항공기 및 그 이상의 기술 혁신

항공은 다양한 방향으로 발전하고 있습니다. 비행기는 비행 범위를 늘리고, 더욱 경제적이고, 공기 역학적이며, 가속력도 향상됩니다. 기내, 승객 공간 및 공항 자체가 개선되었습니다.

비행은 중단 없이 XNUMX시간 동안 지속되었습니다. 보잉 787-9 드림라이너 XNUMX명 이상의 승객과 XNUMX명의 승무원이 탑승한 호주 항공사 콴타스(Qantas)가 호주 퍼스에서 런던 히드로 공항으로 비행했습니다. 차가 지나갔어 14 498 km. 이는 카타르항공이 도하에서 뉴질랜드 오클랜드까지 연결한 데 이어 세계에서 두 번째로 긴 비행이었습니다. 이 마지막 경로가 고려됩니다. 14 529 km, 이는 31km 더 길다.

한편, 싱가포르항공은 이미 새로운 항공기의 배송을 기다리고 있습니다. 에어버스 A350-900ULR (매우 장거리) 뉴욕에서 싱가포르까지 직항 서비스를 시작합니다. 경로의 총 길이는 15km 이상. A350-900ULR 버전은 매우 구체적입니다. 이코노미 클래스가 없습니다. 항공기는 비즈니스석 67석, 프리미엄 이코노미석 94석으로 설계되었습니다. 말된다. 결국, 가장 싼 칸의 비좁은 공간에 거의 하루 종일 앉아 있을 수 있는 사람이 누가 있겠습니까? 무엇보다도 이러한 장거리 직항 비행을 고려하여 객실에 점점 더 많은 새로운 편의 시설이 설계되고 있습니다.

패시브윙

항공기 설계가 발전함에 따라 공기 역학은 급진적이지는 않지만 지속적으로 변화했습니다. 찾다 연비 개선 이제 자연스러운 층류 공기 흐름과 해당 공기 흐름을 능동적으로 제어할 수 있는 더 얇고 유연한 날개를 포함하여 설계 변경이 가속화될 수 있습니다.

캘리포니아에 있는 NASA의 암스트롱 비행 연구 센터는 소위 말하는 것을 연구하고 있습니다. 패시브 공탄성 날개 (수가 막히게 하다). 암스트롱 센터 공기 하중 연구소의 수석 테스트 엔지니어인 래리 허드슨(Larry Hudson)은 이 복합 구조가 기존 날개보다 더 가볍고 유연하다고 언론에 말했습니다. 미래의 상업용 항공기는 이를 사용하여 설계 효율성을 극대화하고 무게를 줄이며 연료를 절약할 수 있을 것입니다. 테스트 중에 전문가들은 날개 표면에 통합된 광섬유를 사용하는 FOSS(운영 하중 하에서 변형 및 응력에 대한 수천 가지 측정값을 제공할 수 있음)를 사용합니다.

항공기 객실 - 프로젝트

더 얇고 더 유연한 날개는 항력과 무게를 줄여주지만 새로운 디자인과 핸들링 솔루션이 필요합니다. 진동 제거. 개발 중인 방법은 특히 프로파일 복합재를 사용하여 구조를 수동적으로 공탄성적으로 조정하거나 금속 첨가제를 제조하는 것뿐만 아니라 기동 및 폭발 하중을 줄이기 위해 날개의 움직이는 표면을 능동적으로 제어하는 ​​것과도 관련됩니다. 날개 진동을 완화합니다. 예를 들어, 영국 노팅엄 대학교(University of Nottingham)는 공기 역학을 개선할 수 있는 항공기 방향타에 대한 능동 제어 전략을 개발하고 있습니다. 이를 통해 공기 저항을 약 25% 줄일 수 있습니다. 결과적으로 항공기는 더욱 부드럽게 비행하게 되어 연료 소비와 배기가스 배출이 줄어듭니다.₂.

가변 기하학

NASA가 비행기를 날 수 있는 새로운 기술을 성공적으로 구현했습니다. 다양한 각도로 날개 접기. 암스트롱 비행 연구 센터에서 수행된 마지막 일련의 비행은 프로젝트의 일부였습니다. 적응형 날개 폭 - 계면 활성제. 비행 중에 외부 날개와 제어 표면이 최적의 각도로 접힐 수 있도록 하는 혁신적인 경량 형상 기억 합금을 사용하여 광범위한 공기 역학적 이점을 달성하는 것을 목표로 합니다. 이 새로운 기술을 사용하는 시스템은 기존 시스템보다 무게를 최대 80%까지 줄일 수 있습니다. 이 벤처는 항공 연구 임무국 내 NASA의 융합 항공기 솔루션 프로젝트의 일부입니다.

혁신적인 항공기 객실 설계

비행 중 접이식 날개는 혁신적 기술로 60년대 XB-70 Valkyrie 항공기 등을 사용하여 이미 시도되었습니다. 문제는 이것이 항공기의 안정성과 효율성에 무관심하지 않은 무겁고 큰 기존 엔진과 유압 시스템의 존재로 인해 항상 발생했다는 것입니다.

그러나 이 개념을 구현하면 항공기의 연료 효율이 이전보다 높아질 수 있을 뿐만 아니라 미래의 장거리 항공기가 공항에서 이동하기가 더 쉬워질 수 있습니다. 또한 조종사는 돌풍과 같은 비행 조건 변화에 대응할 수 있는 또 다른 장치를 받게 됩니다. 날개 접기의 가장 중요한 잠재적 이점 중 하나는 초음속 비행과 관련이 있습니다.

, 그리고 그들은 또한 소위 작업하고 있습니다. 푹신한 날개를 가진 몸 - 혼합 날개. 항공기의 날개와 동체가 명확하게 분리되지 않은 일체형 설계입니다. 동체 자체의 모양이 양력을 생성하는 데 도움이 되기 때문에 이러한 통합은 기존 항공기 설계에 비해 장점이 있습니다. 동시에 공기 저항과 무게를 줄입니다. 즉, 새로운 디자인은 연료 소비를 줄여 CO 배출량을 줄입니다.₂.

X-48B 혼합익 설계의 시각화

경계층 에칭

그들도 테스트 중입니다 대체 엔진 레이아웃 - 더 큰 직경의 모터를 사용할 수 있도록 날개 위와 꼬리에. 꼬리에 내장된 터보팬 엔진 또는 전기 모터를 사용한 디자인, 소위 "삼키기"는 기존 솔루션에서 출발합니다. 공기 경계층드래그를 줄이는 것입니다. NASA 과학자들은 항력 부분에 초점을 맞춰 BLI(BLI)라는 아이디어를 연구하고 있습니다. 그들은 연료 소비, 운영 비용 및 대기 오염을 동시에 줄이기 위해 이를 사용하기를 원합니다.

 Glenn 연구 센터 첨단 항공 운송 기술 프로젝트 관리자인 Jim Heidmann은 미디어 프레젠테이션에서 이렇게 말했습니다.

항공기가 비행할 때 동체와 날개 주위에 경계층이 형성됩니다. 즉, 공기가 느리게 이동하여 추가적인 공기역학적 항력이 생성됩니다. 움직이는 항공기 앞에는 전혀 없습니다. 선박이 공중을 이동할 때 형성되며 차량 후면에서는 최대 수십 센티미터 두께가 될 수 있습니다. 기존 설계에서 경계층은 단순히 동체를 따라 미끄러진 다음 항공기 뒤의 공기와 혼합됩니다. 그러나 경계층의 경로를 따라 엔진을 배치하면 상황이 달라집니다. 예를 들어 항공기 끝 부분, 동체 바로 위나 뒤에 배치하면 상황이 달라집니다. 느린 경계층 공기는 엔진으로 유입되어 고속으로 가속되고 배출됩니다. 이는 엔진 출력에 영향을 미치지 않습니다. 장점은 공기를 가속함으로써 경계층에서 제공되는 항력을 줄이는 것입니다.

과학자들은 그러한 솔루션을 사용할 수 있는 XNUMX개 이상의 항공기 프로젝트를 준비했습니다. 기관은 NASA가 실제로 고급 항공기 기술을 테스트하기 위해 향후 XNUMX년 동안 사용하기를 원하는 X 테스트 항공기에 이들 중 적어도 하나가 사용되기를 바라고 있습니다.

비행기의 새로운 좌석에 대한 비전

쌍둥이 형제가 진실을 말할 것이다

디지털 트윈 장비 유지관리 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 가장 현대적인 방법입니다. 이름에서 알 수 있듯이 디지털 트윈은 기계나 장치의 특정 지점에서 수집된 데이터를 사용하여 물리적 자산의 가상 복사본을 생성합니다. 이는 이미 작동 중이거나 설계 중인 장비의 디지털 복사본입니다. GE Aviation은 최근 세계 최초의 디지털 트윈 개발을 도왔습니다. 섀시 시스템. 일반적으로 고장이 발생하는 지점에는 유압, 브레이크 온도 등 실시간 데이터를 제공하는 센서가 설치됩니다. 이는 섀시의 남은 수명주기를 진단하고 조기 고장을 식별하는 데 사용되었습니다.

디지털 트윈 시스템 모니터링을 통해 리소스 상태를 지속적으로 모니터링하고 조기 경고, 예측, 실행 계획까지 수신하여 가상 시나리오를 시뮬레이션하여 리소스 가용성을 확장할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 장비. International Data Corporation에 따르면 디지털 트윈에 투자하는 기업은 유지 관리를 포함한 주요 프로세스의 주기 시간이 30% 단축될 것으로 예상됩니다.  

조종사를 위한 증강 현실

최근 몇 년간 중요한 혁신 중 하나는 개발이었습니다. 디스플레이와 센서 수석 조종사. NASA와 유럽 과학자들은 조종사가 문제와 위협을 감지하고 피할 수 있도록 돕기 위해 이를 실험하고 있습니다. 디스플레이는 이미 전투기 조종사의 헬멧에 설치됐다. F-35 록히드 마틴Thales와 Elbit Systems는 상업용 항공기, 특히 소형 항공기 조종사용 모델을 개발하고 있습니다. 후자 회사의 SkyLens 시스템은 곧 ATR 항공기에 사용될 예정입니다.

Elbit Systems의 SkyLens

합성 및 정제된 제품은 이미 대형 비즈니스 제트기에 널리 사용되고 있습니다. 기술 비전 시스템 (SVS/EVS), 조종사가 시야가 낮은 상황에서도 착륙할 수 있도록 해줍니다. 그들은 점점 더 합병되고 있습니다. 결합된 기술 비전 시스템 (CVS)는 조종사의 상황 인식과 비행 일정의 신뢰성을 향상시키는 것을 목표로 합니다. EVS 시스템은 가시성을 높이기 위해 적외선(IR) 센서를 사용하며 일반적으로 HUD 디스플레이()를 통해 액세스합니다. Elbit Systems 시스템에는 적외선 및 가시광선을 포함한 XNUMX개의 센서가 있습니다. 대기 중 화산재 등 다양한 위협을 탐지하기 위해 지속적으로 확장되고 있습니다.

터치 스크린비즈니스용 항공기 조종석에 이미 설치되어 있던 이 장치는 새로운 Boeing 777-X용 Rockwell Collins 디스플레이가 장착된 항공기로 옮겨가고 있습니다. 항공전자 제조업체도 찾고 있습니다. 음성 인식 전문가 객실에 가해지는 하중을 줄이기 위한 또 다른 단계입니다. 하니웰은 다음과 같은 실험을 하고 있습니다. 뇌 활동 모니터링 조종사가 해야 할 일이 너무 많거나 그의 주의가 "구름 속" 어딘가에 흩어지고 있는 시기를 결정하는 것 - 잠재적으로 조종석 기능을 제어하는 ​​능력에 관한 것이기도 합니다.

그러나 조종석의 기술적 개선은 조종사가 단순히 지쳤을 때 거의 도움이 되지 않습니다. 보잉의 제품 개발 담당 부사장인 마이크 시넷(Mike Sinnett)은 최근 로이터 통신과의 인터뷰에서 "향후 41년 동안 600개의 일자리가 필요할 것"이라고 예상했습니다. 상업용 제트 항공기. 즉, XNUMX 명 이상이 필요하다는 의미입니다. 더 많은 새로운 조종사. 어디서 구할 수 있나요? 이 문제를 해결하려는 계획은 적어도 보잉에서는, 인공지능의 응용. 회사는 이미 창설 계획을 공개했습니다. 조종사가 없는 조종석. 그러나 Sinnett은 이것이 아마도 2040년까지는 현실이 되지 않을 것이라고 믿고 있습니다.

창문이 없나요?

객실은 많은 일이 일어나는 혁신의 영역입니다. 오스카상도 이 분야에서 수여됩니다. 크리스탈 캐빈 어워드, 즉. 승객과 승무원 모두를 위해 항공기 인테리어 품질을 향상시키는 것을 목표로 하는 시스템을 개발한 발명가와 설계자에게 수여됩니다. 기내 화장실부터 기내 수하물 보관함에 이르기까지 삶을 더 편리하게 만들고 편안함을 높이며 비용을 절감하는 모든 것이 여기에서 보상됩니다.

한편, 에미레이트 항공의 티모시 클라크 사장은 다음과 같이 발표했습니다. 창문 없는 비행기기존 구조물보다 777배 더 가벼워 건설 및 운영이 더 빠르고 저렴하며 환경 친화적입니다. 새로운 Boeing 300-XNUMXER의 퍼스트 클래스에서는 카메라와 광섬유 연결 덕분에 육안으로 보이는 차이 없이 외부 보기를 표시할 수 있는 스크린으로 창문이 이미 교체되었습니다. 경제는 많은 사람들이 꿈꾸는 "유약"항공기의 건설을 허용하지 않을 것 같습니다. 대신 벽, 천장 또는 앞 좌석에 투사가 있을 가능성이 더 높습니다.

하늘을 시각화한 지붕을 갖춘 캐빈 컨셉

작년에 보잉은 승객이 주변의 조명 수준을 조정하고, 승무원에게 전화하고, 음식을 주문하고, 심지어 화장실이 비어 있는지 확인할 수 있는 vCabin 모바일 앱 테스트를 시작했습니다. 한편, 전화기에는 모바일 앱이 의자를 앞뒤로 기울일 수 있도록 설계된 Recaro CL6710 비즈니스 의자와 같은 내부 부속품이 포함되도록 조정되었습니다.

2013년부터 미국 규제 당국은 기내 통신 시스템을 방해할 위험이 점점 낮아지고 있다고 지적하면서 기내 휴대전화 사용 금지 조치를 해제하려고 노력해 왔습니다. 이 분야의 획기적인 발전으로 비행 중에 모바일 애플리케이션을 사용할 수 있게 되었습니다.

우리는 또한 지상 조업의 점진적인 자동화를 목격하고 있습니다. 미국의 델타항공이 이를 실험하고 있다. 승객 등록을 위한 생체인식. 전 세계 일부 공항에서는 이미 신원 확인을 통해 여권 사진을 고객의 사진과 일치시키는 안면 인식 기술을 테스트하거나 시험하고 있으며, 이를 통해 시간당 두 배 더 많은 여행자를 검사할 수 있다고 합니다. 2017년 XNUMX월, JetBlue는 미국 관세국경보호청(CBP) 및 글로벌 IT 기업 SITA와 협력하여 생체 인식 및 안면 인식 기술을 사용하여 탑승 시 고객을 검사하는 프로그램을 테스트했습니다.

지난해 2035월 국제항공운송협회(International Air Transport Association)는 7,2년까지 여행객 수가 두 배인 XNUMX억 명에 이를 것으로 예상했다. 따라서 혁신과 개선을 위해 노력해야 할 이유와 대상이 있습니다.

미래의 항공:

BLI 시스템 작동 애니메이션: 

경계층 항목 애니메이션 | NASA 글렌 연구 센터