Пошук нових способів полегшити світовий флот став одержимістю аерокосмічної галузі перед обличчям літаків наступного покоління, які, як очікується, почнуть літати до 2030 року.

впроваджують

Кілька років тому японська авіакомпанія ANA попросила пасажирів сходити у туалет перед тим, як здійснити рейс. Міркування полягали в тому, що якби всі пасажири виконували цю пораду, навантаження літака було б легшим, а двигуни споживали б менше палива.

Тест тривав лише місяць, але він засвідчив одержимість аерокосмічної галузі вагою. Баласт - один із трьох найважливіших факторів, що лежить в основі аеродинаміки та характеристик двигуна, що впливає на ефективність літака. Менше палива означає менший рівень викидів CO2 і значну економію експлуатаційних витрат для авіакомпаній.

Пошук нових способів полегшити світовий флот став одержимістю аерокосмічної галузі перед обличчям літаків наступного покоління, які, як очікується, почнуть літати до 2030 року.

У жовтні уряди закрили першу глобальну угоду про зміну клімату для авіаційної промисловості, на частку якої припадає 2% загальних викидів CO2. За прогнозами, кількість пасажирів зросте з 3,6 мільярда в минулому році до 16 мільярдів до 2050 року, за даними Міжнародної асоціації повітряного транспорту (IATA), кожен останній аспект авіації вивчається з метою зменшення зростаючих викидів.

"Зняття 454 кг ваги з двигуна дорівнює 1% палива. Це суттєва фінансова економія, але це також корисно для клімату", - пояснює Рік Паркер, колишній директор з наукових досліджень і технологій "Rolls-Royce" та поточний президент Ініціатива ЄС "Чисте небо". "Все, що можна зробити для зменшення ваги, це добре".

Використання нових матеріалів, таких як полімер, армований вуглецевим волокном, значно зменшило вагу. Композиційні матеріали були введені в 1985 році в хвостовій частині літаків, таких як широкофюзеляжний Airbus A310. Сьогодні Boeing та Airbus знову проклали шлях до інновацій у своїх останніх широкоформатних моделях 787 та A350. Майже половина цих літаків виготовлена ​​з армованого вуглецевим волокном пластику та інших композитних матеріалів. Boeing може похвалитися тим, що модель 787, найменша модель якої важить 161 тонну, забезпечує економію на 20% ваги порівняно з алюмінієвим еквівалентом.

Виробники двигунів також знаходять способи полегшити свої турбіни, які в середньому складають 6350 кг на великі реактивні літаки. За даними Rolls-Royce, вага двигуна широкофюзеляжного літака може бути зменшена майже на 340 кг за допомогою композиційних матеріалів для гвинтів та їх корпусів. Титановий алюміній, ще новіший матеріал, який замінює нікелеві сплави, може ще більше зменшити вагу найгарячіших деталей двигуна. Це замкнутий цикл, каже Паркер. "Якщо ви включите лезо з третиною ваги, ви зможете отримати більш легку дискову турбіну. А тому корпус може бути легшим і тоншим. Перевага очевидна".

Інші передові матеріали, такі як легші сплави металів та графен, також мають значення. Джефф Хант, головний інженер UTC Aerospace Systems, каже, що титанові сплави зменшили вагу шасі на тисячі кілограмів у найбільшому літаку. Ще сотні можна обробити за допомогою вуглецевих технологій, нових технік фарбування та змін ущільнювачів, згідно з PPG, покрівельною компанією.

"Якщо ви можете полегшити навантаження, ви можете зменшити зміцнення конструкції", - говорить Роберт Лафонтан, старший віце-президент з машинобудування Airbus.

Однак сучасні літаки не обов'язково легші. Багато зменшених за останні роки кілограмів залишили місце для впровадження нових функцій або збільшення пасажирів. Boeing додав до свого літака 787 більші вікна, що мало б "надмірний" вплив на вагу, якби його не зберегли в іншому місці, пояснює Ларрі Шнайдер, головний інженер-програміст 777.

Регулятори також посилюють стандарти безпеки. Попит на безпечніші місця десять років тому додав, наприклад, 5 тонн до середньої ваги літака.

Recaro, німецький постачальник сидінь, пояснює, що зменшив цю вагу та більше завдяки тонким композиційним конструкціям. Стандартні відкидні сидіння усунули необхідність у важких механічних складах, що дозволяють пересуватися.

Також зростає споживання електроенергії, що вимагає більш важкої проводки та кращого управління теплом. За даними TE Connectivity, великі авіалайнери мають в середньому на 40% більше електроніки, ніж кілька років тому, вимагаючи близько гігават електроенергії. Можна було б зменшити до 60% ваги кабелю, який міг би становити 5700 кілограмів у супер джамбо, шляхом обміну міді на алюміній.

Нові методи виробництва, такі як 3D-друк, полегшують кардинальне проектування літальних апаратів та компонентів. "Завдяки 3D-друку ви можете зробити акцент там, де це потрібно. І зняти вагу", - говорить Боб Сміт, технічний директор, Honeywell Aerospace.

Електричні літаки, які фінансують великі обсяги фінансування для розвитку, також можуть бути легшими та забезпечити більшу енергоефективність.

Русс Данн, старший віце-президент GKN, постачальника аерокосмічної галузі Великобританії, каже, що поєднання нових технологій та матеріалів зробить революцію в дизайні літаків та подорожах пасажирів. До 2050 року ці 16 мільярдів пасажирів можуть мати кардинально інший досвід, за одним винятком: туалети можуть бути виготовлені з більш легких матеріалів, але компанія повинна бути дуже сміливою, щоб повністю їх позбутися.