隨著航空科技發(fā)展,未來民用航空將會變得越來越復雜,民航客機將變得更高效節(jié)能,并與多樣化的飛行器共享空域。
飛艇復興
飛艇計劃進入了周期性復興時期。由英國混合航空器有限公司(HAV)研制的HAV304飛艇原型機計劃于2015年初首飛。該重型飛艇長約98米,設計有效載荷達50噸。早在2012年,由HAV公司為美軍“長航時偵查平臺”項目所研制的HAV304已經(jīng)完成試飛。然而該項目于2013年被取消,HAV公司開始重新組裝這架飛艇?;旌巷w艇集合浮力、空氣動力和矢量推力為一體,能有效提升效率、便于操作。HAV公司希望以首架HAV304原型機的客戶反饋為基礎,研發(fā)更為先進的AirLande50飛行器,并于2018~2019年實現(xiàn)首飛。
太陽能動力
瑞士制造的陽光動力飛機計劃于2015年3月從阿聯(lián)酋阿布扎比起飛,用5個月的時間實現(xiàn)環(huán)球飛行。根據(jù)項目安排,“陽光動力2號”飛機由一名飛行員駕駛,依次經(jīng)過阿拉伯海、印度、緬甸、中國、太平洋、美國、大西洋、南歐,途中包括5天5夜的不間斷飛行。“陽光動力2號”于2014年6月首飛,這架全球最大的太陽能飛機翼展達72米,而滿載重量僅為2.3噸。“陽光動力2號”裝有17250塊太陽能電池,最大功率達到55千瓦,可以為635千克電池充電,為連續(xù)幾日的晝夜飛行提供動力。
開式轉子項目復蘇
盡管斯奈克瑪公司的開式轉子齒輪發(fā)動機地面試驗被延遲到2016年,但是只要過程順利,斯奈克瑪公司有望在2022年將節(jié)能動力裝置應用在空客的飛行試驗平臺中。在歐洲“清潔天空”計劃的背景下,斯奈克瑪公司著手研究反向旋轉開式轉子項目,該項目預算為2.3億美元。這臺開式轉子齒輪發(fā)動機將在后續(xù)的“清潔天空2”計劃中完成試飛。斯奈克瑪公司評估,相比于CFM LEAP-1發(fā)動機,開式轉子發(fā)動機能夠節(jié)約26%的燃料。飛行試驗將驗證新型發(fā)動機的效率和噪音水平,以及變速箱、消音裝置和葉片技術的可靠性。
挑戰(zhàn)更長航時
美國Facebook和Google公司計劃研發(fā)太陽能驅動長航程無人機,以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)貨運服務。這兩家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進駐無人機行業(yè),無疑對目前處于無人機行業(yè)領導地位的空客公司造成一定沖擊。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)劃,空客防務與空間公司將于2015年實現(xiàn)改進型“西風”8號高空無人機的試飛。“西風”無人機被稱為“高空偽衛(wèi)星”,可執(zhí)行通信中繼等任務,未來可作為持續(xù)監(jiān)控裝備。
2013年,空客公司從Qinetiq公司收購了“西風”7號無人機,希望利用通信衛(wèi)星制造經(jīng)驗,提升航空器的感知能力。“西風”7號翼展為23米,重量為55千克,現(xiàn)已經(jīng)取得14天飛行航時的紀錄,并且于2014年在澳大利亞的低光照冬季環(huán)境下實現(xiàn)了連續(xù)飛行超過11天的良好紀錄。它的改進型“西風”8號無人機翼展達到28米,重量為60千克,其性能將比現(xiàn)有的“西風”7號提升將近60%。
非凡的“愿景”
十年前,有許多新的概念沖擊著人們的視野,其中單發(fā)私人飛機便是最熱門的新鮮事物。如今,只有西銳的“愿景”SF50飛機仍然在不斷發(fā)展。該機型現(xiàn)已進入認證狀態(tài),并且將于2015年底實現(xiàn)首批交付。SF50的發(fā)展前景曾一度遭受質疑。2013年,中航工業(yè)通飛收購美國西銳公司并為SF50的研發(fā)投資金,助力SF50項目的完成。截至目前,SF50一架概念機和兩架認證機實現(xiàn)了首飛,后續(xù)的生產(chǎn)交付工作將接踵而至。SF50飛機裝有Williams FJ33-5A渦扇發(fā)動機,最多可乘坐5名成人與2名兒童。
及時縫合
一種能夠使碳纖維復合材料機身的重量減輕10%以上、有效降低制造成本的新結構概念將在2015年正式進入試驗。NASA將構建一個9米長的翼盒以模擬雙層混合翼身客機的中心部分,結合增壓和彎曲試驗,評估波音的拉擠棒縫合有效組合結構(Preseus)的性能。該結構使用干布、增強筋、樹脂浸料、非熱壓罐處理的大型組合板, 具備不間斷加載路徑,通過縫合能有效避免裂縫的產(chǎn)生。
綠色直升機
在歐洲“清潔天空”項目的背景下,空客直升機公司計劃于2015年將裝有柴油循環(huán)發(fā)動機的EC120輕型直升機送上天空。據(jù)技術人員介紹,柴油循環(huán)發(fā)動機比渦輪發(fā)動機的燃料消耗降低30%~40%。阿古斯塔韋斯特蘭公司也將于2015年底完成加裝主動擾流板旋翼的AW139的飛行試驗。這些技術能夠增加直升機升力、減小所需功率、節(jié)省燃料以及降低排放。2016年,“清潔天空”項目將對電驅動尾槳進行臺架試驗,驗證其是否能減輕重量、降低噪音和振動。
無人機空域管理
隨著科技的發(fā)展,無人機的應用范圍逐漸增加:在繁忙的機場附近、核電廠周圍以及體育賽事的上空都能看到小型無人機飛行的身影。問題也隨之而來:如何在開放低空空域的同時確保隱私與安全?NASA計劃五年內推行無人機交通管理系統(tǒng)(UTM)。該系統(tǒng)將為無人機用戶提供門戶網(wǎng)站,幫助他們規(guī)劃飛行軌跡、了解實時天氣、躲避障礙及獲曉其他交通情況??沼蚬芾碚吣軌蜻M行區(qū)域劃定,對無人機用戶進行身份驗證并在緊急情況時為其開出“通行證”。目前該網(wǎng)站的前期工作正在阿拉斯加進行。
變形襟翼
高技術公務機
公務航空已成為許多航空技術的誕生地。隨著先進技術日益廣泛的應用,飛機正推動著航空科學技術不斷向前發(fā)展。Aerion AS2超聲速公務機氣動外形采用層流結構設計,能夠減少摩擦阻力。它的有效巡航速度為馬赫數(shù)0.95,避免了當速度達到馬赫數(shù)1.4時產(chǎn)生聲爆。達索獵鷹5X公務機采用多波段紅外增強顯示與計算機合成圖像相結合的顯示系統(tǒng),合成的圖像將顯示在駕駛艙的平視主顯示器上。灣流G500與G600公務機引入了創(chuàng)新的觸摸屏技術,集成的觸摸屏將用于系統(tǒng)操控以及飛行管理等。本田HongdaJet公務機采用碳纖維材料機身,機頭以及機翼的氣動設計使氣流產(chǎn)生自然層流以減少阻力。此外,該公務機將發(fā)動機裝在機翼上方以增大機艙容量。(田曄)