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要是请1968年的人穿越到今天看看飞机场,他们很可能会对那里的巨大变化感到惊叹。不过,如今飞机的模样他们还是能够认出来。虽然商用飞机在材料、引擎和电子设备等方面有了长足的发展——2017年堪称航空史上最安全的一年,但商用飞机的构造和上世纪60年代的时候大体上还是老样子。

城市“空中巴士”
实际上,波音737堪称航空史上销量最高的客机之一,该机型早在1967年便完成了首飞测试,然而再过半个世纪,航空客运工具将会呈现何种面貌呢?
“尝试与失败”
现代客机的构造,其实和上世纪60年代的机型相差无几。不过,随着一些创新理念的涌现,例如巴西航空工业公司研发的带透明窗的“京都飞艇”,确实令人眼前一亮。试想一下,再过半个世纪,航空器将会呈现何种面貌呢?
长久以来,人类持续寻求改进航空器构造方案。1970年代,仅有协和式超音速客机和苏联图-144实现了短暂有限运行,但超音速航行的前景承诺始终未能兑现。至于融合翼设计的诺斯罗普B-2轰炸机,虽曾备受瞩目,迄今仍未获得显著成就。因为涉及技术层面和经济效益,航空制造业不再采纳那些标新立异的构想,而是把精力更多地投入到当前的标准化方案上。
“电动飞机的梦想”

实现空中旅行“门到门”的Zunum混合动力电动飞机
二十六世纪,载人飞行器已进入研发阶段,电能驱动方案被纳入规划,预计将扮演关键角色,未来数十年星空体育官方网站,多数短途航空活动或会使用电动载具,这将彻底重塑人们对空中交通的认知,类似NASA的X-57实验机型所揭示星空体育app下载入口,微型的动力单元能够实现多点位驱动。电动飞行器依靠低廉的维护费用和运行费用,具备潜力,能够成为未来居民前往工作地点和住所之间的主要出行方式。
实际上,当前部分顶尖电动飞行器计划,其目的并不仅限于替代城市间的地面交通方式,还计划在城市内部运行,例如由Zunum和Eviation风险投资企业构思的、可搭载9到12名乘客的样机设计。
空中交通服务即将普及化:空中客车公司构思的瓦哈那(Vahana)飞行器,是专为缓解都市交通压力而设计的无人驾驶航空器。2018年1月31日,该机型实现了电动垂直起降(eVTOL)的初次飞行。它具备垂直起降能力,无需依赖传统机场。其最高巡航时速可达到225公里每小时,单次飞行可覆盖约97公里距离。空中巴士计划是另一种由人类构思的自动驾驶空中交通工具,目的是缓解交通堵塞问题,用户能借助智能手机远程调度,初期阶段或许需要飞行员操控,一旦法规允许,就能切换为无人驾驶模式,不过这种创新飞行器能否最终投入商业运营,目前尚不明朗。

“瓦哈那”自动驾驶飞机
任何时候,门到门运输都不是电动飞行器的独有领域,这种想法并非全新,倾斜旋翼的设计让飞行器能够从垂直起降切换到固定翼模式,从而实现直接起飞,目前这类飞行器仅限于美军使用。
但是,意大利的莱昂纳多飞机制造商正在宣传其民用直升机型号AW609,倘若获得成功,或许会调整区域航空的进步态势。这款AW609能够容纳九位乘客,兼具涡桨飞机的稳定巡航速率和直升机的灵活垂直起降特性,飞行速率可达到每小时五百一十公里,最远飞行距离为一千三百八十九公里,借助备用油箱能够将飞行距离增加至二千零三十六公里。

AW609包含了涡桨飞机和直升机设计元素
“自动化操作”
多年以来,全球空中交通量持续增加。如今,飞机拥有了新的功能,由此引发出一个疑问:由谁操控这些飞行器?据空中客车公司主管自动动力系统的帕斯卡尔•特拉斯(Pascal Traverse)透露:预计在二十年之内,世界商业航空领域大约需要六十万位驾驶员,而现阶段从业的飞行员数量大约只有二十万。这将是自动化需求变得更加迫切和重要的原因之一。”
无人机并非虚构的事物。航空业资深人士比约登•费赫姆曾提到过一种“半自主飞行器”,这是业界高层用来形容尖端飞行器的叫法。他进一步阐述:“沿着这个思路发展下去,未来装备可以配备充分的自动化系统,只需要安排一名‘应急操控员’应对突发状况即可。”
当然,短期内,想象一架彻底无人操作的客机,显得不太可能。特斯拉指出,重大难题之一来自对未知状况的无知。一旦意外出现,人类驾驶员能够迅速应对,或者在类似场景下进行推理并处理。但如果仅靠机器处理所有变量因素,这并非易事。
“重塑乘客体验度”
航空器的智能化或许不会带来构造上的革新,不过部分学者指出,这些新技术的整合却可能彻底改变旅客的乘坐感受。电动客机的问世,预计将催生出全新的机舱布局方案,以此更有效地迎合旅客的各种要求。加利福尼亚州以航空客舱设计见长的ACLA工作室的创办人维克多•卡利奥斯(Victor Carlioz)谈道。无尾的“飞翼”式飞机,是否即将再度流行起来?飞行翼存在一个关键缺陷,这关乎乘客感受,费赫姆说明情况。“旅客身处环形布局的机舱,众多人士相邻而坐,并且没有设置观察窗。”

波音公司的混合翼飞机采用了非常前卫的设计思路,机身与机翼完全整合,形成了平滑流畅的整体构造
转弯时,飞机外侧的乘客容易感到天旋地转。这种感觉源于视觉感受与实际运动的不协调,因此,将景象映入机内,变换观察依据,或许能缓解这种不适。尽管模拟窗外景致的技术已相当成熟,卡利奥斯依然认为,飞机配备透明视窗具有不可替代的价值。部分前瞻设计的飞行器舍弃了舷窗,此举虽能在构造上节省成本,却未必能完全取代视觉上的真实体验。然而,存在一种截然不同的看法:同外界互动能够增强旅客的满意度。

波音公司的787-9梦幻客机
波音最新款飞机的一大特色是使用了明亮的观察窗星空体育平台官网入口,其巨大的玻璃窗设计十分突出,另外空中客车公司在2011年巴黎航空展览会上,也展示过设有透明隔断的全方位客舱布局。

巴西航空工业公司同样配备了一款行政专机,该机型以独特的宽大视窗设计著称,彰显出前瞻性的理念,也体现了对行业发展趋势的精准把握。京都飞艇是为1000E系列飞机量身打造的,其显著特征在于机舱多数侧壁都配置了大型全景式玻璃窗。

巴西航空工业公司生产的视窗化京都飞艇
“追求速度”

超音速新概念机,成本低于协和飞机
部分航空行业似乎在停滞不前,而非持续进步。回望历史,横跨大西洋的超音速飞行曾经确有实现可能,只是相关技术尚未完善。当下,即便是一些资本实力强劲的航空企业,也仅限于研发亚音速客机。与此同时,一些创新公司正致力于攻克这一技术难题。Boom Supersonic是一家中坚企业,它得到了硅谷孵化器Y Combinator和日本航空公司的资金支持。该公司正在研制一种客机,它的飞行速度可达到2.2倍音速,而且造价要比协和式飞机低廉。
Aerion AS2是另一种商用超音速飞行器计划,该计划主要面向企业飞行器市场。尽管这个计划目前还在进行中,但喷气式飞机使用者Flexjet已经预定了20架AS2机型,总金额高达240亿美元。Aerion AS2的最大飞行时速可达1.5马赫。即便如此快的速度,也远低于某些雄心勃勃的科研构想中所设定的超音速飞行标准。
德国航空航天研究所牵头组织的太空飞行计划,让飞行器能达到音速的四分之一倍速,从伦敦飞往澳大利亚的时间缩短为九十分钟。德国航天研究机构的航空研究执行委员会成员罗尔夫•亨克表示,在航空航天的范畴内,真正阻碍发展的往往不是技术难题,资金困难或管理上的难题才是主要障碍。二十年代,关于飞行器气动布局的构想已获广泛探讨,三十年代起,研究重心转向了高速飞行现象,然而,实现这一突破,必须有人甘冒风险,并倾注巨额财力。
我们能否实现这些不同技术的整合?航空创新投资基金及咨询公司Starburst的创始人弗朗索瓦•乔德说,航空领域可能会出现显著的分化,形成两大阵营,中短途航线将采用电动模式,其普及速度比多数人预想的要快得多。他进一步指出:对于远距离的空中旅程,超音速亚轨道飞行器将会问世,这种飞行器能够显著缩短大洲之间的空间间隔,例如,在极短的时间内就能从欧洲抵达澳大利亚。
这段行程可以增添一个关键环节,比如融合类似瓦哈那(Vahana)电动无人驾驶飞行器的创新技术。ACLA设计团队的卡利奥斯与克利里观察到,无人驾驶空中交通工具会逐渐融入完整的空中交通体系。部分操作,例如托运行李和身份核实,能够借助生物特征识别手段预先办理,借此消除航空出行感受中的一个显著不便。
肖邦代表Starburst公司表示,综合运输体系将构成未来核心,空中客车Clip-Air的模块化运输设备,以及空中客车“飞行集装箱”这类构想,当前正处在设计阶段。毫无疑问,将来会有更多飞行器在空中飞行。
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