2020 年最具创新的航空技术盘点:《微软飞行模拟》游戏在列

2020/12/7 10:17:24 来源:新浪科技 作者:叶倾城 责编:问舟

2020 年具有挑战性的航空创新,其中包括:拥有折叠机翼末端的大型客机、配备人工智能系统的喷气式战斗机等。

据国外媒体报道,今年新冠疫情对全球商业航空带来了重创,但这并未阻止 2020 年航空创新的发展。以下是 2020 年具有挑战性的航空创新,其中包括:拥有折叠机翼末端的大型客机、配备人工智能系统的喷气式战斗机、向火星快速推进的核动力探测车,以及美国自 2011 年以来首次实现宇航员本土发射升空……

航空创新第一名:美国宇航局喷气推进实验室设计的 “毅力号”火星探测器

在火星表面搜寻生命迹象的探索者

航空创新第一名:美国宇航局喷气推进实验室设计的 “毅力号”火星探测器。

美国宇航局花费几十年时间研究火星的地质结构和化学成分,随着 2020 年火星任务的逐步开展,该机构正在解决一个重要的生物学问题:这颗行星曾存在生命吗?7 月 30 日,美国宇航局成功发射一枚火箭,搭载重达 1 吨重的核动力 “毅力号”火星探测器升空,预计将于 2021 年 2 月着陆火星表面。

它将成为第一个专门探索地外远古或者当前生物迹象而设计的登陆探测器,它与前身 “好奇号”探测器十分相似,但它具备探索火星的新功能,例如:SHERLOC 光谱仪的强大激光能扫描岩石样本,寻找不足百万分之一含量的生物分子。研究人员将这些勘测信息和清晰图像,以及 PIXL 成像系统的数据结合起来,寻找那些代表生命(至少是我们已知的)的分子簇,例如:氨基酸或者脂肪。如果我们能将火星样本带回地球进行深入研究,它们将成为强有力的证据。“毅力号”探测器或许能提供帮助,因为它是首个被设计用于储存样本便于未来任务中送回地球的太空机器人。

SpaceX 公司 Dragon 飞船

美国商业载人飞船

SpaceX 公司 Dragon 飞船

5 月 30 日,当宇航员道格 · 赫尔利(Doug Hurley)和鲍勃 · 班肯(Bob Behnken)在执行 Dragon Demo-2 任务时,他们从美国卡纳维拉尔角基地发射升空,这是具有历史意义的一次发射,是 2011 年以来首次从美国本土将人类送入太空,也是美国历史上第五艘载人飞船首次成功发射。赫尔利和班肯搭载的是 Crew Dragon,配备了 SpaceX 公司最新 21 世纪太空飞行系统,以及宽大的触摸屏,能够在不需要飞行员输入信息的情况下就能到达国际空间站。而且美国宇航局首次将任务控制移交给一家商业公司。美国宇航局休斯敦总部工作人员密切关注火箭运行情况,而 SpaceX 公司工作人员负责管理操控,当 8 月 2 日宇航员顺利降落地面时,SpaceX 公司一位负责人称,欢迎宇航员们顺利回到地面,感谢 SpaceX 公司的太空飞行,未来商业太空飞行将有美好广泛的前景!

欧洲航天局太阳轨道器

直接凝视太阳

欧洲航天局太阳轨道器

今年 2 月份,欧洲航天局将一个太阳实验室装入火箭,向太阳方向发射,美国宇航局帕克太阳探测器避开了直接面向太阳的相机,以及其他笨重、精密的科学设备,从而便于更加接近太阳,而欧洲航天局的轨道飞行器则做出了妥协:它停留在太阳较远的区域,但装配了多个仪器,作为首个装配近距离直视太阳的相机的探测器,它的目标是探测太阳风辐射,并跟踪这些太阳风,发现爆发太阳风的太阳表面区域。探测器的 10 部仪器都隐藏在先进的防热罩中,这样能够抵御炽热的太阳射线。

诺斯罗普 · 格鲁曼公司的任务扩展运载器(MEV-1)

使老卫星焕发新生

诺斯罗普__格鲁曼公司的任务扩展运载器 (MEV-1)

燃料是卫星的命脉:燃料耗尽就意味着卫星任务的终结。此前的太空任务大多如此,但是首个任务扩展运载器(MEV-1)改变该现状,它将奄奄一息的地球同步卫星从死亡边缘挽救回来。今年 2 月份,当 MEV-1 与 Intelsat 901 通信卫星同时以每小时 11265 公里(7000 英里)的速度在太空中呼啸而过时,MEV-1 开始逐渐接近该通信卫星,作为 MEV-1“眼睛”的三个传感器、激光雷达测距仪,能够以毫米精度的距离通过加速引擎成功捕捉到 Intelsat 901 通信卫星,随着 MEV-1 的电子推进装置替换老化的卫星化学推进器,该卫星的硬件可使飞行器寿命再延长 5 年。该系统的设计能与地球同步轨道上 400 多颗卫星中的 80% 实现对接,8 月 15 日发射第二次 MEV-2,当轨道器完成一年任务后通常就进入 “僵尸状态”,下一步可以对它们分离和 “复活”。

贝尔公司的电子分布反扭矩演示器(EDAT)

直升机上的全新自旋装置

贝尔公司的电子分布反扭矩演示器 (EDAT)

直升机顶部有一个较大的旋翼,起到起重的作用,而尾旋翼起到反扭矩装置的作用,如果尾桨(通过传动轴、齿轮箱等物理部件与主旋翼内部机械部分连接)不存在,直升机就会在空中绕圈盘旋。贝尔公司设计的电子分布反扭矩演示器(EDAT)具有不同的功能:其代替机械连接的是电子系统。附在主转子齿轮箱上的发电机产生的电能带动机尾四个叶片运转,将产生一种更安静的叶片旋转声音,同时更加安全。当直升机停在地面上时,主旋翼可以在关闭尾翼叶片的情况下旋转,从而消除对地面工作人员的致命威胁,这是普通直升机无法实现的。

超音速客机 XB-1

超音速客机 “卷土重来”

超音速客机 XB-1

预计 20 年后,人们只要支付一大笔费用就可以通过协和式飞机实现超音速飞行!但自 2003 年协和式飞机停飞以来,这种超音速飞行除军用之外已被禁止使用。今年 10 月初,初创公司 Boom 最新公布一款飞行器——XB-1,该飞行器将成为未来超音速飞行的 “跳板”,未来从美国纽约飞往英国伦敦仅用 3.5 小时或将成实现!XB-1 长度 21.6 米,目前尚未试飞,比计划中的未来客机版 Overture 小一些。但是原型机的一些元素,例如:使用相机系统可以帮助飞行员着陆时看到跑道,将有助于 Boom 公司未来制造新型协和式喷气飞机,预计 XB-1 将于 2021 年首次试飞。

Garmin 公司自动降落系统

飞机按钮式着陆

Garmin 公司自动降落系统

想象一下,如果飞机驾驶员因心脏病发作等紧急医疗情况而失去行动能力,小型客机上的乘客将感到多么恐怖?现在乘客们不必担心了,在一些通用航空飞机上,乘客将有一个新选择:简单按下一个按钮,可以让飞机降落。自动降落系统将就近选择一个机场,并在正确的时间放下起落架,使飞机安全着陆。如果飞机驾驶员在规定时间内没有操作响应,将通过无线电广播当前状况,并启动自动降落系统。目前,装配自动降落系统的都是小型客机,Garmin 公司表示,现已完成 1000 多次自动降落测试,但还没有在真正紧急情况下使用,我们估计该系统每年可预防美国至少 3 次飞机坠毁事件。

Otto Aviation 公司 Celera 500L 飞机

私人飞行的 “子弹飞机”

Otto Aviation 公司 Celera 500L 飞机

我们对普通航班非常熟悉,乘客肩并肩拥挤地坐在一起,目前 Otto Aviation 公司最新推出一款私人机原型——Celera 500L,仅乘坐 6 名乘客,该私人机能将飞行成本和时间降至商业航班水平,使普通人也能乘坐更小、更舒适的飞机。其外形有点儿接近软式飞艇,后螺旋桨设计可以制造一种被称为层流的空气动力学现象,即空气在飞机上平滑地层级流动。由于该飞机比其他竞争型号飞机更节省燃油,机票价格也相应较低。

波音公司的 “忠诚僚机(Loyal Wingman)”

配备人工智能系统的无人战斗机

波音公司的 “忠诚僚机 (Loyal Wingman)”

波音公司设计的这款 11.58 米长的 “忠诚僚机(Loyal Wingman)”颇似传统战斗机,但与之不同的是,该机没有驾驶机的座位,这款无人机配备先进的人工智能系统,可以完成复杂任务,它是空中打击力量协同系统的一部分。“忠诚僚机”可以完成一些特殊任务,例如:冒险进入危险空域,或者保护伴机。每架无人机都有一个完全可移动的机头,地面操控小组可依据任务需要快速更换飞机的有效载荷。

波音 777X 客机

具有折叠机翼

波音 777X 客机

这款 XXL 级商业客机于今年 1 月首次飞行,其独特之处在于机翼末端可以上下折叠,向上收起机翼时,翼展跨度仅 64.9 米,但在起飞前,机翼会向下伸展,翼展跨度为 71.6 米。机翼折叠起到什么作用呢?较长机翼的飞行效率更高,但停在机场时,由于空间有限,需要客机翼展缩小。此外,这款巨大客机还配备 GE9X 喷气式发动机,每个发动机都有一个直径 3.35 米的风扇。

微软飞行模拟器

最逼真的飞行模拟软件

微软飞行模拟器

今年新冠疫情对航空业带来重创,但是想钻进驾驶舱的 “沙发飞行机”有了新的机会:微软公司最新推出一款大型喷气式飞机版飞行模拟器,这是自 2006 年以来首次推出超逼真效果的飞行模拟软件。通过人工智能在游戏软件中添加一些华丽图像,例如:建筑物外形,这种模拟飞行的新方法使飞机在空中操控更加逼真现实。玩家可以模拟坐在赛斯纳 172 或者波音梦想客机的驾驶舱中,根本不需要上飞行课。

空中巴士的自动空对空加油系统(A3R)

更安全、更平稳的空中加油

空中巴士的自动空对空加油系统 (A3R)

在空中将燃料从加油机加载到战斗机是一项高风险操作,两架飞机都在空中高速飞行,数千公斤的燃料在两架飞机之间传输,传统方法是使用一个长吊杆,加油机降至接收飞机的顶部,然后传输燃料。但空中巴士公司最新设计一种新方法——A3R 系统,只需按下一个按钮,就能将这种高风险操作自动化处理,该系统利用加油机下方摄像机和其他传感器监测接收飞机的位置,然后将吊杆移到合适位置,然后进行燃料传输。目前,空中客机表示,A3R 系统可显著提高效率和安全性,并减少人类工作量。

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关键词:飞机

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