JetZero: Този нов дизайн на самолет ли е бъдещето на авиацията?

Основният дизайн на комерсиалните самолети не се е трансформирал доста през последните 60 години. Съвременните пътнически самолети като Boeing 787 и Airbus A350 имат същата обща форма като Boeing 707 и Douglas DC-8, които са издигнати в края на 50-те години на предишния век и втвърдяват форм фактора „ тръба и крило “, който към момента се употребява през днешния ден.

Това е по този начин, тъй като комерсиалната авиация дава приоритет на сигурността, предпочитайки изпитани и тествани решения, и тъй като други разработки - да вземем за пример в материалите и моторите - значат, че обичайният дизайн е към момента настоящ.

Въпреки това, защото промишлеността обезверено търси способи за понижаване на въглеродните излъчвания, тя е изправена пред малко по-трудно предизвикателство от другите браншове, тъкмо тъй като нейните съществени технологии се оказаха толкоз сложни за отдалечаване. Може да е назрял моментът да опитате нещо ново.

Едно предложение е „ смесеното тяло на крилото “. Тази напълно нова форма на самолета наподобява сходна на дизайна на „ летящо крило “, употребен от военни самолети, като емблематичния бомбардировач B-2, само че смесеното крило има повече размер в междинната част. Както Boeing, по този начин и Airbus се занимават с концепцията, както и трети състезател, основаната в Калифорния JetZero, която си е сложила амбициозна цел да пусне в употреба аероплан със смесено крило най-скоро през 2030 година

„ Ние сме мощно уверени в пътя към нулеви излъчвания при огромните джетове, а корпусът със смесено крило може да обезпечи 50% по-ниско изгаряне на гориво и излъчвания “, споделя Том О’Лиъри, съосновател и основен изпълнителен шеф на JetZero. „ Това е замайващ скок напред спрямо това, с което промишлеността е привикнала. “

Под напрежение

Концепцията за смесено крило надалеч не е нова и най-ранните опити за създаване на самолети с този дизайн датират от края на 20-те години в Германия. Американският авиоконструктор и фабрикант Джак Нортроп основава дизайн на летящо крило с реактивен мотор през 1947 година, което въодушевява B-2 през 90-те години.

Като нещо като хибрид сред летящо крило и обичайната „ тръба и крило “, смесеното крило разрешава на целия аероплан да генерира покачване, минимизирайки съпротивлението. НАСА споделя, че тази форма „ спомага за увеличение на икономията на гориво и основава по-големи зони за потребен товар (товарни или пътнически) в централната част на тялото на самолета “. Агенцията го е тествала посредством един от своите пробни самолети, X-48.

Над към 120 тестови полета сред 2007 и 2012 година два безпилотни, отдалечено ръководени X-48 демонстрираха жизнеспособността на концепцията. „ Самолет от този вид би имал обсег на крилете малко по-голям от Boeing 747 и би могъл да оперира от съществуващи летищни терминали “, споделя организацията, добавяйки, че самолетът също по този начин „ ще тежи по-малко, ще генерира по-малко звук и излъчвания и ще коства по-малко за употреба в сравнение с еднообразно модернизиран стандартен транспортен аероплан.

През 2020 година Airbus построи дребен демонстратор със смесени крила с дължина към шест фута, което алармира за интерес към гонене на аероплан в цялостен размер в бъдеще. Но в случай че формата е толкоз ефикасна, за какво към момента не сме минали към създаване на самолети въз основа на нея?

Според О’Лиъри има едно главно техническо предизвикателство, което стопира производителите. „ Това е херметизирането на нецилиндричен фюзелаж “, споделя той, акцентирайки обстоятелството, че аероплан с форма на тръба е по-способен да се оправи с непрекъснатите цикли на разширение и стесняване, които идват с всеки полет.

„ Ако мислите за „ тръба и крило “, това разделя натоварванията – имате натоварването от налягане върху тръбата и натоварването на прегъване върху крилата. Но едно смесено крило всъщност ги смесва. Едва в този момент можем да създадем това с композитни материали, които са по едно и също време леки и здрави. ”

Такава коренно нова форма би направила интериора на самолета да наподобява и да се усеща по друг метод от днешния широкофюзелажен аероплан. „ Това е просто доста, доста по-широк фюзелаж “, споделя О’Лиъри. „ Вашият характерен аероплан с една пътека има три на три седалки, само че това е нещо като по-къса и по-широка тръба. Получавате същото количество хора, само че може да имате 15 или 20 реда в кабината, според от това по какъв начин всяка съответна самолетна компания ще го конфигурира.

„ Това просто им дава напълно нова палитра, с която да го оформят. Мисля, че ще бъде необикновено да забележим каква ще бъде тяхната интерпретация на това доста по-широко пространство. “

Революционен потенциал

О’Лиъри споделя, че най-близкият еквивалент във връзка с размерите би бил Boeing 767 – широкофюзелажен, двумоторен аероплан, въведен през 80-те години, който нормално транспортира към 210 пасажери. Все още се създава като товарен аероплан, само че е сменен от Boeing 787 като пътнически аероплан. Има и съвременен боен вид KC-46, който Военновъздушни сили на Съединени американски щати употребяват за презареждане във въздуха.

По сходен метод JetZero желае по едно и също време да създаде три разновидността: пътнически аероплан, товарен аероплан и танкер за гориво. Смесената форма на крилото се поддава толкоз добре на последното, че военновъздушните сили на Съединени американски щати преди малко разпоредиха на JetZero 235 милиона $ за създаване на пълномащабен демонстратор и валидиране на успеваемостта на концепцията за смесено крило. Първият полет се чака до 2027 година, което значи, че военната версия на самолета е планувана да поведе пътя и може би да подкрепи развиването на комерсиалните модели.

Изграждането на напълно нов аероплан от нулата обаче е голяма задача и задачите на JetZero звучат амбициозно, като се има поради, че цялостният развой на узаконяване даже за вид на действителен аероплан може да отнеме години. Едно преимущество на JetZero в тази област е, че самолетът в началото ще заимства мотори от днешните теснокорпусни самолети, като Boeing 737 - макар че проектът е в последна сметка да се премине към изцяло беземисионно задвижване, задвижвано от водород, което ще изисква нови мотори, които нямат към момента не е създаден.

JetZero към момента няма поръчки за своя аероплан, само че О’Лиъри споделя, че самолетните компании демонстрират интерес. „ Вече беседваме с всички огромни самолетни компании в международен мащаб, тъй като те са разчувствани да чуят за повишението на успеваемостта. “

Остава да забележим дали 50% понижение на потреблението на гориво е фактически допустимо. Както НАСА, по този начин и Еърбъс цитираха по-скромните 20% за своите планове, до момента в който Военновъздушни сили на Съединени американски щати споделят, че аероплан със смесено крило може да „ усъвършенства аеродинамичната успеваемост с минимум 30% в съпоставяне със сегашните танкери и самолети за подвижност на Военновъздушни сили “.

„ Важно е да се означи, че до момента в който смесеното тяло на крилото може да понижи съпротивлението и да усили горивната успеваемост, действителните изгоди зависят от съответния дизайн, настройка и работни условия “, споделя Бейли Майлс, авиационен анализатор в консултантската компания AviationValues.

„ Обширните аеродинамични проби и оптимизация са от значително значение за цялостното осъществяване на капацитета за понижаване на съпротивлението на този новаторски дизайн на самолета. Би било мъчно да се дефинира съответен % понижение на горивото без нужните проби “, прибавя той.

Според Майлс, смесеният дизайн на крилото е „ революционна “ концепция, която има капацитет, само че идва с редица трудности, по-специално нараснала аеродинамична трудност, която може да направи дизайна и тестването сложни, серия регулаторни и сертификационни провокации и форма, която може да не е подобаваща за съществуващата летищна инфраструктура.

Източник: cnn.com