Innovazioni tecniche negli aerei e non solo

L'aviazione si sta sviluppando in diverse direzioni. Gli aeroplani aumentano la loro autonomia di volo, diventano più economici, più aerodinamici e accelerano meglio. Ci sono miglioramenti alla cabina, ai sedili dei passeggeri e agli aeroporti stessi.

Il volo è durato diciassette ore senza interruzioni. Boeing 787-9 Dreamliner La compagnia aerea australiana Qantas con più di duecento passeggeri e sedici membri dell'equipaggio a bordo ha effettuato un volo da Perth, in Australia, all'aeroporto di Heathrow a Londra. L'auto è volata 14 498 km. È stato il secondo volo più lungo del mondo subito dopo il collegamento di Qatar Airways da Doha ad Auckland, in Nuova Zelanda. Si considera quest'ultimo percorso 14 529 km, che è più lunga di 31 km.

Nel frattempo, Singapore Airlines sta già aspettando la consegna di uno nuovo. Airbus A350-900ULR (volo a lunghissima distanza) per avviare un servizio diretto da New York a Singapore. La lunghezza totale del percorso sarà più di 15mila km. La versione A350-900ULR è piuttosto specifica: non ha una classe economica. L'aereo è stato progettato per 67 posti nella sezione business e 94 nella sezione premium economy. Ha senso. Dopotutto, chi può stare seduto quasi tutto il giorno angusto nello scompartimento più economico? Proprio tra gli altri Con voli diretti così lunghi nelle cabine passeggeri, vengono progettati sempre più nuovi servizi.

ala passiva

Con l'evoluzione dei progetti dei velivoli, la loro aerodinamica ha subito cambiamenti costanti, anche se non radicali. Ricerca migliore efficienza del carburante È ora possibile accelerare le modifiche al design, comprese le ali più sottili e flessibili che forniscono un flusso d'aria laminare naturale e gestiscono attivamente quel flusso d'aria.

L'Armstrong Flight Research Center della NASA in California sta lavorando a quello che chiama ala aeroelastica passiva (STALLO). Larry Hudson, ingegnere capo dei test presso l'Air Load Laboratory dell'Armstrong Center, ha dichiarato ai media che questa struttura composita è più leggera e flessibile delle ali tradizionali. I futuri velivoli commerciali saranno in grado di utilizzarlo per la massima efficienza di progettazione, risparmio di peso e risparmio di carburante. Durante i test, gli esperti utilizzano (FOSS), che utilizza fibre ottiche integrate con la superficie dell'ala, in grado di fornire dati da migliaia di misurazioni di deformazioni e sollecitazioni ai carichi di lavoro.

Cabine per aerei - progetto

Le ali più sottili e flessibili riducono la resistenza e il peso, ma richiedono un nuovo design e soluzioni di manovrabilità. eliminazione delle vibrazioni. Le metodologie sviluppate sono associate, in particolare, all'adeguamento aeroelastico passivo della struttura mediante compositi profilati o alla fabbricazione di additivi metallici, nonché al controllo attivo delle superfici mobili delle ali al fine di ridurre le manovre e i carichi esplosivi e smorzare le vibrazioni delle ali. Ad esempio, l'Università di Nottingham, nel Regno Unito, sta sviluppando strategie per il controllo attivo dei timoni degli aerei che possono migliorare l'aerodinamica degli aerei. Ciò consente di ridurre la resistenza dell'aria di circa il 25%. Di conseguenza, l'aereo volerà più agevolmente, con conseguente riduzione del consumo di carburante e delle emissioni di COXNUMX.₂.

Geometria mutevole

La NASA ha messo in pratica con successo una nuova tecnologia che consente agli aerei di volare ali pieghevoli a diverse angolazioni. L'ultima serie di voli, condotta presso l'Armstrong Flight Research Center, faceva parte del progetto Apertura alare adattiva — tensioattivo. Mira a ottenere un'ampia gamma di vantaggi aerodinamici attraverso l'uso di un'innovativa lega leggera a memoria di forma che consentirà alle ali esterne e alle loro superfici di controllo di piegarsi ad angoli ottimali durante il volo. I sistemi che utilizzano questa nuova tecnologia possono pesare fino all'80% in meno rispetto ai sistemi tradizionali. Questa impresa fa parte del progetto Converged Aviation Solutions della NASA nell'ambito dell'Autorità per le missioni di ricerca aeronautica.

Design innovativo della cabina dell'aeromobile

La piegatura delle ali in volo è un'innovazione che, tuttavia, era già stata intrapresa negli anni '60 utilizzando, tra gli altri, il velivolo XB-70 Valkyrie. Il problema era che era sempre associato alla presenza di motori e sistemi idraulici convenzionali pesanti e di grandi dimensioni, che non erano indifferenti alla stabilità e all'economia del velivolo.

Tuttavia, l'attuazione di questo concetto può portare alla creazione di macchine più efficienti in termini di consumo di carburante rispetto a prima, oltre a semplificare il rullaggio dei futuri aeromobili a lungo raggio negli aeroporti. Inoltre, i piloti riceveranno un altro dispositivo per rispondere alle mutevoli condizioni di volo, come raffiche di vento. Uno dei potenziali vantaggi più significativi del ripiegamento delle ali ha a che fare con il volo supersonico.

, e stanno lavorando anche sul cosiddetto. corpo soffice - ala mista. Questo è un design integrato senza una chiara separazione delle ali e della fusoliera dell'aereo. Questa integrazione ha un vantaggio rispetto ai modelli di aeromobili convenzionali perché la forma della fusoliera stessa aiuta a generare portanza. Allo stesso tempo, riduce la resistenza dell'aria e il peso, il che significa che il nuovo design consuma meno carburante e quindi riduce le emissioni di CO.₂.

Rendering del design ad ala mista X-48B

Incisione dello strato limite

Sono anche testati disposizione del motore alternativa - sopra l'ala e sulla coda, in modo da poter utilizzare motori di diametro maggiore. I progetti con motori turbofan o motori elettrici integrati nella coda, "deglutizione", la cosiddetta "deglutizione", si discostano dalle soluzioni convenzionali. strato limite d'ariache riduce la resistenza. Gli scienziati della NASA si sono concentrati sulla parte della resistenza aerodinamica e stanno lavorando a un'idea chiamata (BLI). Vogliono usarlo per ridurre allo stesso tempo il consumo di carburante, i costi operativi e l'inquinamento atmosferico.

 Jim Heidmann, responsabile del progetto di tecnologia avanzata per il trasporto aereo del Glenn Research Center, ha dichiarato durante una presentazione ai media.

Quando un aeroplano vola, intorno alla fusoliera e alle ali si forma uno strato limite, un'aria che si muove più lentamente, creando ulteriore resistenza aerodinamica. È completamente assente di fronte a un aereo in movimento: si forma quando la nave si muove nell'aria e nella parte posteriore dell'auto può avere uno spessore fino a diverse decine di centimetri. In un progetto convenzionale, lo strato limite scivola semplicemente sulla fusoliera e poi si mescola con l'aria dietro l'aereo. Tuttavia, la situazione cambierà se posizioniamo i motori lungo il percorso dello strato limite, ad esempio all'estremità dell'aereo, direttamente sopra o dietro la fusoliera. L'aria dello strato limite più lenta entra quindi nei motori, dove viene accelerata ed espulsa ad alta velocità. Ciò non influisce sulla potenza del motore. Il vantaggio è che, accelerando l'aria, riduciamo la resistenza esercitata dallo strato limite.

Gli scienziati hanno preparato più di una dozzina di progetti di aeromobili in cui una tale soluzione potrebbe essere utilizzata. L'agenzia spera che almeno uno di loro sarà utilizzato nel velivolo di prova X, che la NASA vuole utilizzare nel prossimo decennio per testare in pratica la tecnologia aeronautica avanzata.

Vedere nuovi posti su un aereo

Il fratello gemello dirà la verità

Gemelli digitali è il metodo più moderno per ridurre drasticamente i costi di manutenzione delle apparecchiature. Come suggerisce il nome, i gemelli digitali creano una copia virtuale delle risorse fisiche utilizzando i dati raccolti in determinati punti di macchine o dispositivi: sono una copia digitale di apparecchiature già funzionanti o in fase di progettazione. GE Aviation ha recentemente contribuito a sviluppare il primo gemello digitale al mondo. Sistema a telaio. I sensori sono installati nei punti in cui si verificano in genere guasti, fornendo dati in tempo reale, anche per la pressione idraulica e la temperatura dei freni. Questo è stato utilizzato per diagnosticare il ciclo di vita rimanente dello chassis e identificare tempestivamente i guasti.

Monitorando il sistema del gemello digitale, possiamo monitorare costantemente lo stato delle risorse e ricevere avvisi precoci, previsioni e persino un piano d'azione, modellando scenari "what if", il tutto al fine di estendere la disponibilità delle risorse. attrezzatura nel tempo. Le aziende che investono in digital twin vedranno una riduzione del 30% dei tempi di ciclo per i processi chiave, inclusa la manutenzione, secondo International Data Corporation.  

Realtà aumentata per il pilota

Una delle innovazioni più importanti degli ultimi anni è stata lo sviluppo display e sensori guidare i piloti. La NASA e gli scienziati europei stanno sperimentando questo nel tentativo di aiutare i piloti a rilevare e prevenire problemi e minacce. Il display era già installato nel casco del pilota di caccia F-35 Lockheed Martine Thales e Elbit Systems stanno sviluppando modelli per piloti di aerei commerciali, in particolare piccoli aerei. Il sistema SkyLens di quest'ultima compagnia sarà presto utilizzato sugli aerei ATR.

SkyLens di Elbit Systems

Sintetici e raffinati sono già ampiamente utilizzati nei business jet più grandi. sistemi di visione (SVS/EVS), che permette ai piloti di atterrare in condizioni di scarsa visibilità. Si fondono sempre più in sistemi di visione combinati (CVS) mirato ad aumentare la consapevolezza dei piloti delle situazioni e l'affidabilità degli orari di volo. Il sistema EVS utilizza un sensore a infrarossi (IR) per migliorare la visibilità e di solito è accessibile tramite il display HUD (). Elbit Systems, a sua volta, dispone di sei sensori, inclusi infrarossi e luce visibile. È in continua espansione per rilevare varie minacce come la cenere vulcanica nell'atmosfera.

touchscreengià installati nelle cabine di pilotaggio dei business jet, si stanno spostando su aeromobili con display Rockwell Collins per il nuovo Boeing 777-X. Anche i produttori di avionica stanno cercando specialisti del riconoscimento vocale come ulteriore passo verso la riduzione del carico sulla cabina. Honeywell sta sperimentando monitoraggio dell'attività cerebrale Per determinare quando il pilota ha troppo lavoro da fare o la sua attenzione vaga da qualche parte "tra le nuvole" - potenzialmente anche sulla capacità di controllare le funzioni della cabina di pilotaggio.

Tuttavia, i miglioramenti tecnici nell'abitacolo sono di scarso aiuto quando i piloti sono semplicemente esausti. Mike Sinnett, vicepresidente dello sviluppo prodotto di Boeing, ha recentemente dichiarato a Reuters che prevede che "saranno necessari 41 posti di lavoro nei prossimi vent'anni". jet commerciali. Ciò significa che saranno necessarie più di 600 persone. più nuovi piloti. Dove trovarli? Un piano per risolvere questo problema, almeno in Boeing, applicazione dell'intelligenza artificiale. La società ha già rivelato i piani per la sua creazione cabina di pilotaggio senza piloti. Tuttavia, Sinnett crede che probabilmente non diventeranno realtà fino al 2040.

Niente finestre?

Le cabine passeggeri sono un'area di innovazione in cui stanno accadendo molte cose. Gli Oscar vengono assegnati anche in quest'area - Premi della cabina di cristallo, cioè. premi a inventori e designer che creano sistemi volti a migliorare la qualità degli interni degli aeromobili sia per i passeggeri che per l'equipaggio. Tutto ciò che semplifica la vita, aumenta il comfort e fa risparmiare qui viene premiato: dalla toilette di bordo agli armadietti per il bagaglio a mano.

Nel frattempo, Timothy Clark, Presidente di Emirates Airlines, annuncia: aereo senza finestriniche può anche essere due volte più leggero delle strutture esistenti, il che significa più veloce, più economico e più rispettoso dell'ambiente nella costruzione e nel funzionamento. Nella prima classe del nuovo Boeing 777-300ER i finestrini sono già stati sostituiti con schermi che, grazie a telecamere e collegamenti in fibra ottica, possono visualizzare la visuale esterna senza differenze visibili ad occhio nudo. Sembra che l'economia non consentirà la costruzione di velivoli "vetrati", che molti sognano. Invece, è più probabile che abbiamo delle proiezioni sulle pareti, sul soffitto o sui sedili di fronte a noi.

Concetto di cabina con un tetto che visualizza il cielo

L'anno scorso, Boeing ha iniziato a testare l'app mobile vCabin, che consente ai passeggeri di regolare i livelli di illuminazione nelle loro immediate vicinanze, chiamare gli assistenti di volo, ordinare cibo e persino controllare se il bagno è vuoto. Nel frattempo, i telefoni sono stati adattati agli allestimenti interni come la sedia da lavoro Recaro CL6710, progettata per consentire alle app mobili di inclinare la sedia avanti e indietro.

Dal 2013 le autorità di regolamentazione statunitensi stanno cercando di revocare il divieto all'uso dei telefoni cellulari sugli aerei, sottolineando che il rischio che interferiscano con il sistema di comunicazione di bordo è ora sempre più basso. Una svolta in questo settore consentirà l'utilizzo di applicazioni mobili durante il volo.

Stiamo anche assistendo alla progressiva automazione della movimentazione a terra. Delta Airlines negli Stati Uniti sta sperimentando l'uso di biometria per la registrazione dei passeggeri. Alcuni aeroporti in tutto il mondo stanno già testando o testando la tecnologia di riconoscimento facciale per abbinare le foto dei passaporti a quelle dei loro clienti attraverso la verifica dell'identità, che si dice sia in grado di controllare il doppio dei viaggiatori all'ora. Nel giugno 2017, JetBlue ha collaborato con la US Customs and Border Protection (CBP) e la società IT globale SITA per testare un programma che utilizza la biometria e la tecnologia di riconoscimento facciale per controllare i clienti al momento dell'imbarco.

Lo scorso ottobre, l'International Air Transport Association aveva previsto che entro il 2035 il numero dei viaggiatori sarebbe raddoppiato a 7,2 miliardi. Quindi c'è perché e per chi lavorare su innovazioni e miglioramenti.

L'aviazione del futuro:

Animazione del sistema BLI: 

Animazione ingresso livello limite | Centro di ricerca Glenn della NASA