Блог

Jun 08, 2023

Боинг построит подкос

Когда вы сжигаете столько же топлива, сколько авиакомпания, эффективность использования топлива выражается однозначным числом.

Когда вы сжигаете столько же топлива, сколько авиакомпания, однозначная настройка эффективности использования топлива приводит к огромной экономии. Возьмем, к примеру, пленку Aeroshark, снижающую лобовое сопротивление, которой Swiss Airlines наклеила все свои 12 самолетов Boeing 777. Она обеспечивает повышение эффективности на 1%, и в результате всего лишь на 12 самолетах Swiss рассчитывает использовать на 4800 тонн меньше авиатоплива каждый год, экономя почти полмиллиона долларов в год за самолет по сегодняшним ценам. Для такого оператора, как American Airlines, который приближается к 1000 самолетам в своем парке, это будет около полумиллиарда в год при приросте эффективности на 1%.

Итак, вы можете видеть, что авиалайнер, который на 30% более эффективен, чем лучшие сегодняшние узкофюзеляжные машины, может иметь большое значение. Мы впервые столкнулись с концепцией конструкции «крыла с ферменными подкосами» компании Boeing еще в 2010 году в рамках концепции «Исследование дозвуковых ультра-зеленых самолетов» (SUGAR) Volt, разработанной в рамках исследовательской программы НАСА.

Идея использует преимущества более высокой подъемной силы и меньшего лобового сопротивления, которые вы получаете с более длинными, тонкими крыльями с большим удлинением – такие, которые вы можете найти на планере без двигателя. Например, концепт, который Boeing тестировал в 2016 году, имел крылья примерно на 50% шире, чем у сопоставимого стандартного самолета.

Конструктивно такие вещи просто не работают без усиления. Таким образом, в конструкции Boeing крылья подвешиваются к верхней части фюзеляжа и скрепляются длинными фермами, выходящими из брюха самолета. Это также аэродинамические профили тщательно продуманной формы, добавляющие дополнительную подъемную силу, а также прочность и устойчивость.

По оценкам Boeing, эти авиалайнеры с подкосным крылом могут сжигать на 50% меньше топлива, чем обычный самолет. В 2019 году концепция была переработана для круиза на грани околозвуковой скорости, около 0,8 Маха (593 миль в час, 955 км/ч), и то ли из-за добавленной скорости, то ли просто из-за лучшего понимания аэродинамики, Boeing пошел дальше. эффективность требует обратного.

«В сочетании с ожидаемыми достижениями в двигательных системах, материалах и архитектуре систем, — говорится в пресс-релизе Boeing, — узкофюзеляжный самолет с конфигурацией TTBW может снизить расход топлива и выбросы до 30% по сравнению с наиболее эффективным сегодня узкофюзеляжным самолетом. самолеты, в зависимости от миссии».

Прошло много времени с цифровым моделированием и подмасштабными испытаниями в аэродинамической трубе, но теперь НАСА выделило Boeing финансирование в рамках соглашения с Законом о космосе ЮФО на сумму 425 миллионов долларов, которые будут добавлены примерно в 725 миллионов долларов от Boeing и других деловых партнеров. на самом деле пойти и построить эту штуку в полном масштабе и провести ее должные летные испытания.

НАСА заявляет, что планирует завершить испытания демонстрационного самолета с трансзвуковым ферменным крылом «к концу 2020-х годов, чтобы технологии и конструкции, продемонстрированные в рамках проекта, могли служить основой для принятия отраслевых решений о следующем поколении узкофюзеляжных самолетов, которые могут поступить на вооружение в США». 2030-е годы».

Конечно, будут проблемы. Во-первых, эти сверхдлинные крылья могут просто не поместиться в существующие терминалы или ангары аэропортов. Boeing ничего не сказал о самолете-демонстраторе, но в концепции 2019 года говорилось об использовании складных крыльев, чтобы обойти эту проблему на земле.

А еще есть тот факт, что огромные, толстые крылья с меньшим удлинением на стандартных авиалайнерах создают идеальное пустое пространство для топливных баков. Если топливо не попадает в крылья, большой вес распределяется по ширине, ближе к центру подъемной силы, что снижает инженерные напряжения в месте соприкосновения крыльев с корпусом. Это в некоторой степени способствует безопасности при аварии, удерживая горящее топливо дальше от пассажиров. А с чисто практической точки зрения это освобождает место в салоне для дополнительных прибыльных сидений. В ферменной конструкции используются настолько тонкие крылья, что топливные баки, скорее всего, придется вернуть в фюзеляж.

С другой стороны, Boeing заявляет, что высоко расположенные подкосные крылья «в конечном итоге смогут вместить усовершенствованные силовые установки, которые ограничены нехваткой подкрыльевого пространства в сегодняшних конфигурациях самолетов с низкорасположенным крылом». новые моторы сразу.