(译自国家地理每日新闻) enter image description here

元素的融合

摄影 Robert Ferguson, 波音/NASA

实验性的波音X-48B飞机标榜把机身和机翼完美融合的独特设计。因为英国机械工程师机构(IMechE)的一篇最新报告中对其节省燃料特性的揭示,X-48B的“身翼相融”有可能成为未来十年商业客运飞机的流行模板。

这篇名为《Aero 2075:能开启一个美好的明天吗?》的报告检验了这个可以改变空中旅行的全新概念

这个身翼相融设计,举例来说,把机身、机翼,和飞机的引擎放在同一个表面上,同时”意味着只需要用更强的空气动力效率托起一个表面”,Philippa Oldham解释说,作为英国机械工程师机构的一把手,同时也是这篇报告的第一作者。

“现在的‘雪茄烟管加翅膀’设计表面面积更大,这就需要增加牵引力,所以飞机的空气动力效率就不高。“

—Ker Than

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下一个协和式飞机?

绘图 Lockheed Martin/NASA

像一只大飞镖一样,Lockheed Martin的“超音速绿色机器”,如图所示,可以以1.6马赫(飞行速度除以音速)的速度,或是接近于两倍音速的速度巡航。

一旦建成,像“超音速绿色机器”这样的飞机就是协和式飞机和图波列夫图-144的继任者,它们就是曾经唯一用于商业飞行的超音速飞机。但是,协和式飞机因为其昂贵的维修费和过高的票价(高达几千美元),在收益上却是失败的。

随着工程学的发展,超音速飞机今天可以修得更好也更便宜, IMechE的Oldham说。“协和式飞机因为其引擎设计和材料使用曾经超前于时代,”她说道,“现在我们可以让它的造价更加合理了。”

同样,现今的愈演愈烈的全球经济问题可以重启超音速飞机这个概念,David Gillen说,他是加拿大的英属哥伦比亚大学(UBC)的交通政策专家。

“看看印度、中国,以及巴西市场的成长,它们需要一定程度的关联性”,这个可以从更快的旅行时间上获益,Gillen说,虽然他并没有参与那篇报告。

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功率的争夺

摄影 NASA

SJX61-2超音速燃烧冲压喷气发动机于2008年在美国国家航空航天局兰利研究中心接受了5马赫(或者说是5倍的音速)的风动模拟飞行测试。

超音速燃烧冲压喷气发动机没有能够活动的部分,取而代之的是,它可以从空气中吸入所有必须的氧气来燃烧氢燃料。但是,要把空气压缩和加热到可以点燃的程度,超音速燃烧冲压喷气发动机必须以非常高的速度工作——高于5马赫。

因为这个大的技术瓶颈仍然没有克服,UBC的Gillen表示他并不对近期内超音速燃烧冲压喷气发动机的商业化报以期望。他说:”我们甚至在军用飞机里都没有见过这样的设计,至少没有在公开的部分。“

Oldham 也表示极超音速飞机可能还要面临漫漫长路,但是她认为可能有一天以超音速燃烧冲压喷气发动机为动力的商业飞机会投入生产,但至少要15年以后。

”所有的东西最终都会从国防市场流入商业和民用航空”,她说道。

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来自自然的一页

摄影 by Paul Bowen, Science Faction/Getty Images

在这张更新的图片中有四架喷气式飞机拍着紧密的队形飞翔在新泽西上空。在未来,国外航线或是长距离航线的飞机可以以V字队形飞行, 根据IMechE的报告,可以节省高达12%的油耗。

鹅和其他鸟类运用这个技巧在长途飞行了节省体力。空气击打飞行中的鸟类,然后沿着翅膀形成涡旋,对于单独的飞行者会形成一股拖拽力。但当在队列中飞行时,后面的鸟儿可以在前面的鸟形成的涡旋之上飞行,减小了整个队伍的拖拽力。

工程师们早就想在飞机上尝试队列飞行了,但是难点在于如何把握飞机间侧部的距离,以保证它们可以安全地近距离飞行。

“我认为我们有很好的工具可以对垂直距离进行把握”,对于层叠的飞机以及飞机与地面的距离,Gillen说,“对于侧部距离,我们也有很大进展,但是仍然存在一些的可变性。”

Oldham 认为列队飞行的相应技术已经成熟:“因为航空电子科技的发展,飞机现在甚至可以根据遥感红外摄像机锁定前面的飞机”,她说道。

队列飞行对于长途航班来说是最有益的,她说。“比如说,有一系列航班要从伦敦出发,它们在过大西洋的时候可以组成队列,飞过大洋后,它们都会受益于燃料的节省”,Oldham说。“然后它们就可以该去纽约的去纽约,该去波士顿的去波士顿。”

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空中加油

摄影 by Shane A. Cuomo, DOD/AP

美国空军B-2 Spirit秘密轰炸机在航行中正在澳大利亚上空被KC-10扩飞机加油,这是2006年七月的图片。

一个军用飞机的惯例,空中加油,仍然没有进入商业飞行界,部分是因为需要大量作为支持的基础设施。“这需要一个运油飞机的全球网络”作为越洋飞行的加油站,Oldham说。

空中加油商业化的一个理由是,它会使飞机更加节能,因为飞机不需要带着满满的油箱起飞了。

UBC的Gillen,却对这点持怀疑态度。“我的观点是,这其实省不了钱,因为燃料其实还是通过某种手段上了天”,他说,“你要么是为你乘坐的飞机给钱,要么是为加油的飞机给钱。所以我认为净效果为零,如果不是负数的话。”

如果技术问题不是障碍的话,乘客们对于空中加油的态度也不是很明朗。

“我们在军事和国防市场见到它多年了,但我认为当你在(商业)飞机上见到加油机就在你前面的时候,感觉会完全不同”,Oldham说,“技术上是成熟了,但是我们心理上能接受吗?”

原文链接:http://news.nationalgeographic.com/news/2011/11/pictures/111110-future-flying-airports-tech-travel/?source=hp_dl2_news_flight20111114