Innovacions tècniques en avions i més

L'aviació es desenvolupa en diferents direccions. Els avions augmenten el seu rang de vol, es tornen més econòmics, més aerodinàmics i acceleren millor. Hi ha millores a la cabina, l'espai de passatgers i els mateixos aeroports.

El vol va durar disset hores sense interrupcions. Boeing 787-9 Dreamliner La companyia aèria australiana Qantas, amb més de dos-cents passatgers i setze membres de la tripulació a bord, va volar des de Perth, Austràlia, fins a l'aeroport de Heathrow a Londres. El cotxe va passar volant 14 km. Va ser el segon vol més llarg del món, just darrere de la connexió de Qatar Airways de Doha a Auckland, Nova Zelanda. Es considera aquesta última ruta 14 km, que és 31 km més llarg.

Mentrestant, Singapore Airlines ja està esperant el lliurament d'un de nou. Airbus A350-900ULR (molt llarg recorregut) per començar el servei directe de Nova York a Singapur. La longitud total del recorregut serà més de 15 mil km. La versió A350-900ULR és bastant específica: no té una classe econòmica. L'avió va ser dissenyat amb 67 seients a la secció de negocis i 94 a la secció d'economia premium. Que té sentit. Després de tot, qui pot seure gairebé tot el dia a l'espai reduït del compartiment més barat? Entre d'altres, tenint en compte els vols directes tan llargs, cada cop s'estan dissenyant més noves comoditats a les cabines de passatgers.

Ala passiva

A mesura que es van desenvolupar els dissenys d'avions, la seva aerodinàmica va patir canvis constants, encara que no radicals. Cerca millora de l'eficiència del combustible Ara es poden accelerar els canvis de disseny, incloent ales més primes i flexibles que permeten el flux d'aire laminar natural i el control actiu d'aquest flux d'aire.

El Centre de Recerca de Vol Armstrong de la NASA a Califòrnia està treballant en el que anomena ala aeroelàstica passiva (ESTANCAMENT). Larry Hudson, enginyer en cap de proves del Laboratori de càrrega d'aire del Centre Armstrong, va dir als mitjans de comunicació que aquesta estructura composta és més lleugera i flexible que les ales tradicionals. Els futurs avions comercials podran utilitzar-lo per maximitzar l'eficiència del disseny, reduir el pes i estalviar combustible. Durant les proves, els especialistes utilitzen (FOSS), que utilitza fibres òptiques integrades amb la superfície de l'ala, que poden proporcionar milers de mesures de deformacions i tensions sota càrregues operatives.

Cabines d'avions - projecte

Les ales més primes i flexibles redueixen l'arrossegament i el pes, però requereixen noves solucions de disseny i manipulació. eliminació de vibracions. Els mètodes que s'estan desenvolupant s'associen, en particular, amb l'ajust passiu i aeroelàstic de l'estructura mitjançant composites perfilats o la fabricació d'additius metàl·lics, així com amb el control actiu de les superfícies mòbils de les ales per tal de reduir les càrregues de maniobra i explosives. i amortir les vibracions de les ales. Per exemple, la Universitat de Nottingham, Regne Unit, està desenvolupant estratègies de control actiu per als timons d'avions que podrien millorar la seva aerodinàmica. Això fa possible reduir la resistència de l'aire en un 25% aproximadament. Com a resultat, l'aeronau volarà més suaument, el que resulta en un menor consum de combustible i menors emissions.₂.

Geometria variable

La NASA ha posat en pràctica amb èxit una nova tecnologia que permet volar els avions ales plegables en diferents angles. L'última sèrie de vols realitzats al Centre d'Investigació de Vol d'Armstrong formaven part del projecte Envergadura adaptativa - Tensioactiu. Pretén aconseguir una àmplia gamma de beneficis aerodinàmics mitjançant l'ús d'un innovador aliatge lleuger amb memòria de forma que permetrà que les ales exteriors i les seves superfícies de control es pleguin en angles òptims durant el vol. Els sistemes que utilitzen aquesta nova tecnologia poden pesar fins a un 80% menys que els sistemes tradicionals. L'empresa forma part del projecte Convergent Aircraft Solutions de la NASA dins de la Direcció de la Missió d'Investigació Aeronàutica.

Disseny de cabines d'avions innovadores

Les ales plegables en vol són una innovació que, però, ja s'havia intentat als anys 60 utilitzant, entre d'altres, l'avió XB-70 Valkyrie. El problema era que això sempre es devia a la presència de motors convencionals pesats i grans i sistemes hidràulics, que no eren indiferents a l'estabilitat i eficiència de l'avió.

No obstant això, la implementació d'aquest concepte podria conduir a avions més eficients en combustible que abans, a més de facilitar que els futurs avions de llarg recorregut puguin rodar als aeroports. A més, els pilots rebran un altre dispositiu per respondre a les condicions de vol canviants, com ara ratxes de vent. Un dels beneficis potencials més significatius del plegat de les ales està relacionat amb el vol supersònic.

, i també estan treballant en l'anomenat. cos amb una ala esponjosa - Ala mixta. És un disseny integrat sense una separació clara entre les ales i el fuselatge de l'avió. Aquesta integració té un avantatge respecte als dissenys d'avions convencionals perquè la forma del fuselatge en si ajuda a generar sustentació. Al mateix temps, redueix la resistència a l'aire i el pes, de manera que el nou disseny consumeix menys combustible i, per tant, redueix les emissions de CO.₂.

Visualització del disseny d'ala mixta X-48B

Gravat de la capa límit

També s'estan provant disseny alternatiu del motor – per sobre de l'ala i a la cua, de manera que es poden utilitzar motors de major diàmetre. Els dissenys amb motors turboventiladors o motors elèctrics integrats a la cua, els anomenats "deglutidors", s'allunyen de les solucions convencionals. capa límit d'aireque redueix l'arrossegament. Els científics de la NASA s'han centrat en la part d'arrossegament i estan treballant en una idea anomenada (BLI). Volen utilitzar-lo per reduir simultàniament el consum de combustible, els costos operatius i la contaminació de l'aire.

 va dir Jim Heidmann, gerent del projecte de tecnologies avançades de transport aeri del Glenn Research Center, durant una presentació als mitjans.

Quan un avió vola, es forma una capa límit al voltant del fuselatge i les ales: aire de moviment més lent, que crea una resistència aerodinàmica addicional. Està completament absent davant d'un avió en moviment: es forma quan el vaixell es mou per l'aire, i a la part posterior del cotxe pot tenir un gruix de fins a diverses desenes de centímetres. En un disseny convencional, la capa límit simplement llisca al llarg del fuselatge i després es barreja amb l'aire darrere de l'avió. Tanmateix, la situació canvia si col·loquem els motors al llarg de la trajectòria de la capa límit, per exemple al final de l'avió, directament a sobre o darrere del fuselatge. L'aire de la capa límit més lent entra llavors als motors, on és accelerat i expulsat a gran velocitat. Això no afecta la potència del motor. L'avantatge és que accelerant l'aire reduïm l'arrossegament que proporciona la capa límit.

Els científics han preparat més d'una dotzena de projectes d'avions que podrien utilitzar aquesta solució. L'agència espera que almenys un d'ells s'utilitzi a l'avió de prova X, que la NASA vol utilitzar en la propera dècada per provar a la pràctica tecnologies avançades d'aeronaus.

Visió de nous seients a l'avió

El germà bessó dirà la veritat

Bessons digitals és el mètode més modern que permet reduir dràsticament els costos de manteniment dels equips. Com el seu nom indica, els bessons digitals creen una còpia virtual dels actius físics utilitzant dades recollides en punts específics de màquines o dispositius: són una còpia digital d'equips que ja estan en funcionament o que s'estan dissenyant. GE Aviation va ajudar recentment a desenvolupar el primer bessó digital del món. Sistema de xassís. En els punts on solen produir-se errors, s'instal·len sensors que proporcionen dades en temps real, inclosa la pressió hidràulica i la temperatura dels frens. Això es va utilitzar per diagnosticar el cicle de vida restant del xassís i identificar fallades primerenques.

Mitjançant el monitoratge del sistema digital bessons, podem controlar contínuament l'estat dels recursos i rebre avisos primerencs, previsions i fins i tot plans d'acció, simulant escenaris de què passaria, tot per ampliar la disponibilitat dels recursos. equipament al llarg del temps. Segons International Data Corporation, les empreses que inverteixen en bessons digitals veuran una reducció del 30% del temps de cicle dels processos clau, inclòs el manteniment.  

Realitat augmentada per al pilot

Una de les innovacions importants dels darrers anys ha estat el desenvolupament pantalles i sensors pilots en cap. La NASA i científics europeus estan experimentant amb això per intentar ajudar els pilots a detectar i evitar problemes i amenaces. La pantalla ja estava instal·lada al casc del pilot de caça F-35 Lockheed Martini Thales i Elbit Systems estan desenvolupant models per a pilots d'avions comercials, especialment avions petits. El sistema SkyLens d'aquesta darrera companyia s'utilitzarà aviat en avions ATR.

SkyLens d'Elbit Systems

Els sintètics i els refinats ja s'utilitzen àmpliament en avions de negoci més grans. sistemes tècnics de visió (SVS/EVS), que permet als pilots aterrar en condicions de poca visibilitat. Cada cop s'estan fusionant més sistemes de visió tècnica combinats (CVS), destinada a millorar la consciència de la situació dels pilots i la fiabilitat dels horaris de vol. El sistema EVS utilitza un sensor d'infrarojos (IR) per millorar la visibilitat i normalment s'hi accedeix a través de la pantalla HUD (). El sistema Elbit Systems, al seu torn, té sis sensors, entre els quals hi ha llum infraroja i visible. S'està ampliant constantment per detectar diverses amenaces com la cendra volcànica a l'atmosfera.

Pantalles tàctilsja instal·lats a les cabines d'avions de negocis, s'estan traslladant a avions amb pantalles de Rockwell Collins per al nou Boeing 777-X. També busquen fabricants d'aviònica especialistes en reconeixement de parla com un pas més per reduir la càrrega a la cabina. Honeywell està experimentant monitorització de l'activitat cerebral Determinar quan el pilot té massa feina per fer o quan la seva atenció està deambulant per algun lloc "als núvols", potencialment també sobre la capacitat de controlar les funcions de la cabina.

No obstant això, les millores tècniques a la cabina són de poca ajuda quan els pilots simplement estan esgotats. Mike Sinnett, vicepresident de desenvolupament de productes de Boeing, va dir recentment a Reuters que projecta que "es necessitaran 41 llocs de treball durant els propers vint anys". avió comercial a reacció. Això vol dir que es necessitaran més de 600 persones. més pilots nous. On els puc aconseguir? El pla per resoldre aquest problema, almenys a Boeing, aplicació de la intel·ligència artificial. La companyia ja ha revelat els seus plans per a la seva creació cabina sense pilots. Tanmateix, Sinnett creu que probablement no es convertiran en realitat fins al 2040.

Sense finestres?

Les cabines de passatgers són un àmbit d'innovació on estan passant moltes coses. Fins i tot s'atorguen Oscars en aquesta àrea - Premis Crystal Cabin, és a dir premis a inventors i dissenyadors que creen sistemes destinats a millorar la qualitat dels interiors de les aeronaus tant per als passatgers com per a la tripulació. Tot allò que facilita la vida, augmenta la comoditat i genera estalvis es premia aquí, des del vàter a bord fins a taquilles per a l'equipatge de mà.

Mentrestant, Timothy Clark, president d'Emirates Airlines, anuncia: avions sense finestresque pot ser fins i tot la meitat del pes de les estructures existents, el que significa més ràpid, més barat i més respectuós amb el medi ambient en la construcció i l'explotació. En la primera classe del nou Boeing 777-300ER, les finestres ja s'han substituït per pantalles que, gràcies a càmeres i connexions de fibra òptica, poden mostrar la vista exterior sense diferències visibles a simple vista. Sembla que l'economia no permetrà la construcció dels avions "vidrios" que molts somien. En canvi, és més probable que tinguem projeccions a les parets, al sostre o als seients davant nostre.

Concepte de cabina amb un sostre que visualitza el cel

L'any passat, Boeing va començar a provar l'aplicació mòbil vCabin, que permet als passatgers ajustar el nivell d'il·luminació a la seva àrea immediata, trucar als assistents de vol, demanar menjar i, fins i tot, comprovar si el bany és gratuït. Mentrestant, els telèfons s'han adaptat per incloure accessoris interiors com la cadira d'empresa Recaro CL6710, dissenyada per permetre que les aplicacions mòbils inclinin la cadira cap endavant i cap enrere.

Des del 2013, els reguladors nord-americans intenten aixecar la prohibició de l'ús de telèfons mòbils als avions, assenyalant que el risc que interfereixin amb el sistema de comunicacions a bord és cada cop més baix. Un avenç en aquest àmbit permetrà l'ús d'aplicacions mòbils durant el vol.

També estem veient una automatització progressiva de la manipulació en terra. Delta Airlines als EUA està experimentant amb l'ús biometria per al registre de passatgers. Alguns aeroports d'arreu del món ja estan provant o provant la tecnologia de reconeixement facial per fer coincidir les fotos del passaport amb les dels seus clients mitjançant la verificació d'identitat, que es diu que permet examinar el doble de viatgers per hora. El juny de 2017, JetBlue es va unir amb la Duana i la Protecció de Fronteres dels Estats Units (CBP) i l'empresa global d'informàtica SITA per provar un programa que utilitza tecnologia de reconeixement facial i biometria per examinar els clients a l'embarcament.

L'octubre passat, l'Associació Internacional de Transport Aeri va predir que el nombre de viatgers es duplicaria fins als 2035 milions el 7,2. Per tant, hi ha un motiu i per a qui treballar en innovacions i millores.

Aviació del futur:

Animació del funcionament del sistema BLI: 

Animació d'entrada de capa límit | Centre de Recerca Glenn de la NASA