃氣渦輪發動機、低排放燃燒室、電動燃氣輪機、電增強推進以及邊界層攝入發動機等尖端技術進行研究。

  該團隊研發的創新飛機概念名為STARC-ABL,這是一種飛機後部邊界層推進器單通道渦輪飛機,其發動機比波音737的稍小,僅由安裝在底翼發動機上的發電機産生的電力驅動。機翼式發動機在起飛時能提供80%的推力,在巡航時提供55%的推力,剩余推力則由安裝在尾部的全動力渦扇發動機提供支持。研究人員預測,這種創新係統可將效率提升10%。

  據悉,這種新概念飛機正被NASA考慮納入未來X飛機候選者之一。

  精誠協作,決戰未來20年

  雖然今年秋天NASA電動飛機試驗臺打算進行小尺度的STARC-ABL概念的初步地面測試,但仍有幾個發展挑戰。為了進一步研究商用飛機面臨的挑戰——實現節能、減排和降噪的高水平飛機設計目標,NASA正尋找工業界和學術界的專業解決方案。

  最近,NASA授予波音公司12個月的合同,將與業界多家公司合作,共同開發150座飛機設計原型,希望能配置電動推進係統等概念的應用。

  長達一年的研究也將探索新的開發路徑,但也會遇見尚未可知的技術障礙,以及任何與安全和飛行認證相關的挑戰,像STARC-ABL或下一代混合動力及渦輪飛機的概念,距離真正成形或許還要等上20年。

  正式起飛,還需穩扎穩打

  海德曼説:“我們相信,全球競爭和國際認證標準將降低發動機的燃油消耗,以推進更高效的飛機發動機概念,從而使用更清潔的能源。此外,其他商業運輸方式的潛在興起,如往來非旅行景點之間和按需飛行服務等,代表了革新推進技術的新市場和潛在受益者。”

  現在,行業研究的最終報告將概述混合動力和常規單過道飛機概念設計,包括電氣係統和飛機子係統的技術路線圖。

  研究人員將陸續確定新型電機、發電機和電子組件的關鍵性能參數,以及適當的風洞、飛行高度、地面測試及飛行演示的條件要求。

  最終,NASA希望為下一代飛機的設計做出貢獻,或許未來不久,這種大幅減少燃油消耗、噪音和排放的新型混合動力的商用飛機,就會在全球各地的機場亮相。(房琳琳

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【糾錯】 責任編輯: 宋家慧 李夏
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