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四大工程巨头梦想未来的飞机

混合动力发动机、低音爆、微型航班和创新的“双气泡”

作者:Emily Elert
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2008年,NASA委托六个航空航天工程师团队展望未来二十五年,设计2035年的商用飞机。今年,这些愿景成为了焦点

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麻省理工学院(MIT)、波音(Boeing)、通用电气(GE)和诺斯罗普·格鲁曼(Northrup Grumman)的四个团队接受了NASA关于改善亚音速飞行的挑战,该机构要求飞机设计比现有飞机减少70%的燃油消耗并降低噪音。大部分的效率提升来自于更轻、更符合空气动力学的外形以及飞行速度的微小降低。工程师们声称,增加的旅行时间可以通过改善乘客登机和滑行调度来弥补。

麻省理工学院的“双气泡”设计,如上图所示,其特点是两个并排圆柱体组成的超宽机身。“就像两个粘在一起的肥皂泡,”麻省理工学院的气动学家、首席设计师马克·德雷拉(Mark Drela)说道。双气泡拥有两条通道,客舱的形状更像礼堂而不是传统狭窄的管子,这将使飞机产生更大的升力,同时也更容易乘客进出。后置发动机产生了效率提升的滚雪球效应:将发动机移出机翼下方可以缩短起落架,减轻重量并减少燃料消耗,从而使飞机更轻。

通用电气公司20座商用飞机设计概念 NASA/GE航空 | NULL

另外两个亚音速方案针对机场拥堵问题。通用电气(GE)建议(pdf)使用小型20座飞机在本地机场之间接送乘客,而诺斯罗普·格鲁曼(Northrup Grumman)则倡导(pdf)使用120座飞机,并优化配置以减少起降所需跑道空间。波音(Boeing)的工程师们设计(pdf)了一款电-混合动力飞机发动机,该发动机在起飞和降落时使用燃油,但巡航时依靠电池供电(下图所示)。在超音速领域,波音和洛克希德·马丁公司开发的概念飞机都实现了燃油经济性和静音性的结合——波音公司通过一种旨在控制音爆的形状实现了这一目标。波音团队首席工程师鲍勃·韦尔奇(Bob Welge)表示,超音速飞机的效率永远无法与较慢的飞机相比,但“你可以大约一半的时间从洛杉矶飞到东京。”难道未来不应该是快速的吗?

超亚音速绿色飞机研究(SUGAR)Volt设计概念NASA/波音公司 | NULL

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