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美国航空业复兴指望下一代飞机

2017-11-15 08:42 来源:科技日报 房琳琳

  尽管不断采用的创新技术使现有飞机更节能,但业界对探索替代推进系统和能源仍怀有浓厚兴趣。这种兴趣为开发尖端技术提供了机会,在大大减少燃料使用量的同时,为美国公司和运营商孕育着潜在的市场和商机。

  美国国家航空航天局(NASA)先进空中运输技术项目(AATT)主管吉姆·海德曼说,我们正处在商业航空的临界点,正在探索和开发的飞机推进系统将改变游戏规则,新的技术概念要求显著提高效率并减少对环境的影响。

  NASA官网近日报道称,该机构已经在准备建造和试飞第一架X飞机了,这是一种低空飞行的超音速飞行演示器,通过其“新航空视界”计划,将加速验证颠覆传统的创新概念,并让相关技术尽快获得最终测试。

  全新概念,动力十足强劲

  NASA格伦研究中心的工程师团队,正在对紧凑型燃气涡轮发动机、低排放燃烧室、电动燃气轮机、电增强推进以及边界层摄入发动机等尖端技术进行研究。

  该团队研发的创新飞机概念名为STARC-ABL,这是一种飞机后部边界层推进器单通道涡轮飞机,其发动机比波音737的稍小,仅由安装在底翼发动机上的发电机产生的电力驱动。机翼式发动机在起飞时能提供80%的推力,在巡航时提供55%的推力,剩余推力则由安装在尾部的全动力涡扇发动机提供支持。研究人员预测,这种创新系统可将效率提升10%。

  据悉,这种新概念飞机正被NASA考虑纳入未来X飞机候选者之一。

  精诚协作,决战未来20年

  虽然今年秋天NASA电动飞机试验台打算进行小尺度的STARC-ABL概念的初步地面测试,但仍有几个发展挑战。为了进一步研究商用飞机面临的挑战——实现节能、减排和降噪的高水平飞机设计目标,NASA正寻找工业界和学术界的专业解决方案。

  最近,NASA授予波音公司12个月的合同,将与业界多家公司合作,共同开发150座飞机设计原型,希望能配置电动推进系统等概念的应用。

  长达一年的研究也将探索新的开发路径,但也会遇见尚未可知的技术障碍,以及任何与安全和飞行认证相关的挑战,像STARC-ABL或下一代混合动力及涡轮飞机的概念,距离真正成形或许还要等上20年。

  正式起飞,还需稳扎稳打

  海德曼说:“我们相信,全球竞争和国际认证标准将降低发动机的燃油消耗,以推进更高效的飞机发动机概念,从而使用更清洁的能源。此外,其他商业运输方式的潜在兴起,如往来非旅行景点之间和按需飞行服务等,代表了革新推进技术的新市场和潜在受益者。”

  现在,行业研究的最终报告将概述混合动力和常规单过道飞机概念设计,包括电气系统和飞机子系统的技术路线图。

  研究人员将陆续确定新型电机、发电机和电子组件的关键性能参数,以及适当的风洞、飞行高度、地面测试及飞行演示的条件要求。

  最终,NASA希望为下一代飞机的设计做出贡献,或许未来不久,这种大幅减少燃油消耗、噪音和排放的新型混合动力的商用飞机,就会在全球各地的机场亮相。

(责任编辑:王蔚)

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