Ang mga modernong sasakyang panghimpapawid na sibil na inilaan para sa mga komersyal na air carrier ay dapat hindi lamang magpakita ng mataas na mga katangian sa pagganap, ngunit makilala rin ng mababang gastos sa pagpapatakbo. Kapag lumilikha ng mga bagong sample ng naturang kagamitan, isinasaalang-alang ang pangangailangan na bawasan ang lahat ng pangunahing mga gastos, at ang mga bagong pagpipilian para sa pagbawas ng gastos sa pagpapanatili at mga flight ay patuloy na umuusbong. Ang isang kagiliw-giliw na bersyon ng liner, na may kakayahang magpakita ng espesyal na kahusayan, ay iminungkahi ngayong taon ng mga samahan ng NASA at DLR. Ang isang promising konsepto na proyekto ay tinatawag na eRay.
Ang US National Aeronautics and Space Administration (NASA) at ang German Center for Aeronautics and Space (DLR) ay nagbibigay ng makabuluhang mga kontribusyon sa pag-unlad ng aviation sa lahat ng mga pangunahing kategorya, kabilang ang komersyal na abyasyon, na responsable sa pagdadala ng mga tao at kalakal. Ang mga dalubhasa ng mga organisasyong ito ay patuloy na naghahanap ng mga bagong ideya, na nagmumula sa mga bagong panukala at pagsubok sa kanila. Sa tag-araw ng taong ito, ipinakita ng dalawang samahan ang konsepto ng isang promising sasakyang panghimpapawid na may kakayahang magpakita ng mga mataas na katangian ng pagganap na may mas mataas na mga tagapagpahiwatig ng ekonomiya.
Ang bagong proyekto na may pansamantalang titulong eRay ay ginagawa sa isang reserba para sa hinaharap. Kapag bumubuo ng mga kinakailangan para dito, isinasaalang-alang ang mga pagtataya hinggil sa pagpapaunlad ng komersyal na abyasyon hanggang 2045. Ipinapakita ng kasalukuyang mga pagtataya na sa oras na ito sa maunlad at umuunlad na mga bansa, ang trapiko ng pasahero at kargamento ay lalago nang malaki. Kaugnay nito, kakailanganin ang pagbuo ng airfield network at ang solusyon ng iba't ibang mga isyu sa organisasyon. Bilang karagdagan, kinakailangan ng bagong teknolohiya ng paglipad na may mga kakayahan sa katangian upang suportahan ang transportasyon. Sa mga tuntunin ng mga katangian nito, dapat itong lampasan ang mga mayroon nang mga sample.
Naniniwala ang NASA at DLR na ang sasakyang panghimpapawid ng komersyo sa hinaharap ay dapat na 60% mas matipid kaysa sa mga kasalukuyan. Dapat itong makapagtrabaho sa maliliit na paliparan, pati na rin makilala sa pamamagitan ng pinababang ingay at kadalian ng operasyon. Sa kanilang pagsasaliksik at pag-uulat tungkol dito, ginamit ng mga may-akda ng bagong proyekto ang mayroon nang paggawa ng sasakyang panghimpapawid na Airbus A321-200 bilang isang uri ng sanggunian. Ang isang nangangako na eRay ay dapat magkaroon ng magkatulad na mga parameter ng kapasidad at kapasidad sa pagdadala, ngunit sa parehong oras ay nagpapakita ng mga pakinabang sa lahat ng iba pang mga lugar.
Ang konsepto ng eRay ay hindi pa inilaan para sa isang buong disenyo na may kasunod na paglulunsad ng produksyon at pagpapatakbo ng kagamitan. Kaugnay nito, ang mga dalubhasa ng mga organisasyong pang-agham ay hindi nilimitahan ang kanilang sarili at ginamit ang pinaka-matapang na mga ideya na hindi pa handa para sa pagpapatupad sa pagsasanay. Ito ay ang paggamit ng mga naturang solusyon na naging posible upang malutas ang mga nakatalagang gawain at "lumikha" ng isang bagong bersyon ng sasakyang panghimpapawid ng hinaharap.
Ayon sa pinaka-maasahin sa mabuti na mga pagtataya, ang eRay sasakyang panghimpapawid ay magiging 30% mas magaan kaysa sa produksyon na A321. Ang kahusayan ng planta ng kuryente ay nadagdagan ng 48%. Ang pangkalahatang kahusayan ng enerhiya ng board ay tumataas ng 64%. Dapat pansinin na upang makakuha ng mga naturang resulta, ang mga siyentipiko at tagadisenyo ay hindi lamang dapat magpakilala ng mga bagong ideya, ngunit iwanan din ang kanilang karaniwang mga solusyon. Bilang isang resulta, ang ipinanukalang liner ay naiiba na naiiba mula sa mga modernong kinatawan ng klase nito.
Iminungkahi ng eRay na proyekto ang pagtatayo ng isang cantilever na low-wing na sasakyang panghimpapawid na may isang swept wing. Ibinibigay ang isang yunit ng buntot, kabilang ang isang stabilizer lamang na may isang malaking nakahalang V. Walang keel. Sa isang orihinal na paraan, dahil sa pangangailangan upang mapabuti ang kahusayan, ang problema sa pag-aayos ng mga elemento ng planta ng kuryente ay nalutas. Ang mga indibidwal na yunit nito ay inilalagay sa iba't ibang bahagi ng pakpak, pati na rin sa buntot ng fuselage.
Ang fuselage ng sasakyang panghimpapawid, sa pangkalahatan, ay kahawig ng mga yunit ng mga umiiral na machine. Iminungkahi ang pagtatayo ng isang all-metal na istraktura ng mataas na pagpahaba na may hugis na aerodynamic. Ang bahagi ng bow ay ibinibigay sa ilalim ng sabungan at mga teknikal na silid, sa likuran ay mayroong isang malaking salon na may mga upuan ng pasahero. Ang isang dami para sa kargamento ay ibinibigay sa ilalim ng kompartimento ng pasahero - una sa lahat, para sa bagahe. Ang seksyon ng buntot ay dapat tumanggap ng isa sa mga makina ng planta ng kuryente.
Iminungkahi na i-dock ang mga walong eroplano gamit ang fuselage. Nakakuha ang pakpak ng isang pinakamainam na profile, at sa karamihan ng ibabaw nito walang mga elemento na may kakayahang makagambala sa daloy. Sa nangunguna at sumusunod na mga gilid ng pakpak, ang mekanisasyon ng tradisyunal na uri ay ibinibigay. Sa mga dulo, ang mga taga-disenyo ay naglagay ng isang pares ng by-pass turbojet engine na may kinakailangang kagamitan.
Sa halip na ang tradisyunal na empennage, ang eRay proyekto ay gumagamit ng isang hindi pangkaraniwang sistema. Sa dulo ng buntot ng fuselage, isang korteng kular na anular ang naka-install para sa tagapagtulak ng tagapagbunsod ng planta ng kuryente. Sa mga gilid ng channel na ito, inilagay ng mga taga-disenyo ang dalawang mga eroplano ng stabilizer na naka-install na may isang makabuluhang nakahalang V. Walang keel. Ang control ng Yaw ay dapat isagawa sa pamamagitan ng pagbabago ng tulak ng mga wing motor o sa pamamagitan ng mekanisasyon ng pakpak.
Ayon sa mga kalkulasyon ng NASA at DLR, ang tatlong-kapat ng pagtaas ng kahusayan ng enerhiya ay makakamit lamang sa pamamagitan ng aerodynamics. Halimbawa, 13% ng pangkalahatang pagtaas ng kahusayan ay ibinibigay ng daloy ng laminar sa paligid ng fuselage. Ang pagdadala ng wingpan sa 45 m ay nagbibigay ng isang pagtaas ng isa pang 6%. Ang pag-abandona sa keel ay nagpapapaikli sa ibabaw ng airframe, na binabawasan ang paglaban ng hangin.
Gayunpaman, ang gawain ng pagbawas ng "labis" na pag-aaksaya ng enerhiya ay nalulutas hindi lamang dahil sa aerodynamics. Kaya, ang posibilidad na alisin ang mga bintana sa gilid ng kompartimento ng pasahero ay isinasaalang-alang. Sa kasong ito, ang disenyo ng fuselage ay makabuluhang pinasimple, na hahantong sa mas magaan na timbang at isang kaukulang pagbawas sa mga kinakailangan para sa mga makina. Gayunpaman, ang naturang pagbabago ay hindi itinuturing na sapilitan, dahil maaaring hindi ito magustuhan ng mga pasahero. Malamang na ang isang carrier ay nais na makakuha ng kahusayan ng enerhiya, ngunit maiiwan nang walang mga customer.
Inaasahan ng proyekto ng eRay ang paglalagay ng sasakyang panghimpapawid sa isang hybrid power plant. Ang pakpak ay dapat na nilagyan ng mga turbojet engine na bumubuo ng tulak mula sa mga gas, pati na rin maghimok ng isang pares ng mga electric generator. Ang elektrisidad sa pamamagitan ng kinakailangang mga converter ay dapat ibigay sa mga baterya, pati na rin sa buntot na motor. Ang pangunahing bentahe ng tulad ng isang planta ng kuryente ay ang kakayahang mabago nang palitan ang pangkalahatang mga parameter ng tulak upang makuha ang pinakamainam na pagkonsumo ng gasolina na naaayon sa kasalukuyang rehimeng paglipad.
Nakikita ng NASA at DLR ang isang pares ng bypass turbojets bilang batayan para sa planta ng kuryente para sa eRay. Ang mga produktong may sapat na pagganap at pinababang sukat ay iminungkahi na mailagay sa mga wingtips. Sa loob ng balangkas ng proyekto, pinag-aralan ang aplikasyon ng mga makina na may isang sistema ng mga nagpapalitan ng init, na nagpapainit ng papasok na himpapawid na hangin dahil sa mga gas sa likod ng turbine. Sa ilang mga mode, pinapayagan kang mabawasan ang pagkonsumo ng gasolina ng 20%.
Sinuri ng mga dalubhasa mula sa dalawang samahan ang mayroon nang mga de-koryenteng aparato ng mga kinakailangang uri at gumawa ng ilang mga konklusyon. Ito ay naka-out na ang mga umiiral na mga generator, baterya at motor pinapayagan ang pagbuo ng isang planta ng kuryente para sa eRay, ngunit ang mga katangian nito ay malayo sa nais. Upang makakuha ng pinakamainam na mga parameter, kinakailangan ng mga bagong teknolohiya at solusyon. Sa partikular, ang posibilidad ng paggamit ng epekto ng superconductivity, na maaaring makaapekto sa mga parameter ng isang de-kuryenteng motor, ay isinasaalang-alang.
Ang mga umiiral na mga baterya sa pag-iimbak ay hindi rin pinapayagan ang paglikha ng isang sasakyang panghimpapawid na may nais na mga parameter. Ang mga teknolohiyang antas ng 2010 ay nagbibigay ng isang density ng enerhiya ng pagkakasunud-sunod ng 335 W * h / kg. Sa pamamagitan ng 2040, ang parameter na ito ay inaasahan na lumago sa 2500 W * h / kg. Gayunpaman, sa maikling panahon, ang isa ay dapat umasa sa mga baterya na may mas katamtamang katangian ng halos 1500 W * h / kg. Ayon sa mga kalkulasyon, ang pinagsamang planta ng kuryente na may mga de-kuryenteng at turbojet engine ay magbibigay ng tagal ng paglipad na hindi bababa sa 6-7 na oras at isang saklaw na higit sa 6,000 km.
Ang ulat sa proyekto ng konsepto ng eRay ay nagbibigay ng mga kagiliw-giliw na pigura na nagpapakita ng potensyal ng naturang pamamaraan. Kinakalkula ng mga taga-disenyo ang pangunahing mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng iba't ibang kagamitan habang nilulutas ang parehong problema. Ang sasakyang panghimpapawid ng A321, kapag gumaganap ng isang "sanggunian" na flight sa isang saklaw na 4,200 km, ay dapat ubusin ang isang kabuuang sa ilalim lamang ng 84.5 MW ng enerhiya. Upang magawa ito, kailangan niya ng 15881 kg ng gasolina. Ang eroplano ay gumastos ng 2.36 liters ng gasolina upang maghatid ng isang pasahero bawat 100 km. Para sa nangangako na sasakyang panghimpapawid ng eRay, ayon sa mga kalkulasyon, ang kabuuang pagkonsumo ng enerhiya ay umabot sa 39.57 MW - ito ay 5782 kg ng gasolina. Upang maihatid ang isang pasahero bawat 100 km, kailangan mo lamang ng 0.82 liters ng gasolina. Kaya, sa ilalim ng ibinigay na mga kundisyon, ang nangangako na makina ay naging 65.3% na mas mahusay kaysa sa serial model.
Isa sa mga paraan upang mapagbuti ang kahusayan ng enerhiya ay ang paggamit ng puwang sa kompartimento ng pasahero nang matalino. Nag-aalok ang NASA at DLR ng tatlong mga pagpipilian para sa liner cockpit na may iba't ibang mga kapasidad. Una sa lahat, isinasaalang-alang namin ang cabin ng klase ng ekonomiya, na nilikha batay sa A321 cabin. Sa kasong ito, ang mga upuan ay naka-install sa mga hilera ng 3 + 3 na may gitnang pasilyo. Sa pagsasaayos na ito, ang sasakyang panghimpapawid ay nagdadala ng 200 katao. Sa pagsasaayos ng Premium Economy, ang kakayahan sa pag-upo ay nadagdagan sa 222 na mga pasahero, kung saan ginagamit ang iba't ibang mga upuan at ang pamamahagi ng mga magagamit na dami ay na-optimize. Ang isang variant na may mga salon ng tatlong klase ay nagtrabaho din. Tumatanggap ang klase ng negosyo ng 8 puwesto, habang ang "ekonomiya" at "economic-slim" ay tumatanggap ng 87 at 105 na mga pasahero, ayon sa pagkakabanggit.
Sa iminungkahing form, ang sasakyang panghimpapawid ng eRay ay may haba na 43, 7 m. Ang wingpan ay 38 m sa pangunahing pagsasaayos o 45 m sa advanced na isa, na nagbibigay ng ilang pagtaas sa kahusayan ng enerhiya. Ang bigat ng walang laman na sasakyang panghimpapawid ay natutukoy sa 36.5 tonelada. Ang maximum na timbang na take-off ay 67 tonelada. Ang kargamento ay tungkol sa 25 tonelada, kabilang ang 21 tonelada ng mga pasahero at 4 toneladang bagahe. Ang pagganap ng paglipad ay nakasalalay sa mga elemento ng ginamit na planta ng kuryente. Sa pangkalahatan, dapat silang nasa antas ng mga mayroon nang mga modelo ng komersyal na abyasyon.
***
Ang konsepto ng eRay, na ipinakita sa taong ito ng nangungunang mga organisasyon ng pananaliksik sa Estados Unidos at Alemanya, sa katunayan ay isa pang pagtatangka upang makahanap ng mga paraan upang higit na mapaunlad ang aviation ng pasahero. Tulad ng wastong nabanggit sa ulat ng proyekto, sa hinaharap magkakaroon ng mga bagong kinakailangan para sa komersyal na pagpapalipad, at ang mga tagadala ay nangangailangan ng mga bagong modelo ng kagamitan na may mga espesyal na kakayahan. Ang paghahanap para sa mga solusyon sa problemang ito ay hindi hihinto, at ang proyekto ng eRay ay muling nag-aalok ng mga orihinal na ideya ng isang uri o iba pa.
Sa proyekto ng NASA at DLR, ang pangunahing layunin ay upang madagdagan ang kahusayan ng enerhiya at pagbutihin ang aerodynamics, na positibong makakaapekto sa pangkalahatang kahusayan ng sasakyang panghimpapawid. Upang makakuha ng mga naturang katangian, iminungkahi ang isang espesyal na disenyo ng airframe, na pinagsasama ang mahusay na pagkontrol at mga bagong solusyon, pati na rin ang isang hindi pangkaraniwang hybrid power plant batay sa hindi magkatulad na mga bahagi. Ipinakikita ng mga kalkulasyon na ang pinakamainam na pagkonsumo ng enerhiya ng gasolina kasama ang pinabuting aerodynamics ay dapat dagdagan ang parehong paglipad at pagganap sa ekonomiya ng kagamitan.
Gayunpaman, sa ngayon ang lahat ng mga resulta ay mananatiling "sa papel". Ang konsepto ng eRay liner, tulad ng iba pang mga pagpapaunlad ng uri nito, ay may isang seryosong kapintasan, at alam ito ng mga may-akda. Sa kasalukuyang oras at sa malapit na hinaharap, ang mga taga-disenyo ay hindi mapagtanto ang lahat ng mga kalamangan ng ipinanukalang konsepto. Ang pagkakamit ng mga itinakdang layunin ay hinahadlangan ng kakulangan ng mga kinakailangang teknolohiya. Kaya, ang ideya ng isang turbojet engine na may mga heat exchanger at output ng kuryente sa isang generator ay nangangailangan ng karagdagang elaborasyon at praktikal na pagsubok. Ang mga baterya na may nais na mga katangian ay hindi pa magagamit, at ang katangiang aerodynamic na hitsura ng sasakyang panghimpapawid ay dapat kumpirmahin ang mga kakayahan nito sa kurso ng iba't ibang mga pag-aaral.
Ang pag-unlad ng teknolohiyang kinakailangan upang makabuo ng isang tunay na sasakyang panghimpapawid ng eRay ay magastos at matagal. Ang mga may-akda ng proyekto ay may kamalayan tungkol dito, at samakatuwid ay isinasaalang-alang nila ang isang maaasahang sasakyang panghimpapawid sa konteksto ng pagpapaunlad ng aviation sa mga susunod na dekada - hanggang sa 2040-45. Naniniwala sila na sa oras na ito ang agham ay lilikha ng mga kinakailangang sangkap at magsasagawa ng lahat ng kinakailangang pananaliksik, na magpapahintulot sa pagpapatupad ng mga bagong konsepto: alinman sa eRay o iba pang mga proyekto.
Ang proyekto ng konsepto ng NASA / DLR eRay - dahil sa tiyak na layunin nito - ay hindi maituturing na isang tagumpay o pagkabigo. Ang layunin nito ay upang matukoy ang mga landas para sa pagpapaunlad ng aviation na pangkomersyo ng sibil at hanapin ang pinakamainam na disenyo na nakakatugon sa mga kinakailangan ng hinaharap. Maingat na pinag-aralan ng mga siyentista at inhinyero ng dalawang bansa ang kasalukuyang tanong at ipinakita ang kanilang sariling bersyon ng sagot. Posibleng posible na sa huli na tatlumpung taon, ang sasakyang panghimpapawid na katulad ng kasalukuyang eRay ay talagang tatakbo. Gayunpaman, ang pag-unlad ng aviation ay maaaring pumunta sa ibang mga paraan, at samakatuwid ang mga airliner sa hinaharap ay magkakaroon ng pagkakatulad sa iba pang mga konsepto ng ating panahon.
