Inovações técnicas em aeronaves e além

A aviação está se desenvolvendo em diferentes direções. Os aviões aumentam seu alcance de voo, tornam-se mais econômicos, mais aerodinâmicos e aceleram melhor. Há melhorias de cabine, assentos de passageiros e os próprios aeroportos.

O vôo durou dezessete horas sem interrupção. Boeing 787-9 Dreamliner A companhia aérea australiana Qantas com mais de duzentos passageiros e dezesseis tripulantes a bordo fez um voo de Perth, na Austrália, para o aeroporto de Heathrow, em Londres. O carro passou voando 14 498 km. Foi o segundo voo mais longo do mundo logo após a conexão da Qatar Airways de Doha a Auckland, na Nova Zelândia. Esta última rota é considerada 14 529 km, que é 31 km mais longo.

Enquanto isso, a Singapore Airlines já está aguardando a entrega de um novo. Airbus A350-900ULR (vôo de longa distância) para iniciar um serviço direto de Nova York para Cingapura. A extensão total do percurso será mais de 15 mil km. A versão A350-900ULR é bastante específica - não possui classe econômica. A aeronave foi projetada para 67 assentos na seção executiva e 94 na seção econômica premium. Faz sentido. Afinal, quem consegue ficar sentado quase o dia inteiro no compartimento mais barato? Apenas entre outros Com voos diretos tão longos em cabines de passageiros, cada vez mais novas comodidades estão sendo projetadas.

asa passiva

À medida que os projetos das aeronaves evoluíram, sua aerodinâmica sofreu mudanças constantes, embora não radicais. Procurar eficiência de combustível melhorada As alterações de design agora podem ser aceleradas, incluindo asas mais finas e flexíveis que fornecem fluxo de ar laminar natural e gerenciam ativamente esse fluxo de ar.

O Armstrong Flight Research Center da NASA na Califórnia está trabalhando no que chama asa aeroelástica passiva (IMPASSE). Larry Hudson, engenheiro-chefe de testes do Laboratório de Carga Aérea do Armstrong Center, disse à mídia que essa estrutura composta é mais leve e flexível do que as asas tradicionais. As futuras aeronaves comerciais poderão usá-lo para máxima eficiência de projeto, economia de peso e economia de combustível. Durante os testes, os especialistas usam (FOSS), que utiliza fibras ópticas integradas à superfície da asa, que podem fornecer dados de milhares de medições de deformações e tensões nas cargas de trabalho.

Cabines de aeronaves - projeto

Asas mais finas e flexíveis reduzem o arrasto e o peso, mas exigem novas soluções de design e manuseio. eliminação de vibração. Os métodos em desenvolvimento associam-se, nomeadamente, ao ajustamento passivo aeroelástico da estrutura através de compósitos perfilados ou ao fabrico de aditivos metálicos, bem como ao controlo activo das superfícies móveis das asas para reduzir as manobras e cargas explosivas e amortecer as vibrações das asas. Por exemplo, a Universidade de Nottingham, no Reino Unido, está desenvolvendo estratégias para controlar ativamente os lemes de aeronaves que podem melhorar a aerodinâmica das aeronaves. Isto permite reduzir a resistência do ar em cerca de 25%. Como resultado, a aeronave voará mais suavemente, resultando em menor consumo de combustível e emissões de COXNUMX.₂.

Geometria alterável

NASA colocou em prática com sucesso uma nova tecnologia que permite que aeronaves voem asas dobráveis ​​em ângulos diferentes. A última série de voos, realizada no Armstrong Flight Research Center, fez parte do projeto Envergadura adaptável da asa — Surfactante. O objetivo é alcançar uma ampla gama de benefícios aerodinâmicos através do uso de uma liga leve e inovadora com memória de forma que permitirá que as asas externas e suas superfícies de controle dobrem em ângulos ideais durante o voo. Os sistemas que utilizam esta nova tecnologia podem pesar até 80% menos que os sistemas tradicionais. Este empreendimento faz parte do projeto Converged Aviation Solutions da NASA sob a Aeronautical Research Missions Administration.

Design inovador de cabine de aeronave

Dobrar as asas em voo é uma inovação que, no entanto, já vinha sendo realizada na década de 60, utilizando, entre outros, o avião XB-70 Valkyrie. O problema era que estava sempre associado à presença de motores convencionais pesados ​​e de grande porte e sistemas hidráulicos, que não eram indiferentes à estabilidade e economia da aeronave.

No entanto, a implementação deste conceito pode levar à criação de máquinas mais eficientes em termos de combustível do que antes, bem como simplificar o taxiamento de futuras aeronaves de longo curso nos aeroportos. Além disso, os pilotos receberão outro dispositivo para responder às mudanças nas condições de voo, como rajadas de vento. Um dos benefícios potenciais mais significativos do dobramento das asas tem a ver com o voo supersônico.

, e eles também estão trabalhando no chamado. corpo fofo - asa mista. Este é um projeto integrado sem uma separação clara das asas e fuselagem da aeronave. Essa integração tem uma vantagem sobre os projetos convencionais de aeronaves porque o próprio formato da fuselagem ajuda a gerar sustentação. Ao mesmo tempo, reduz a resistência do ar e o peso, o que significa que o novo design consome menos combustível e, portanto, reduz as emissões de CO.₂.

Renderização do design de asa mista X-48B

Gravação da camada limite

Também são testados layout de motor alternativo - acima da asa e na cauda, ​​para que possam ser usados ​​motores de maior diâmetro. Projetos com motores turbofan ou motores elétricos embutidos na cauda, ​​\uXNUMXb\uXNUMXb"engolir", o chamado "engolir", fogem das soluções convencionais. camada limite de aro que reduz o arrasto. Os cientistas da NASA se concentraram na parte de arrasto aerodinâmico e estão trabalhando em uma ideia chamada (BLI). Eles querem usá-lo para reduzir o consumo de combustível, os custos operacionais e a poluição do ar ao mesmo tempo.

 Jim Heidmann, Gerente de Projetos de Tecnologia de Transporte Aéreo Avançado do Glenn Research Center, durante uma apresentação à mídia.

Quando uma aeronave voa, uma camada limite é formada ao redor da fuselagem e das asas - ar em movimento mais lento, o que cria arrasto aerodinâmico adicional. Está completamente ausente na frente de uma aeronave em movimento - é formado quando o navio se move pelo ar e, na parte traseira do carro, pode ter várias dezenas de centímetros de espessura. Em um projeto convencional, a camada limite simplesmente desliza sobre a fuselagem e se mistura com o ar atrás da aeronave. No entanto, a situação mudará se colocarmos os motores ao longo do caminho da camada limite, por exemplo, no final da aeronave, diretamente acima ou atrás da fuselagem. O ar mais lento da camada limite entra então nos motores, onde é acelerado e expelido em alta velocidade. Isso não afeta a potência do motor. A vantagem é que ao acelerar o ar, reduzimos a resistência exercida pela camada limite.

Os cientistas prepararam mais de uma dúzia de projetos de aeronaves nos quais essa solução poderia ser usada. A agência espera que pelo menos um deles seja usado na aeronave de teste X, que a NASA quer usar na próxima década para testar a tecnologia avançada de aviação na prática.

Vendo novos assentos em um avião

Irmão gêmeo vai dizer a verdade

Gêmeos digitais é o método mais moderno para reduzir drasticamente o custo de manutenção de equipamentos. Como o nome indica, os gêmeos digitais criam uma cópia virtual de recursos físicos usando dados coletados em determinados pontos em máquinas ou dispositivos – são uma cópia digital de um equipamento que já está funcionando ou sendo projetado. A GE Aviation recentemente ajudou a desenvolver o primeiro gêmeo digital do mundo. Sistema de chassi. Os sensores são instalados em pontos onde normalmente ocorrem falhas, fornecendo dados em tempo real, inclusive para pressão hidráulica e temperatura do freio. Isso foi usado para diagnosticar o ciclo de vida restante do chassi e identificar falhas antecipadamente.

Ao monitorar o sistema de gêmeos digitais, podemos monitorar constantemente o status dos recursos e receber alertas antecipados, previsões e até mesmo um plano de ação, modelando cenários “what if” – tudo para ampliar a disponibilidade dos recursos. equipamento ao longo do tempo. As empresas que investem em gêmeos digitais verão uma redução de 30% nos tempos de ciclo dos principais processos, incluindo manutenção, de acordo com a International Data Corporation.  

Realidade aumentada para o piloto

Uma das inovações mais importantes dos últimos anos foi o desenvolvimento monitores e sensores pilotos líderes. A NASA e os cientistas europeus estão experimentando isso na tentativa de ajudar os pilotos a detectar e prevenir problemas e ameaças. O display já estava instalado no capacete do piloto de caça F-35 Lockheed Martine a Thales e a Elbit Systems estão desenvolvendo modelos para pilotos de aeronaves comerciais, especialmente aeronaves pequenas. O sistema SkyLens desta última empresa será usado em breve em aeronaves ATR.

SkyLens da Elbit Systems

Sintéticos e refinados já são amplamente utilizados em jatos executivos maiores. sistemas de visão (SVS/EVS), que permite aos pilotos pousar em más condições de visibilidade. Cada vez mais se fundem em sistemas de visão combinados (CVS) com o objetivo de aumentar a conscientização dos pilotos sobre as situações e a confiabilidade dos horários dos voos. O sistema EVS usa um sensor infravermelho (IR) para melhorar a visibilidade e geralmente é acessado através do display HUD (). A Elbit Systems, por sua vez, possui seis sensores, incluindo infravermelho e luz visível. Está em constante expansão para detectar várias ameaças, como cinzas vulcânicas na atmosfera.

touchscreensjá instalados em cockpits de jatos executivos, eles estão migrando para aeronaves com displays Rockwell Collins para o novo Boeing 777-X. Os fabricantes de aviônicos também estão procurando especialistas em reconhecimento de voz como mais um passo para reduzir a carga na cabine. A Honeywell está experimentando monitoramento da atividade cerebral Para determinar quando o piloto tem muito trabalho a fazer ou sua atenção vagueia em algum lugar "nas nuvens" - potencialmente também sobre a capacidade de controlar as funções do cockpit.

No entanto, melhorias técnicas no cockpit não ajudarão muito quando os pilotos estiverem simplesmente exaustos. Mike Sinnett, vice-presidente de desenvolvimento de produtos da Boeing, disse recentemente à Reuters que prevê que "serão necessários 41 empregos nos próximos vinte anos". jatos comerciais. Isso significa que serão necessárias mais de 600 pessoas. mais novos pilotos. Onde obtê-los? Um plano para resolver este problema, pelo menos na Boeing, aplicação de inteligência artificial. A empresa já revelou planos para a sua criação cockpit sem pilotos. No entanto, Sinnett acredita que eles provavelmente não se tornarão realidade até 2040.

Sem janelas?

As cabines de passageiros são uma área de inovação onde muita coisa está acontecendo. Os Óscares são até atribuídos nesta área - Prêmios da Cabine de Cristal, ou seja prêmios para inventores e designers que criam sistemas destinados a melhorar a qualidade do interior das aeronaves para passageiros e tripulantes. Tudo o que facilita a vida, aumenta o conforto e gera economia é recompensado aqui - desde o banheiro de bordo até os armários para bagagem de mão.

Enquanto isso, Timothy Clark, presidente da Emirates Airlines, anuncia: aeronave sem janelasque podem até ser duas vezes mais leves do que as estruturas existentes, o que significa mais rapidez, economia e respeito ao meio ambiente na construção e operação. Na primeira classe do novo Boeing 777-300ER, as janelas já foram substituídas por telas que, graças a câmeras e conexões de fibra ótica, podem exibir a visão externa sem diferenças visíveis a olho nu. Parece que a economia não vai permitir a construção de aeronaves "vidradas", com que muitos sonham. Em vez disso, é mais provável que tenhamos projeções nas paredes, no teto ou nos assentos à nossa frente.

Conceito de cabine com teto que visualiza o céu

No ano passado, a Boeing começou a testar o aplicativo móvel vCabin, que permite aos passageiros ajustar os níveis de iluminação nas imediações, ligar para comissários de bordo, pedir comida e até verificar se o banheiro está vazio. Enquanto isso, os telefones foram adaptados a acessórios internos, como a cadeira de negócios Recaro CL6710, projetada para permitir que aplicativos móveis inclinem a cadeira para frente e para trás.

Desde 2013, os reguladores dos EUA vêm tentando suspender a proibição do uso de telefones celulares em aeronaves, apontando que o risco de eles interferirem no sistema de comunicações de bordo agora é cada vez menor. Um avanço nessa área permitirá o uso de aplicativos móveis durante o voo.

Também estamos vendo a automação progressiva do manuseio em solo. A Delta Airlines nos EUA está experimentando o uso de biometria para registro de passageiros. Alguns aeroportos ao redor do mundo já estão testando ou testando a tecnologia de reconhecimento facial para combinar fotos de passaporte com as de seus clientes por meio de verificação de identidade, que diz ser capaz de verificar o dobro de viajantes por hora. Em junho de 2017, a JetBlue fez parceria com a US Customs and Border Protection (CBP) e a empresa global de TI SITA para testar um programa que usa tecnologia de biometria e reconhecimento facial para rastrear clientes no embarque.

Em outubro passado, a Associação Internacional de Transporte Aéreo previu que até 2035 o número de viajantes dobraria para 7,2 bilhões. Portanto, há por que e para quem trabalhar em inovações e melhorias.

Aviação do futuro:

Animação do sistema BLI: 

Animação de entrada da camada limite | Centro de Pesquisa Glenn da NASA