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标题: 盘点五大引领未来的飞行技术 [打印本页]

作者: 航空 时间: 2011-11-15 10:02:14 标题: 盘点五大引领未来的飞行技术

核心提示：空中加油目前在军事领域非常常见，不过这一技术还没有延伸到商业航空领域，主要是它的商业应用需要有庞大的基础设施来支持。

翼身融合技术

网易探索11月14日报道 上图是一架美国波音公司的X-48B原型机。它独特的设计将机身和机翼完美的融合了在一起。英国机械工程师协会在一份名为“飞行2075：飞向更光明的未来”的报告中指出，在未来几十年里，这种“翼身融合体”的设计样式将会引领商业飞机的发展趋势。它将从根本上改变游戏规则，重塑航空旅行的概念。
X-48B最独特的是整体造型设计，扁平、无尾的机身与机翼融合为一体，而不像传统设计中将机翼安插在圆柱形机身上。这种被称为“翼身融合”的设计能够提高飞机的运载能力和空间、增加飞行里程、减少空气阻力以及降低飞行时的燃料消耗。英国机械工程师协会客机主管菲利帕·奥尔德穆（Philippa Oldham）表示，和使用圆柱形机身的传统飞机相比，翼身融合飞行器更节省燃料。此外，这种飞机的发动机安装在机背上，从而使机舱内更安静，也减少了飞行时传到地面的噪音。
X-48B项目是美国宇航局新的“环境可信赖航空”项目（Environmentally Responsible Aviation，ERA）的一部分，旨在为未来开发更节能、更安静的飞机。该项目经理费伊·科利尔（Fay Collier）称，2010年3月最后一次飞行测试完全证明了翼身融合体设计的可行性。”

超音速技术
这种形状类似一个巨大标枪的飞行物是美国洛克希德·马丁公司最新设计的超音速绿色飞机（Supersonic Green Machine），其设计巡航速度可以达到1.6马赫，也即接近2倍音速。
这款飞机的设计方案可以应用于未来超音速喷气式飞机的研制。该方案的关键性创新就是采用了倒“V”字型发动机，这种发动机可以大大降低音爆所产生的影响。倒“V”字型发动机的工作原理有点类似赛车上的导流板，用于改善气流和减小音爆。协和式超音速飞机为了达到如此高的速度，必须要携带大量的燃油，同时还会喷出一氧化二氮。尽管洛克希德·马丁公司没有透露这款“超音速绿色飞机”的具体工作原理，但是模拟实验显示，飞行中音爆所带来的影响已明显降低，而且飞机可以飞得更远，燃油利用效率更高。
如果建成，超音速绿色飞机将是协和客机的下一代继承者。协和式超音速客机是世界上唯一投入实际运营的超音速商用客机，不过因为昂贵的维修成本和高昂的票价为人所诟病，一张伦敦至纽约的往返机票要价逾九千美元。随着工业技术的发展，今天的超音速客机将会在质量取得改进的同时，也会逐步降低运营成本。奥尔德穆称，“协和客机在发动机设计和材料使用上超越了时代的发展。我认为，我们可以造得起让更多人乘坐的超音速客机。”
加拿大不列颠哥伦比亚大学交通研究专家大卫·吉伦（David Gillen）称，在当今这个全球经济快速发展的时代，超音速客机将会非常受欢迎。他指出，“只要你看看中国、印度和巴西等新兴经济体的崛起，你就会发现全球之间的紧密联系是多么重要。更快的飞行体验和更短的飞行时间将会让超音速客机获得更多的经济效益。”

超燃冲压发动机
2008年，在美国宇航局位于佛吉尼亚州的兰利研究中心里，一具SJX61-2超燃冲压发动机正在风洞里接受5倍音速的测试。
超燃冲压发动机是指燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机，它代表了未来的推进技术。与火箭发动机不同，超燃冲压发动机是空气喷气发动机系统，不用携带重达数吨的氧化剂，直接从大气中吸入氧气，从而使飞行器达到接近火箭发动机的速度。
作为波音公司X-51验证机的动力装置，SJX61-1发动机的首台样机在2006年10月开始进行地面试验，结果证明该发动机可以在马赫数4.5～6.5范围内进行加速并保持稳定工作。不过，加拿大不列颠哥伦比亚大学交通研究专家大卫·吉伦称，超燃冲压发动机的研究目前还面临巨大的技术难题，因此这一最新技术不会很快用于商业飞机上。奥尔德穆也承认，高超音速飞行器的实际应用还需要一段很长时间的研究，不过她相信在不久的将来超燃冲压发动机一定可以用于商业用途，最快15年之后就可以实现。

编队飞行
在这张最新公布的照片中，4架喷气式飞机以紧密队形从美国新泽西州上空飞过。英国机械工程师协会在报告中指出，在将来，如果客机在进行远距离或者跨大洋飞行时采用一种V字形编队飞行，将可以至少节约12%的燃油。
V字形编队飞行通常见于鸟类的长距离迁徙之中。科学家从空气动力学角度研究发现，在鸟类飞行的过程中，如果采用V字形编队飞行，当飞鸟向下扑打翅膀时，在它的翼尖部分附近就产生了一股上升的气流，而每一只在编队中飞行的鸟就可以利用邻近它的另一只鸟所产生的这股上升流，因此飞鸟只需消耗较少的能量就能进行较长距离的飞行。
事实上，很多专家就一直想将这种编队飞行的方法用于商业飞行之中，不过在掌握飞机之间的横向和纵向距离上还存在许多困难。如何在飞机之间保持安全的飞行距离是非常重要的，否则就有可能导致事故发生。
不过，奥尔德穆认为，目前的技术已经足够保证飞机在以编队飞行时的安全性了。她指出，“随着航空科技的发展，现在很多飞机已经可以通过远距离红外摄像头来锁定前方飞行的飞机了。编队飞行将会给进行远距离飞行的飞机带来很大的好处。比如，如果几架飞机从伦敦起飞，它们在大西洋上空加入飞行编队，将可以极大的节省航空燃油成本。”

空中加油技术
2006年7月，澳大利亚上空，美国空军一架KC-10“补充者”空中加油机正在给B-2“幽灵”隐形轰炸机加油。
空中加油目前在军事领域非常常见，不过这一技术还没有延伸到商业航空领域，主要是它的商业应用需要有庞大的基础设施来支持。奥尔德穆称，“如果将空中加油技术用于商业飞行之中，就需要在全球建立一个庞大的网络，就好比到处建加油站一样，以方便及时的为那些长距离飞行的飞机提供燃料。”
也有人指出，将空中加油技术用于商业飞行，可以让飞机燃油的使用效率更高，因为它们不需要再频繁的起降了。不过，加拿大不列颠哥伦比亚大学交通研究专家大卫·吉伦并不同意这一看法。他指出，“我的观点是这一做法并不是经济有效的，因为燃油最终都会消耗在飞行当中；要么是消耗在乘客乘坐的飞机上，要么就是消耗在加油机本身上，所以我认为这种做法的净效益是零。”
奥尔德穆也补充道，即使相关民用技术的难题被攻克，航空公司也不清楚在飞行的途中给飞机加油是否会让乘客感到舒适。她表示，“近几年来，我在很多航展和国防技术展示中都看到过空中加油表演，不过我认为实际的亲身感受可能会不一样。想象一下，你坐在飞机上，看到你的前面有一架加油机在补充燃油，这种感觉可能会让大部分人都不舒服。虽然技术已经具备了，但是我们心理是否准备好了呢？”（来源：《国家地理》编译：艾芳）
(本文来源：网易探索)

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