全球对航空旅行的需求日益增长,促使航空排放增长速度超过了近几十年来铁路、公路或水运的排放增长速度。解决方案扭转这一趋势的速度缓慢:可持续航空燃料可以在飞行中减少80%的排放,如果正确生产和使用,可以代表为实现净零目标所需排放减少的三分之二。但是,可持续航空燃料供应紧张,在最好的情况下,到2024年,SAF占喷气燃油使用量的比例仅约为0.53%,这与达到影响所需水平有很大差距。
随着航空公司及监管机构努力寻求为这个行业去碳化方案的同时,一些工程师提出,为了在燃料消耗和排放方面取得重大节省,需要一种全新的飞机形状。这种设计摒弃了传统“管状翼”设计,这种设计已经主导商业航空一百多年。取而代之的是所谓的“混合翼身”设计,翼面积占据机身的大部分,并形成独特的飞机形状。
2020年,空中客车公司制造了一个小型、遥控的混合翼飞行器进行展示,以测试公司所说的设计,该设计可以节省高达20%的燃料。在2023年,总部位于加利福尼亚州的JetZero公司宣布了拥有类似设计的飞机计划,可搭载超过200名乘客,并有望在2030年前投入运营。
目前,总部位于圣地亚哥的Natilus公司加入了这场竞赛,推出了Horizon混合翼飞机。这种飞机同样可以搭载约200名乘客,同时排放量减少一半,燃料使用量比当前波音737和空客A320飞机减少30% - 这是它瞄准竞争的机型。
Natilus的首席执行官兼联合创始人Aleksey Matyushev表示:“窄体市场将是未来二十年最大的市场。我认为航空业面临的挑战前所未有,我认为有机会打造一个波音或空客的仿制品(同等规模)。”
Natilus成立于2016年,之前曾宣布一款名为Kona的仅运送货物的无人驾驶飞机,也采用这种创新形状。Matyushev表示混合翼身设计起源于上世纪90年代美国主要航空航天制造商麦克唐纳道格拉斯公司与波音公司在1997年合并之前。虽然波音从未商业化生产混合翼飞机,但研究了这一概念并生产了无人机原型X-48。
据Natilus称,Kona已经收到了400份订单,并将于未来两年内制造并飞行一个全尺寸模型。随后将有很多技术转移到Horizon飞机上,这将拥有一个常规驾驶舱和机组人员,据Matyushev介绍将于2030年前投入服务 - 这是一个雄心勃勃的目标,因为这将是全新的飞机从设计到全面认证仅需六年时间的前所未有的情况。
“混合翼身设计的挑战在于稳定性和控制,”他解释说。“这就是波音和麦克唐纳道格拉斯公司真正遇到的问题 - 如何稳定飞机?”他说实现稳定的一种方式是通过复杂的飞行控制系统 - 这主要是电脑技术,Matyushev指出已经对波音737 Max造成了问题。”
另一种选择是气流动力学或飞机表面设计,这是Natilus选择的路线并与其竞争对手JetZero有所不同。”
新的形状带来了重要的好处。“减少了30%的阻力,但同时能够降低飞机的重量以容纳相同数量的乘客或货物,这是非常独特的,”他说。“对于小型飞机来说,发动机较小,产生的燃料燃烧较少。因此,当将两者结合时,乘客座位每减少排放约50%。”
更大的机身不再看起来像一个管子,为机舱内的不同布局提供了可能性。“与传统飞机相比,我们拥有约30%更多的地板空间。”Matyushev解释说。“我认为我们许多客户都在考虑提升乘客体验。能否恢复休息室?在飞机上是否可以开辟其他空间来满足长途航班的需要?”
Horizon飞机并非全部全新。例如,该机将使用现有发动机技术,没有为氢或电动选项留出空间。“在航空业有一条笑话说:永远不要给新飞机安装新发动机。那太冒险了。”Matyushev说。出于同样的原因,Horizon被设计成可以适应现有的波音737或空客A320的位置,无需改变机场基础设施。
Aviation News Limited的航空分析师Gary Crichlow表示,一系列交货失败已使航空公司等待新飞机进入2030年代的情况出现。“这为新进入者创造了一个打破现状的机会,”他说。“然而这个窗口非常狭窄。对于运营商来说,一个关键的销售点是飞行员的资格通用性。”737 Max和A320neo的成功在很大程度上归
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