• 名称: 过去一年最大胆的航空创新
  • 时间:2021-07-07 00:01:05
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本文摘要:美国《大众科学》月刊2020年12月号刊文盘点了2020年最大胆的航空创新,全文摘编如下:  新冠肺炎疫情对航空产业来说是可怕的,但这并没有阻止航空航天领域在过去一年里不断创新。

美国《大众科学》月刊2020年12月号刊文盘点了2020年最大胆的航空创新,全文摘编如下:  新冠肺炎疫情对航空产业来说是可怕的,但这并没有阻止航空航天领域在过去一年里不断创新。下面这份名单包括一架带有折叠翼尖的大型客机,一架使用人工智能的无人喷气式战斗机,甚至还有一台此刻正在呼啸着驶向火星的核动力漫游车。

我们还没提到美国自2011年以来首次成功将宇航员从自己的地盘上送入太空。  “毅力”号火星探测器  美国国家航空航天局(NASA)数十年来一直在研究红色行星的地质学和化学特征,现在凭借“火星2020”任务,NASA开始正面解决这个生物学上的大问题:这颗行星上是否曾有生命存在?7月30日,NASA发射了一枚火箭,上面载有一吨重的核动力漫游车“毅力”号。当它2021年2月降落时,它将是首个专门为寻找过去或现存有机物的直接证据而设计的漫游车。虽然这台机器可能看起来非常像它的前辈“好奇”号,但它为火星探测带来了新的能力。

SHERLOC光谱仪的强大激光将扫描岩石,寻找稀有至百万分之一的生物分子的迹象。研究人员将把这些信息与“X射线岩石化学探测行星仪”(PIXL)成像系统获得的图像和其他数据结合起来,去寻找“圣杯”——像氨基酸或脂质这样能象征(至少是我们所了解的)生命的分子团块。

如果我们能把火星的碎片带回地球做进一步研究,那么这样的证据就会成为铁证。“毅力”号在这方面也能提供帮助,因为它是首个为存储样品以供未来任务收回而设计的太空机器人。  载人龙飞船  宇航员道格·赫尔利和鲍勃·本肯5月30日在佛罗里达州卡纳维拉尔角搭乘载人龙飞船升空。

这是具有历史意义的起飞——19年来首次从美国本土发射载人航天器,它还仅仅是美国历史上第五个载人航天器。赫尔利和本肯搭乘的是载人龙飞船,也就是太空探索技术公司(SpaceX)21世纪太空飞行系统。飞船内满是昂贵的触屏,飞船还有能力在无需驾驶员输入指令的情况下抵达国际空间站。而且,NASA首次把任务控制权交给一家民营公司。

尽管休斯敦的操作员密切监视,但SpaceX在加利福尼亚州霍索恩的雇员进行了此次表演。当宇航员8月2日坠落在地球海面时,SpaceX的一名控制员说:“欢迎回到地球,感谢您搭乘SpaceX的航班。”他的话仿佛预示着商业太空飞行的未来。

  “太阳轨道器”观测卫星  今年2月,欧洲航天局把一个太阳实验室装入一枚火箭,让它飞向太阳。NASA的帕克太阳探测器为了尽可能靠近距离我们最近的这颗恒星旋转,没有使用面向太阳的摄像机和其他体型庞大又脆弱的设备。

与帕克太阳探测器不同的是,欧洲航天局的这台轨道器做了妥协:它停留在更远一些的地方,但展开了各种设备。它是首个可以在较近距离用摄像机直视太阳的探测器,旨在感知太阳风在那个位置的吹拂并将其溯源至太阳表面的喷发。

这台探测器上的10台设备安放在一层技术极为先进的隔热板下面,这层隔热板将帮助它们抵抗强烈的射线。  任务扩展车-1号  燃料是卫星的命脉:燃料耗尽预示着任务的终结。或者说过去是这样,因为现在第一台任务扩展车(MEV-1)把一颗病入膏肓的地球同步卫星从死亡边缘拉了回来。

今年2月,MEV-1与通信卫星Intelsat 901以大约每小时7000英里(约合1.1万公里)的速度共同在太空中呼啸穿行,而MEV-1逐渐向Intelsat 901靠近。包括LIDAR测距仪在内的三个传感器充当MEV-1的眼睛,让它抓住Intelsat 901的发动机,以毫米级精确度夹紧Intelsat 901。在MEV-1的电子推进器取代这颗老化卫星已经耗尽能量的化学推进器之后,这颗卫星将增加五年的寿命。

这套系统的设计能够与地球同步轨道400多颗卫星中的大约80%对接。第二辆任务扩展车MEV-2已于8月15日发射。

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这两辆任务扩展车将在一条僵尸轨道上执行多年任务,然后就可以离开那里去拯救新目标。  反扭矩展示装置  直升机上方的大旋翼负责提升重量,而尾部旋翼发挥反扭矩设备的功能。

如果尾桨不存在,那么直升机就会一圈一圈地旋转。尾桨在直升机内部与主桨通过传动轴、齿轮箱等物理元件实现机械连接。但贝尔公司非常吸引人的电子分布式反扭矩(EDAT)展示装置以另一种方式工作:它不采用机械连接,而是用一套电子系统完成这项工作。附在主桨齿轮箱上的电机产生动力,驱动尾部的四台涵道风扇。

结果是直升机比通常重量要轻,但可能更加安全。停在地面时,这种直升机的主桨可以旋转而尾部风扇可以关闭,为地面人员消除了一种致命危险。

普通直升机是不可能做到的。  XB-1超音速飞机  时间退回到20年前,普通人只要有钱就可以通过“协和”客机实现超音速旅行。

但自从这款标志性飞机在2003年停飞以来,除军人外的所有人都无法实现超音速旅行了。不过,今年10月初,一家名为布姆科技公司的初创企业公布了XB-1飞机,开发这台飞机是为实现超音速旅行——比如在3.5小时内从纽约飞往伦敦——做准备。这款71英尺(约合21.6米)长的XB-1尚未起飞,也远远小于计划在未来推出的民航版机型“前奏曲”。但这款原型飞机的一些元素,如使用摄像机系统帮助飞行员在降落时看清跑道,应该会对布姆科技公司在未来制造新“协和”式飞机产生影响。

XB-1预计在2021年首飞。  自动着陆系统  请想象一下,如果一架小型飞机的飞行员因为心脏病发作等医疗紧急事故失去工作能力,飞机上的乘客会有多么恐慌吧。现在,在某些通用航空飞行器上,这些乘客有了新选择:他们可以简单地按一个按钮让飞机着陆。

自动着陆系统从这一刻开始接管飞机——选定一座机场,驾驶飞机,在正确的时间下放下起落架——直到让飞机安全降落。这套系统通过广播播报情况,甚至还能在飞行员未能按时与飞机互动的情况下自动启动。

现在这套系统在三种不同类型的飞机上得到认证,它们都是小型客机:派珀的M600、达埃尔的TBM940和西锐的Cirrus Vision Jet。佳明公司说,已经用自动着陆系统完成1000多次着陆测试,但尚未应用于真实的紧急情况——不过该公司估计,这套系统每年在美国可大约避免三起坠机事故。  Celera 500L原型机  我们实在是太熟悉在拥挤的飞机上与邻座乘客抵肘而坐的情形了。Celera 500L原型机仅能搭载6名乘客,其背后的团队希望把私人飞行的成本和旅行时间下调至商业水平,这样即使是普通人也能乘坐更小、更舒适的飞机出行。

他们为这架飞机设计了类似飞艇的形状和后置的螺旋桨,旨在创造一种名为层流的空气动力学现象。在这种现象中,空气以平滑方式穿过飞机。由于这架飞机的燃油效率将因此大大高于其竞争对手——或许是对手的四五倍——票价应该保持在较低水平;更低的定期维修费用和本身就更便宜的定价也将帮助实现他们的目标。

通过这种方式,我们就能从小型机场出发享受私人飞行的舒适。  波音“忠诚僚机”  这款长38英尺的飞机看似一架战斗机,按照设计,它的飞行状态也与战斗机类似——但上面没有飞行员的位置。这架无人机旨在扮演类似机器人队员的角色,在传统飞机的身边或者前方飞行。

人工智能将帮助这些机器执行复杂任务——它们是“空中力量组队系统”项目的一部分。这些飞行机器人背后的理念是它们可以执行像冒险进入危险区域或为其他飞机护航这样的任务。

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每架飞机都有一个完全可拆卸的机头,这样地面人员就能根据任务需要迅速更换这种小型飞机的载荷。  折叠翼尖设计  这架超大码商用飞机今年1月完成首航。它的特殊之处在于机翼末端的小心思:翼尖可以折叠起来或者展开。

当它们向上折起时,翼展略小于213英尺——窄到足以进入停机棚的大门。但在起飞前,它们会向下展开,使翼展达到约235英尺。

这种折叠动作有什么目的呢?长翼展在飞行时更高效,但在机场停泊时空间十分宝贵。这架巨型飞机值得炫耀的还有迄今体型最大的飞机发动机GE9X。

每台GE9X发动机的风扇直径达11英尺。  微软飞行模拟器2020  新冠肺炎大流行让每个人都对飞行感到忧虑。但渴望进入驾驶舱的室内飞行爱好者在今年找到了新出路——新版微软飞行模拟器。这是2006年以来首次更新版本。

人工智能帮助创造了这款游戏某些精美的图像,包括建筑的形状。一种模拟飞行的新方法使飞机在空中的移动比以往都更加逼真。玩家现在能坐在塞斯纳172甚至波音“梦想客机”的驾驶舱——无需参加飞行课程。

  新型自动空中加油装置  在空中从油箱向战斗机等飞机输油是一种高风险操作。两架飞机都在空中高速飞行,还要传输数千磅(1磅约合0.45千克)燃料,通常的做法是,一名操作员把一根长管从油箱伸向受油机上方。

但空客发明了一种通过按一个按钮就可以自动完成这项危险动作的方法。这种计算机系统利用油箱下方的摄像机和其他传感器监测受油机的位置,然后让油管就位,传输煤油。空客说,其结果是提升了效率和安全性,减少了人力工作。

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