الابتكارات التقنية في الطائرات وخارجها
الطيران يتطور في اتجاهات مختلفة. تزيد الطائرات من نطاق طيرانها، وتصبح أكثر اقتصادية، وأكثر ديناميكية هوائية، وتتسارع بشكل أفضل. هناك تحسينات على المقصورة ومساحة الركاب والمطارات نفسها.
واستغرقت الرحلة سبعة عشر ساعة دون انقطاع. بوينغ 787-9 دريملاينر أقلعت شركة الطيران الأسترالية كانتاس، وعلى متنها أكثر من مائتي راكب وستة عشر من أفراد الطاقم، من بيرث بأستراليا إلى مطار هيثرو في لندن. طارت السيارة الماضية 14 498 كم. وكانت هذه ثاني أطول رحلة طيران في العالم، مباشرة بعد رحلة الخطوط الجوية القطرية من الدوحة إلى أوكلاند، نيوزيلندا. ويعتبر هذا الطريق الأخير 14 529 كموالتي يبلغ طولها 31 كم.
وفي الوقت نفسه، الخطوط الجوية السنغافورية تنتظر بالفعل تسليم واحدة جديدة. ايرباص A350-900ULR (مسافة طويلة جدًا) لبدء الخدمة المباشرة من نيويورك إلى سنغافورة. الطول الإجمالي للطريق سيكون أكثر من 15 ألف كم. إصدار A350-900ULR محدد تمامًا - فهو لا يحتوي على فئة اقتصادية. تم تصميم الطائرة بـ 67 مقعدًا في قسم رجال الأعمال و94 مقعدًا في قسم الاقتصاد المتميز. يبدو الأمر معقولا. بعد كل شيء، من يمكنه الجلوس طوال اليوم تقريبًا في المساحة الضيقة للمقصورة الرخيصة؟ فقط من بين أشياء أخرى مع الأخذ في الاعتبار مثل هذه الرحلات الجوية الطويلة المباشرة، يتم تصميم المزيد والمزيد من وسائل الراحة الجديدة في كابينة الركاب.
الجناح السلبي
مع تطور تصميمات الطائرات، خضعت ديناميكاها الهوائية لتغييرات مستمرة، وإن لم تكن جذرية. يبحث تحسين كفاءة الوقود يمكن الآن تسريع تغييرات التصميم، بما في ذلك الأجنحة الأرق والأكثر مرونة التي تسمح بتدفق الهواء الصفائحي الطبيعي والتحكم النشط في تدفق الهواء هذا.
ويعمل مركز أبحاث الطيران أرمسترونج التابع لناسا في كاليفورنيا على ما يطلق عليه الجناح الهوائي السلبي (المأزق). وقال لاري هدسون، كبير مهندسي الاختبار في مختبر الحمل الجوي بمركز أرمسترونج، لوسائل الإعلام إن هذا الهيكل المركب أخف وزنا وأكثر مرونة من الأجنحة التقليدية. وستكون الطائرات التجارية المستقبلية قادرة على استخدامها لتحقيق أقصى قدر من كفاءة التصميم وتقليل الوزن وتوفير الوقود. أثناء الاختبار، يستخدم المتخصصون (FOSS) الذي يستخدم الألياف الضوئية المدمجة مع سطح الجناح، والتي يمكن أن توفر آلاف قياسات السلالات والضغوطات تحت أحمال التشغيل.
كبائن الطائرات - المشروع
تعمل الأجنحة الأقل سمكًا والأكثر مرونة على تقليل السحب والوزن، ولكنها تتطلب حلولاً جديدة في التصميم والتعامل. القضاء على الاهتزاز. ترتبط الأساليب التي يتم تطويرها، على وجه الخصوص، بالتعديل السلبي والمرن للهيكل باستخدام مواد مركبة أو تصنيع إضافات معدنية، وكذلك بالتحكم النشط في الأسطح المتحركة للأجنحة من أجل تقليل المناورة والأحمال المتفجرة. وتخفيف اهتزازات الجناح. على سبيل المثال، تعمل جامعة نوتنغهام بالمملكة المتحدة على تطوير استراتيجيات تحكم نشطة لدفات الطائرات التي يمكنها تحسين ديناميكياتها الهوائية. هذا يجعل من الممكن تقليل مقاومة الهواء بنسبة 25٪ تقريبًا. ونتيجة لذلك، ستطير الطائرة بسلاسة أكبر، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الوقود وانخفاض الانبعاثات.2.
هندسة متغيرة
نجحت وكالة ناسا في تطبيق تقنية جديدة تسمح للطائرات بالتحليق أجنحة قابلة للطي بزوايا مختلفة. كانت السلسلة الأخيرة من الرحلات الجوية التي أجريت في مركز أبحاث الطيران في أرمسترونج جزءًا من المشروع امتداد الجناح التكيفي - التوتر السطحي. ويهدف إلى تحقيق مجموعة واسعة من الفوائد الديناميكية الهوائية من خلال استخدام سبيكة ذاكرة مبتكرة خفيفة الوزن تسمح للأجنحة الخارجية وأسطح التحكم الخاصة بها بالطي بزوايا مثالية أثناء الطيران. يمكن للأنظمة التي تستخدم هذه التقنية الجديدة أن تزن ما يصل إلى 80% أقل من الأنظمة التقليدية. يعد هذا المشروع جزءًا من مشروع حلول الطائرات المتقاربة التابع لناسا داخل مديرية مهام أبحاث الطيران.
تصميم كبائن الطائرات بشكل مبتكر
تعد الأجنحة القابلة للطي أثناء الطيران ابتكارًا تمت تجربته بالفعل في الستينيات باستخدام طائرات XB-60 Valkyrie، من بين أشياء أخرى. وكانت المشكلة أن ذلك كان دائمًا بسبب وجود محركات تقليدية ثقيلة وكبيرة وأنظمة هيدروليكية، والتي لم تكن غير مبالية باستقرار الطائرة واقتصادها.
ومع ذلك، فإن تنفيذ هذا المفهوم يمكن أن يؤدي إلى طائرات أكثر كفاءة في استهلاك الوقود من ذي قبل، فضلاً عن تسهيل تنقل الطائرات طويلة المدى في المستقبل في المطارات. وبالإضافة إلى ذلك، سيحصل الطيارون على جهاز آخر للاستجابة لظروف الطيران المتغيرة، مثل هبوب الرياح. ترتبط إحدى الفوائد المحتملة الأكثر أهمية لطي الجناح بالطيران الأسرع من الصوت.
، وهم يعملون أيضًا على ما يسمى. الجسم بجناح رقيق - جناح مختلط. وهو تصميم متكامل بدون فصل واضح بين جناحي الطائرة وجسم الطائرة. يتمتع هذا التكامل بميزة مقارنة بتصميمات الطائرات التقليدية لأن شكل جسم الطائرة نفسه يساعد في توليد الرفع. وفي الوقت نفسه، فهو يقلل من مقاومة الهواء والوزن، مما يعني أن التصميم الجديد يستهلك كمية أقل من الوقود وبالتالي يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.2.
تصور لتصميم X-48B ذو الأجنحة المختلطة
نقش طبقة الحدود
ويتم اختبارهم أيضًا تخطيط المحرك البديل - فوق الجناح وعلى الذيل ، بحيث يمكن استخدام محركات ذات قطر أكبر. التصاميم ذات المحركات المروحية أو المحركات الكهربائية المدمجة في الذيل ، "البلع" ، ما يسمى بـ "البلع" ، تخرج عن الحلول التقليدية. طبقة الحدود الجويةمما يقلل من السحب. ركز علماء ناسا على جزء السحب ويعملون على فكرة تسمى (BLI). إنهم يريدون استخدامه لتقليل استهلاك الوقود وتكاليف التشغيل وتلوث الهواء في نفس الوقت.
قال جيم هايدمان ، مدير مشروع تكنولوجيا النقل الجوي المتقدمة بمركز جلين للأبحاث ، خلال عرض إعلامي.
عندما تطير الطائرة، تتشكل طبقة حدودية حول جسم الطائرة والأجنحة - هواء يتحرك بشكل أبطأ، مما يخلق سحبًا ديناميكيًا هوائيًا إضافيًا. إنه غائب تماما أمام طائرة متحركة - يتم تشكيله عندما تتحرك السفينة عبر الهواء، وفي الجزء الخلفي من السيارة يمكن أن يصل سمكها إلى عدة عشرات من السنتيمترات. في التصميم التقليدي، تنزلق الطبقة الحدودية ببساطة على طول جسم الطائرة ثم تمتزج مع الهواء الموجود خلف الطائرة. ومع ذلك، يتغير الوضع إذا وضعنا المحركات على طول مسار الطبقة الحدودية، على سبيل المثال، في نهاية الطائرة، مباشرة فوق أو خلف جسم الطائرة. ثم يدخل هواء الطبقة الحدودية الأبطأ إلى المحركات، حيث يتم تسريعه وطرده بسرعة عالية. وهذا لا يؤثر على قوة المحرك. الميزة هي أنه من خلال تسريع الهواء، فإننا نقوم بتقليل السحب الذي توفره الطبقة الحدودية.
لقد أعد العلماء أكثر من عشرة مشاريع طائرات يمكنها استخدام مثل هذا الحل. وتأمل الوكالة أن يتم استخدام واحدة منها على الأقل في طائرة الاختبار X، التي تريد ناسا استخدامها في العقد المقبل لاختبار تقنيات الطائرات المتقدمة عمليًا.
رؤية مقاعد جديدة في الطائرة
الأخ التوأم سيقول الحقيقة
التوائم الرقمية هي الطريقة الأكثر حداثة التي تسمح لك بتقليل تكاليف صيانة المعدات بشكل كبير. كما يوحي الاسم، تقوم التوائم الرقمية بإنشاء نسخة افتراضية من الأصول المادية باستخدام البيانات التي تم جمعها في نقاط محددة على الأجهزة أو الأجهزة - فهي نسخة رقمية من المعدات قيد التشغيل بالفعل أو التي يتم تصميمها. ساعدت GE Aviation مؤخرًا في تطوير أول توأم رقمي في العالم. نظام الهيكل. في النقاط التي تحدث فيها الأعطال عادةً، يتم تركيب أجهزة استشعار توفر بيانات في الوقت الفعلي، بما في ذلك الضغط الهيدروليكي ودرجة حرارة الفرامل. تم استخدام هذا لتشخيص دورة الحياة المتبقية للهيكل وتحديد الأعطال المبكرة.
من خلال مراقبة نظام التوأم الرقمي، يمكننا مراقبة حالة الموارد بشكل مستمر وتلقي الإنذارات المبكرة والتنبؤات وحتى خطط العمل، ومحاكاة سيناريوهات ماذا لو - كل ذلك لتوسيع نطاق توافر الموارد. المعدات مع مرور الوقت. وفقًا لشركة البيانات الدولية، ستشهد الشركات التي تستثمر في التوائم الرقمية انخفاضًا بنسبة 30 بالمائة في وقت دورة العمليات الرئيسية، بما في ذلك الصيانة.
الواقع المعزز للطيار
كان التطوير أحد الابتكارات المهمة في السنوات الأخيرة شاشات العرض وأجهزة الاستشعار رئيس الطيارين. وتقوم ناسا والعلماء الأوروبيون بتجربة هذا في محاولة لمساعدة الطيارين على اكتشاف المشاكل والتهديدات وتجنبها. تم بالفعل تثبيت الشاشة في خوذة الطيار المقاتل إف-35 لوكهيد مارتنوتقوم شركتا تاليس وإلبيت سيستمز بتطوير نماذج لطياري الطائرات التجارية، وخاصة الطائرات الصغيرة. سيتم قريبًا استخدام نظام SkyLens الخاص بالشركة الأخيرة في طائرات ATR.
SkyLens من شركة Elbit Systems
وتستخدم بالفعل المواد الاصطناعية والمكررة على نطاق واسع في طائرات رجال الأعمال الأكبر حجما. أنظمة الرؤية الفنية (SVS/EVS)، والذي يسمح للطيارين بالهبوط في ظروف الرؤية المنخفضة. إنهم يندمجون بشكل متزايد في أنظمة الرؤية الفنية المدمجة (CVS)، تهدف إلى تحسين الوعي الظرفي التجريبي وموثوقية جداول الرحلات. يستخدم نظام EVS مستشعر الأشعة تحت الحمراء (IR) لتحسين الرؤية ويمكن الوصول إليه عادةً من خلال شاشة HUD (). ويحتوي نظام Elbit Systems بدوره على ستة أجهزة استشعار، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي. ويتم توسيعه باستمرار للكشف عن التهديدات المختلفة مثل الرماد البركاني في الغلاف الجوي.
شاشات تعمل باللمستم تركيبها بالفعل في قمرة القيادة لطائرات رجال الأعمال، وهي تنتقل الآن إلى الطائرات باستخدام شاشات Rockwell Collins لطائرة Boeing 777-X الجديدة. يبحث مصنعو إلكترونيات الطيران أيضًا عن متخصصون في التعرف على الكلام كخطوة أخرى نحو تقليل الحمل على المقصورة. شركة هانيويل تقوم بالتجربة مراقبة نشاط الدماغ لتحديد ما إذا كان لدى الطيار الكثير من العمل للقيام به أو أن انتباهه يتجول في مكان ما "في السحب" - ربما يتعلق أيضًا بالقدرة على التحكم في وظائف قمرة القيادة.
ومع ذلك، فإن التحسينات التقنية في قمرة القيادة لا تساعد كثيرًا عندما يكون الطيارون مرهقين ببساطة. صرح مايك سينيت، نائب رئيس شركة بوينج لتطوير المنتجات، لرويترز مؤخرًا بأنه يتوقع أن "ستكون هناك حاجة إلى 41 وظيفة على مدار العشرين عامًا القادمة". الطائرات النفاثة التجارية. وهذا يعني أنه ستكون هناك حاجة إلى أكثر من 600 شخصًا. المزيد من الطيارين الجدد. أين يمكنني الحصول عليها؟ إن خطة حل هذه المشكلة، على الأقل في شركة بوينغ، تطبيق الذكاء الاصطناعي. وقد كشفت الشركة بالفعل عن خطط لإنشائها قمرة القيادة بدون طيارين. ومع ذلك، يعتقد سينيت أنها ربما لن تصبح حقيقة حتى عام 2040.
لا نوافذ؟
كبائن الركاب هي مجال الابتكار حيث يحدث الكثير. يتم منح جوائز الأوسكار في هذا المجال - جوائز كريستال كابينة، أي. جوائز للمخترعين والمصممين الذين يبتكرون أنظمة تهدف إلى تحسين جودة التصميمات الداخلية للطائرات لكل من الركاب وطاقم الطائرة. كل ما يجعل الحياة أسهل، ويزيد من الراحة ويوفر التوفير، تتم مكافأته هنا - بدءًا من المرحاض الموجود على متن الطائرة وحتى خزائن حقائب اليد.
وفي الوقت نفسه، أعلن تيموثي كلارك، رئيس طيران الإمارات: طائرات بدون نوافذوالتي يمكن أن تكون خفيفة مثل الهياكل الحالية ، مما يعني أسرع وأرخص وأكثر ملاءمة للبيئة في البناء والتشغيل. في الدرجة الأولى من طائرة بوينج 777-300ER الجديدة ، تم بالفعل استبدال النوافذ بشاشات يمكنها ، بفضل الكاميرات ووصلات الألياف البصرية ، عرض المنظر الخارجي دون أي اختلافات مرئية للعين المجردة. يبدو أن الاقتصاد لن يسمح ببناء الطائرات "الزجاجية" التي يحلم بها الكثيرون. بدلاً من ذلك ، من المرجح أن يكون لدينا نتوءات على الجدران أو السقف أو المقاعد أمامنا.
مفهوم المقصورة مع سقف يصور السماء
في العام الماضي، بدأت شركة Boeing باختبار تطبيق vCabin للهاتف المحمول، والذي يسمح للركاب بضبط مستوى الإضاءة في منطقتهم المباشرة، والاتصال بالمضيفات، وطلب الطعام، وحتى التحقق مما إذا كانت دورة المياه مجانية. وفي الوقت نفسه، تم تعديل الهواتف لتشمل التجهيزات الداخلية مثل كرسي الأعمال Recaro CL6710، المصمم للسماح لتطبيقات الهاتف المحمول بإمالة الكرسي للأمام والخلف.
منذ عام 2013، يحاول المنظمون الأمريكيون رفع الحظر على استخدام الهواتف المحمولة على الطائرات، مشيرين إلى أن خطر تداخلها مع نظام الاتصالات على متن الطائرات أصبح الآن أقل وأقل. سيسمح التقدم في هذا المجال باستخدام تطبيقات الهاتف المحمول أثناء الرحلة.
نحن نشهد أيضًا أتمتة تدريجية للمناولة الأرضية. تقوم شركة دلتا إيرلاينز في الولايات المتحدة بتجربة الاستخدام القياسات الحيوية لتسجيل الركاب. تقوم بعض المطارات حول العالم بالفعل باختبار أو تجربة تقنية التعرف على الوجه لمطابقة صور جوازات السفر مع صور عملائها من خلال التحقق من الهوية، والتي يقال إنها تسمح بفحص ضعف عدد المسافرين في الساعة. في يونيو 2017، تعاونت JetBlue مع هيئة الجمارك وحماية الحدود الأمريكية (CBP) وشركة تكنولوجيا المعلومات العالمية SITA لاختبار برنامج يستخدم القياسات الحيوية وتقنية التعرف على الوجه لفحص العملاء عند الصعود إلى الطائرة.
وفي أكتوبر الماضي، توقع الاتحاد الدولي للنقل الجوي أن يتضاعف عدد المسافرين إلى 2035 مليار بحلول عام 7,2. لذلك هناك سبب ولمن يعمل على الابتكارات والتحسينات.
طيران المستقبل:
الرسوم المتحركة لتشغيل نظام BLI:
الرسوم المتحركة لإدخال الطبقة الحدودية | مركز ناسا جلين للأبحاث
