Innovaciones técnicas en aviones y más allá

La aviación se está desarrollando en diferentes direcciones. Los aviones aumentan su autonomía de vuelo, se vuelven más económicos, más aerodinámicos y aceleran mejor. Hay mejoras en cabina, asientos de pasajeros y los propios aeropuertos.

El vuelo duró diecisiete horas seguidas. Boeing 787-9 Dreamliner La aerolínea australiana Qantas con más de doscientos pasajeros y dieciséis tripulantes a bordo realizó un vuelo desde Perth, Australia hasta el aeropuerto de Heathrow en Londres. el coche pasó volando 14 498 km. Fue el segundo vuelo más largo del mundo justo después de la conexión de Qatar Airways de Doha a Auckland, Nueva Zelanda. Esta última ruta se considera 14 529 km, que es 31 km más largo.

Mientras tanto, Singapore Airlines ya está esperando la entrega de uno nuevo. Airbus A350-900ULR (vuelo de muy larga distancia) para iniciar un servicio directo desde Nueva York a Singapur. La longitud total del recorrido será mas de 15 mil km. La versión A350-900ULR es bastante específica: no tiene clase económica. El avión fue diseñado para 67 asientos en la sección ejecutiva y 94 en la sección económica premium. Que tiene sentido. Después de todo, ¿quién puede sentarse casi todo el día apretado en el compartimento más barato? Entre otros Con vuelos directos tan largos en cabinas de pasajeros, se están diseñando más y más comodidades nuevas.

ala pasiva

A medida que evolucionaron los diseños de aeronaves, su aerodinámica experimentó cambios constantes, aunque no radicales. Búsqueda eficiencia de combustible mejorada Los cambios de diseño ahora se pueden acelerar, incluidas alas más delgadas y flexibles que proporcionan un flujo de aire laminar natural y gestionan activamente ese flujo de aire.

El Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en California está trabajando en lo que llama ala aeroelástica pasiva (ESTANCAMIENTO). Larry Hudson, ingeniero jefe de pruebas del Laboratorio de Carga Aérea del Centro Armstrong, dijo a los medios que esta estructura compuesta es más liviana y flexible que las alas tradicionales. Las futuras aeronaves comerciales podrán utilizarlo para obtener la máxima eficiencia de diseño, ahorro de peso y economía de combustible. Durante las pruebas, los expertos utilizan (FOSS), que utiliza fibras ópticas integradas con la superficie del ala, que pueden proporcionar datos de miles de mediciones de deformaciones y tensiones en cargas de trabajo.

Cabinas de aviones - proyecto

Las alas más delgadas y flexibles reducen la resistencia y el peso, pero requieren nuevas soluciones de diseño y manejo. eliminación de vibraciones. Los métodos que se están desarrollando están asociados, en particular, al ajuste aeroelástico pasivo de la estructura mediante composites perfilados o la fabricación de aditivos metálicos, así como al control activo de las superficies móviles de las alas para reducir las cargas de maniobra y explosivas y amortiguar las vibraciones de las alas. Por ejemplo, la Universidad de Nottingham, Reino Unido, está desarrollando estrategias para controlar activamente los timones de las aeronaves que pueden mejorar la aerodinámica de las aeronaves. Esto permite reducir la resistencia del aire en aproximadamente un 25%. Como resultado, la aeronave volará con mayor suavidad, lo que se traducirá en un menor consumo de combustible y emisiones de COXNUMX.₂.

Geometría cambiable

La NASA ha puesto en práctica con éxito una nueva tecnología que permite volar aviones alas plegables en diferentes ángulos. La última serie de vuelos, realizada en el Armstrong Flight Research Center, fue parte del proyecto Envergadura adaptable — Tensioactivo. Su objetivo es lograr una amplia gama de beneficios aerodinámicos mediante el uso de una innovadora aleación ligera con memoria de forma que permitirá que las alas exteriores y sus superficies de control se plieguen en ángulos óptimos durante el vuelo. Los sistemas que utilizan esta nueva tecnología pueden pesar hasta un 80% menos que los sistemas tradicionales. Esta empresa es parte del proyecto de Soluciones de Aviación Convergente de la NASA bajo la Autoridad de Misiones de Investigación Aeronáutica.

Diseño innovador de cabinas de aviones

Las alas plegables en vuelo es una innovación que, sin embargo, ya se estaba realizando en la década de 60 utilizando, entre otros, el avión XB-70 Valkyrie. El problema era que siempre iba asociado a la presencia de motores y sistemas hidráulicos convencionales pesados ​​y de gran tamaño, que no eran indiferentes a la estabilidad y economía de la aeronave.

Sin embargo, la implementación de este concepto puede conducir a la creación de máquinas más eficientes en combustible que antes, así como a simplificar el rodaje de futuras aeronaves de larga distancia en los aeropuertos. Además, los pilotos recibirán otro dispositivo para responder a las condiciones de vuelo cambiantes, como ráfagas de viento. Uno de los beneficios potenciales más significativos del plegado de las alas tiene que ver con el vuelo supersónico.

, y también están trabajando en el llamado. cuerpo esponjoso – ala mixta. Este es un diseño integrado sin una separación clara de las alas y el fuselaje de la aeronave. Esta integración tiene una ventaja sobre los diseños de aeronaves convencionales porque la forma del fuselaje ayuda a generar sustentación. Al mismo tiempo, reduce la resistencia al aire y el peso, lo que significa que el nuevo diseño consume menos combustible y, por lo tanto, reduce las emisiones de COXNUMX.₂.

Representación del diseño de ala mixta X-48B

Grabado de la capa límite

También se prueban disposición alternativa del motor - encima del ala y en la cola, para poder utilizar motores de mayor diámetro. Los diseños con motores turboventiladores o motores eléctricos integrados en la cola, “tragadores”, los llamados “tragadores”, se apartan de las soluciones convencionales. capa límite de aireque reduce la resistencia. Los científicos de la NASA se han centrado en la parte de resistencia aerodinámica y están trabajando en una idea llamada (BLI). Quieren usarlo para reducir el consumo de combustible, los costos operativos y la contaminación del aire al mismo tiempo.

 Jim Heidmann, Gerente de Proyectos de Tecnología Avanzada de Transporte Aéreo del Centro de Investigación Glenn, durante una presentación a los medios.

Cuando un avión vuela, se forma una capa límite alrededor del fuselaje y las alas: aire que se mueve más lentamente, lo que crea una resistencia aerodinámica adicional. Está completamente ausente frente a un avión en movimiento: se forma cuando el barco se mueve por el aire, y en la parte trasera del automóvil puede tener un grosor de varias decenas de centímetros. En un diseño convencional, la capa límite simplemente se desliza sobre el fuselaje y luego se mezcla con el aire detrás de la aeronave. Sin embargo, la situación cambiará si colocamos los motores a lo largo del camino de la capa límite, por ejemplo, al final de la aeronave, directamente encima o detrás del fuselaje. El aire más lento de la capa límite luego ingresa a los motores, donde es acelerado y expulsado a alta velocidad. Esto no afecta la potencia del motor. La ventaja es que al acelerar el aire reducimos la resistencia que ejerce la capa límite.

Los científicos han preparado más de una docena de proyectos de aviones en los que se podría utilizar una solución de este tipo. La agencia espera que al menos uno de ellos se use en el avión de prueba X, que la NASA quiere usar en la próxima década para probar la tecnología de aviación avanzada en la práctica.

Ver nuevos asientos en un avión

El hermano gemelo dirá la verdad.

Gemelos digitales es el método más moderno para reducir drásticamente el costo de mantenimiento del equipo. Como su nombre lo indica, los gemelos digitales crean una copia virtual de los recursos físicos utilizando los datos recopilados en ciertos puntos de las máquinas o dispositivos: son una copia digital del equipo que ya está funcionando o se está diseñando. GE Aviation ayudó recientemente a desarrollar el primer gemelo digital del mundo. Sistema de chasis. Se han instalado sensores en los puntos donde suelen ocurrir fallas, lo que proporciona datos en tiempo real, incluida la presión hidráulica y la temperatura de los frenos. Esto se usó para diagnosticar el ciclo de vida restante del chasis e identificar fallas temprano.

Al monitorear el sistema gemelo digital, podemos monitorear constantemente el estado de los recursos y recibir alertas tempranas, pronósticos e incluso un plan de acción, modelando escenarios hipotéticos, todo para ampliar la disponibilidad de los recursos. equipo a lo largo del tiempo. Las empresas que inviertan en gemelos digitales verán una reducción del 30 por ciento en los tiempos de ciclo de los procesos clave, incluido el mantenimiento, según International Data Corporation.  

Realidad aumentada para el piloto

Una de las novedades más importantes de los últimos años ha sido el desarrollo pantallas y sensores pilotos de plomo. La NASA y científicos europeos están experimentando con esto en un intento de ayudar a los pilotos a detectar y prevenir problemas y amenazas. La pantalla ya estaba instalada en el casco del piloto de combate. F-35Lockheed Martiny Thales y Elbit Systems están desarrollando modelos para pilotos de aviones comerciales, especialmente aviones pequeños. El sistema SkyLens de esta última compañía pronto se utilizará en aviones ATR.

SkyLens de Elbit Systems

Los sintéticos y refinados ya se utilizan ampliamente en aviones comerciales más grandes. sistemas de visión (SVS/EVS), que permite a los pilotos aterrizar en condiciones de poca visibilidad. Cada vez más se fusionan en sistemas de visión combinados (CVS) destinado a aumentar la conciencia de los pilotos sobre las situaciones y la fiabilidad de los horarios de vuelo. El sistema EVS utiliza un sensor de infrarrojos (IR) para mejorar la visibilidad y, por lo general, se accede a él a través de la pantalla HUD (). Elbit Systems, a su vez, cuenta con seis sensores, incluidos infrarrojos y luz visible. Se expande constantemente para detectar diversas amenazas, como cenizas volcánicas en la atmósfera.

pantallas táctilesya instalados en las cabinas de los aviones comerciales, se están trasladando a los aviones con pantallas Rockwell Collins para el nuevo Boeing 777-X. Los fabricantes de aviónica también buscan especialistas en reconocimiento de voz como otro paso hacia la reducción de la carga en la cabina. Honeywell está experimentando con monitoreo de la actividad cerebral Para determinar cuándo el piloto tiene demasiado trabajo que hacer o si su atención se desvía hacia algún lugar "en las nubes", posiblemente también sobre la capacidad de controlar las funciones de la cabina.

Sin embargo, las mejoras técnicas en la cabina no ayudarán mucho cuando los pilotos simplemente estén exhaustos. Mike Sinnett, vicepresidente de desarrollo de productos de Boeing, dijo recientemente a Reuters que predice que "se necesitarán 41 puestos de trabajo en los próximos veinte años". aviones a reacción comerciales. Esto significa que se requerirán más de 600 personas. más pilotos nuevos. ¿Dónde conseguirlos? Un plan para solucionar este problema, al menos en Boeing, aplicacion de inteligencia artificial. La compañía ya ha revelado planes para su creación cabina sin pilotos. Sin embargo, Sinnett cree que probablemente no se harán realidad hasta 2040.

¿Sin ventanas?

Las cabinas de pasajeros son un área de innovación donde están sucediendo muchas cosas. Los Oscar incluso se otorgan en esta área. Premios Cabaña de Cristal, es decir. premios a inventores y diseñadores que crean sistemas destinados a mejorar la calidad de los interiores de las aeronaves, tanto para los pasajeros como para la tripulación. Aquí se premia todo lo que hace la vida más fácil, aumenta la comodidad y genera ahorros, desde el baño a bordo hasta los casilleros para el equipaje de mano.

Mientras tanto, Timothy Clark, presidente de Emirates Airlines, anuncia: aviones sin ventanasque puede ser incluso dos veces más ligero que las estructuras existentes, lo que significa una construcción y operación más rápida, económica y respetuosa con el medio ambiente. En la primera clase del nuevo Boeing 777-300ER, las ventanas ya han sido reemplazadas por pantallas que, gracias a cámaras y conexiones de fibra óptica, pueden mostrar la vista exterior sin diferencias visibles a simple vista. Parece que la economía no permitirá la construcción de aviones "acristalados", con los que muchos sueñan. En cambio, es más probable que tengamos proyecciones en las paredes, el techo o los asientos frente a nosotros.

Concepto de cabina con techo que visualiza el cielo

El año pasado, Boeing comenzó a probar la aplicación móvil vCabin, que permite a los pasajeros ajustar los niveles de iluminación en sus inmediaciones, llamar a los asistentes de vuelo, pedir comida e incluso verificar si el inodoro está vacío. Mientras tanto, los teléfonos se han adaptado a accesorios de interior como la silla de negocios Recaro CL6710, diseñada para permitir que las aplicaciones móviles inclinen la silla hacia adelante y hacia atrás.

Desde 2013, los reguladores estadounidenses intentan levantar la prohibición del uso de teléfonos móviles en los aviones, señalando que el riesgo de que interfieran con el sistema de comunicaciones a bordo es cada vez menor. Un gran avance en esta área permitirá el uso de aplicaciones móviles durante el vuelo.

También estamos viendo una automatización progresiva del manejo en tierra. Delta Airlines en los EE. UU. está experimentando con el uso de biometría para el registro de pasajeros. Algunos aeropuertos de todo el mundo ya están probando o probando la tecnología de reconocimiento facial para hacer coincidir las fotos del pasaporte con las de sus clientes a través de la verificación de identidad, que se dice que puede verificar el doble de viajeros por hora. En junio de 2017, JetBlue se asoció con la Oficina de Aduanas y Protección Fronteriza (CBP, por sus siglas en inglés) de EE. UU. y la empresa global de TI SITA para probar un programa que utiliza tecnología biométrica y de reconocimiento facial para evaluar a los clientes al momento de abordar.

El pasado mes de octubre, la Asociación Internacional de Transporte Aéreo predijo que para 2035 el número de viajeros se duplicaría hasta los 7,2 millones. Así que hay por qué y para quién trabajar en innovaciones y mejoras.

Aviación del futuro:

Animación del sistema BLI: 

Animación de entrada de capa límite | Centro de Investigación Glenn de la NASA