未来五大客机新技术：V形编队飞行更省油

伤我心太深

据美国国家地理网站11月16日报道，英国机械工程师协会(以下简称IMechE)对未来5种热门航空技术进行了分析，包括编队飞行、空中加油、波音试验性飞机X-48B以及超音速冲压喷气发动机，其中的编队飞行可以大幅减少燃料。IMechE的报告指出，未来的跨洋飞行或者长途飞行的客机将组成V形编队，这种编队飞行最高可节省12%的燃料。


　　1、波音X-48B

波音X-48B

　　波音试验性飞机X-48B，采用独特设计，将机身和机翼完美融合在一起。英国机械工程师协会在一份名为“2075年航空业：飞向光明的未来?”的报告中指出，由于可以节省燃料，X-48B的“翼身融合”设计将在未来几十年成为商业客机的一个模板。这份报告对能够颠覆游戏规则和改变航空业面貌的一系列想法进行了分析。

　　报告主执笔人、IMechE交通运输部门负责人菲利帕-奥尔德哈姆表示，X-48B采用“翼身融合”设计，将机身、机翼和发动机整合在一个表面。“这也就意味着你只需要提升一个表面，进而提高了飞机的空气动力学性能。当前的机身采用雪茄形设计，表面积更大，提高了阻力，因此空气动力学性能更低。”



　　2、超音速绿色飞机

超音速绿色飞机

　　洛克希德-马丁公司设计的超音速绿色飞机，外形好似一个巨大的标枪，其巡航速度超过1.6马赫，接近于音速的两倍。如果投入制造，超音速绿色飞机将成为协和式飞机的继任者。协和式飞机是世界上第一款同时也是唯一一款曾投入运营的超音速客机，但由于高昂的维护成本以及高达数千美元的票价，这款客机在商业上遭遇惨败。

　　IMechE的奥尔德哈姆表示，随着相关工程学技术的进步，超音速飞机的性能将不断提高，同时降低制造成本。她说：“协和式飞机在发动机设计和材料使用方面领先当时所处的时代。我认为我们可以研制出更具有经济可承受性的超音速客机。”加拿大不列颠哥伦比亚省大学的交通政策专家大卫-吉伦说：“全球经济的发展将让研制超音速的想法再度流行起来。随着印度、中国和巴西等国的经济快速发展，他们需要促进彼此间的联系，缩短飞行时间显然能够让他们获益。”吉伦并没有参与撰写IMechE的报告。



　　3、超音速冲压喷气发动机

超音速冲压喷气发动机

　　2008年，SJX61-2超音速冲压喷气发动机在美国宇航局位于弗吉尼亚州兰利研究中心的风洞(模拟飞行环境)内接受测试，速度达到5马赫，相当于音速的5倍。超音速冲压喷气发动机没有运动机件，通过吸收空气中的氧燃烧氢燃料工作。为了收集气体并进行压缩和达到可燃温度，超音速冲压喷气发动机的速度必须达到5马赫以上。

　　吉伦指出，由于一系列巨大的技术挑战仍未克服，他并不认为采用超音速冲压喷气发动机的商业客机能够在近期内成为现实。他说：“甚至连军方也没有研制出这种飞机，至少没有对外公布。”奥尔德哈姆表示研制极超音速飞机可能仍有很长的一段路要走，但她认为采用超音速冲压喷气发动机的商业客机可能在未来的某一天成为可能，生产这种飞机的梦想最早将在15年后成真。



　　4、编队飞行

编队飞行

　　一幅未标注日期的照片，展现了美国新泽西州上空4架编队飞行的喷气式飞机。IMechE的报告指出，未来跨洋或者长途飞行的客机将组成V形编队，这种编队飞行最高可节省12%的燃料。大雁和其他鸟类采用这种策略，在长途飞行时节省能量。飞行过程中，空气会沿着鸟的翅膀向下流动，形成旋涡，对单独飞行的鸟形成阻力。如果编队飞行，下方的鸟可以利用在其前方产生的旋涡，进而减少整个编队的阻力。

　　工程师长久以来便希望飞机采用编队飞行的方式，但测量飞机间的横向距离存在难度，如果距离过近，便会出现安全问题。吉伦表示：“我们已经研发出性能出色的仪器，用于测量编队飞行飞机之间的垂直距离，或者飞机与地面间的垂直距离。在测量横向距离方面，我们虽然取得很大进步，但仍存在一定的易变性。”

　　IMechE的奥尔德哈姆认为，当前的技术几乎已经能够让编队飞行成为一种可能。她说：“由于航空电子技术的不断发展进步，飞机可以借助遥感红外摄像头锁定前方的飞机。采用编队飞行的最大受益者将是进行长途飞行的飞机。如果几架飞机从伦敦起飞，它们可以在大西洋上空加入一个编队，进而在飞越大西洋过程中节省燃料。在此之后，它们飞往各自的目的地，比如纽约和波士顿。”



　　5、空中加油技术

空中加油技术

　　2006年7月，澳大利亚上空，美国空军的KC-10“补充者”空中加油机正给B-2“幽灵”隐形轰炸机加油。军用飞机进行空中加油已经非常普遍，但这项技术尚没有扩展到商业航空领域，部分原因在于：客机进行空中加油需要建造规模巨大的设施加以支持。奥尔德哈姆说：“需要打造一个全球性加油飞机网络，充当国际航班的加油站。”

　　一种观点认为，由于无需在加满油情况下起飞，空中加油能够提高客机的能效。吉伦对这种观点持怀疑态度。他说：“我认为这种方式并不一定会节省资金，因为燃料最终都会在飞行中消耗掉。乘客乘坐的客机消耗燃料，负责加油的飞机同样消耗燃料，乘客都要付出成本，因此实际效果为零。”

　　奥尔德哈姆表示，即使攻克相关技术难题，乘客是否愿意在飞行途中加油仍旧是一个未知数。她说：“多年来，我们曾多次在航空展上看到过空中加油演示，但商业客机进行空中加油是另一回事，看到前方出现一架加油机，乘客可能感到很不舒服。虽然相关技术已经具备，但我们是否已经做好心理准备了呢?”

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