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2020年最大胆的航空创新,你知道几个?

2020年12月美国科普杂志盘点2020年最大胆的航空创新。全文摘录如下:

Covid-19 大流行对航空业来说是可怕的,但这并没有阻止航空业在过去一年中进行创新。下面的列表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驾驶喷气式战斗机,甚至还有一架正在飞向火星的核动力漫游车。而且我们还没有提到美国自 2011 年以来首次成功地将宇航员从自己的地盘发射到太空。

“毅力”火星车

美国宇航局几十年来一直在研究这颗红色星球的地质和化学,现在当我们离开地球:美国国家航空航天局的太空行动,随着火星 2020 的任务,美国宇航局开始正面解决一个重大的生物学问题:这颗星球曾经存在过生命吗?7 月 30 日,美国宇航局发射了一枚载有重达 1 吨的核动力漫游车毅力号的火箭。当它在 2021 年 2 月着陆时,它将成为第一辆专门设计用于寻找过去或现在有机物的直接证据的漫游车。虽然这台机器可能看起来很像它的前身好奇号,但它为火星探索带来了新的能力。SHERLOC 光谱仪的强大激光将扫描岩石以寻找百万分之一罕见的生物分子的迹象。研究人员将把这些信息与来自行星 X 射线石化勘探 X 射线 (PIXL) 成像系统的图像和其他数据结合起来,以寻找“圣杯”——氨基酸或脂质等符号(至少是我们所知道的那些) )。理解)生命的分子团。如果我们能够将火星碎片带回地球进行进一步研究,这些证据将成为确凿的证据。毅力在这里也可以提供帮助当我们离开地球:美国国家航空航天局的太空行动,因为它是第一个旨在存储样本以供未来任务检索的太空机器人。

载人龙飞船

宇航员 Doug Hurley 和 Bob Behnken 于 5 月 30 日在佛罗里达州卡纳维拉尔角乘坐载人龙飞船升空。这是一次历史性的起飞——19年来首次从美国本土发射载人航天器,也是美国历史上的第五艘载人航天器。Hurley 和 Behnken 乘坐的是 SpaceX 21 世纪太空飞行系统 Crew Dragon。飞船上装满了昂贵的触摸屏,飞船有能力到达国际空间站,不需要飞行员的任何输入。而且,NASA 首次将任务控制权交给了一家私人公司。尽管休斯顿的运营商受到严密监视,但加利福尼亚州霍桑市的 SpaceX 员工仍进行了表演。当宇航员于 8 月 2 日坠入地球海洋时,SpaceX 的一名控制员说:“欢迎回到地球,

“太阳轨道器”观测卫星

2 月,欧洲航天局将太阳能实验室装入火箭,并将其送向太阳。美国宇航局的帕克太阳探测器尽可能靠近我们最近的恒星旋转,而无需使用面向太阳的相机和其他笨重易碎的设备。与帕克太阳探测器不同,欧空局的轨道飞行器做出了妥协:它离得更远一点,但展开了各种设备。这是第一个在相对较近的距离用相机直接观察太阳的探测器,旨在感知在该位置吹来的太阳风,并将其追溯到太阳表面的喷发。探测器上的 10 个设备安装在一个技术先进的隔热罩下,这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结束。或者是这样,因为现在第一颗任务扩展飞行器 (MEV-1) 已经将一颗病危的地球同步卫星从死亡的边缘带回来了。今年 2 月,MEV-1 加入了通信卫星 Intelsat 901,并搭载了MEV-1 以每小时约 7,000 英里(约 1.10,000 公里)的速度在太空中咆哮,逐渐接近 Intelsat 901。包括激光雷达测距仪在内的三个传感器充当 MEV-1 的眼睛,让它抓住Intelsat 901 的发动机并以毫米级精度夹紧 Intelsat 901。在 MEV-1 的电子推进器取代老化卫星耗尽的化学推进器后,卫星将增加五年的寿命。该系统旨在与地球同步轨道上 400 多颗卫星中的大约 80% 对接。第二辆任务扩展车 MEV-2 于 8 月 15 日发射。这两辆任务扩展车将在僵尸轨道上执行多年任务,然后离开那里拯救新目标。

反扭矩显示装置

直升机上方的大旋翼负责提升重量,而尾桨则起到抗扭矩装置的作用。如果没有尾桨,直升机就会一圈一圈地旋转。尾桨通过直升机内部的传动轴、变速箱等物理元件与主旋翼机械连接。但贝尔非常有趣的电子分布式反扭矩 (EDAT) 显示器以不同的方式工作:它不是使用机械连接,而是使用电子系统来完成这项工作。连接到主螺旋桨变速箱的电机产生动力来驱动后部的四个管道风扇。结果是一架比平常更轻,但可能更安全的直升机。停在地面时,直升机的主螺旋桨可以旋转,尾扇可以关闭,消除对地面人员的致命危险。普通的直升机是做不到的。

XB-1超音速飞机

时光倒流20年前,普通人只要有钱,就可以乘坐“协和”客机超音速旅行。但自从这架标志性飞机于 2003 年停飞以来,除了军方之外,所有人都无法进行超音速旅行。然而,在 10 月初,一家名为 Boom Technologies 的初创公司推出了 XB-1 飞机,该飞机是为超音速旅行而开发的——就像在 3. 5 小时内从纽约到伦敦一样——准备。这架71英尺(约21.6米)长的XB-1尚未起飞,远小于未来计划推出的民航版“前奏曲”。但原型的一些元素,例如使用摄像系统帮助飞行员在着陆时看到跑道,应该会对 Boom Technologies 未来建造新的协和飞机产生影响。

自动着陆系统

试想一下,如果一架小型飞机的飞行员因心脏病发作等医疗紧急情况而丧失行动能力,乘客会有多恐慌。现在,在一些通用航空飞机上,这些乘客有了一个新的选择:他们只需按下一个按钮就可以降落飞机。自动着陆系统从那一刻开始接管——选择一个机场,驾驶飞机,并在正确的时间放下起落架——直到它安全着陆。该系统通过空中广播情况,如果飞行员未能及时与飞机互动,系统甚至会自动激活。该系统现已在三种不同类型的飞机上获得认证,均为小型客机:Piper 的 M600、Daer 的 TBM940 和 Cirrus 的 Cirrus Vision Jet。Garmin 表示已经使用自动着陆系统进行了 1000 多次着陆测试,

Celera 500L 原型机

我们都非常熟悉在拥挤的飞机上与旁边的乘客肘部坐姿。Celera 500L 原型机只能搭载 6 名乘客,其背后的团队希望将私人航班的成本和旅行时间降低到商业水平,这样即使是普通人也可以乘坐更小、更舒适的飞机旅行。他们设计的飞机具有类似飞艇的形状和后置螺旋桨,旨在创造一种称为层流的空气动力学现象。在这种现象中,空气以平稳的方式穿过飞机。因此,由于该飞机的燃油效率将显着高于其竞争对手——可能是其四到五倍——票价应该保持在较低水平;较低的定期维护成本和固有的更便宜的定价也将有助于实现他们的目标。这样,

波音的“忠诚僚机”

这架 38 英尺长的飞机看起来像一架战斗机,它的设计目的是像一架战斗机一样飞行——但上面没有飞行员的位置。该无人机旨在扮演机器人机组人员的角色,在传统飞机的旁边或前面飞行。人工智能将帮助这些机器执行复杂的任务——它们是“空中力量编队系统”项目的一部分。这些飞行机器人背后的想法是它们可以执行诸如冒险进入危险区域或护送其他飞机等任务。每架飞机都有一个完全可拆卸的机头,允许地面人员根据任务需要快速更换小型飞机的有效载荷。

折叠翼尖设计

这架超大型商用飞机于今年1月完成了首飞。它的特别之处在于机翼末端的精心设计:翼尖可以折叠或展开。当它们折叠起来时,翼展略小于 213 英尺——窄到可以进入机库的门。但在起飞前,它们向下展开,使翼展达到约 235 英尺。这个折叠动作的目的是什么?长翼展在飞行时效率更高,但停在机场时空间非常宝贵。这架巨型飞机还值得展示迄今为止最大的飞机发动机 GE9X。每个 GE9X 发动机的风扇直径可达 11 英尺。

微软飞行模拟器 2020

COVID-19 大流行让每个人都对飞行感到担忧。但渴望进入驾驶舱的室内飞行爱好者今年在微软飞行模拟器的新版本中找到了新的出路。这是自 2006 年以来的第一次更新。人工智能帮助创建了游戏的一些精美图形,包括建筑物的形状。一种模拟飞行的新方法使飞机在空中的运动比以往任何时候都更加逼真。玩家现在可以坐在塞斯纳 172 甚至波音“梦幻客机”的驾驶舱内——无需参加飞行课程。

新型自动空中加油装置

将燃料从油箱转移到空中的战斗机等飞机是一项高风险操作。两架飞机都在高速飞行并运送数千磅的燃料,通常由操作员将一根长管从燃料箱延伸到接收燃料。机器上方。但空中客车公司发明了一种方法,通过按下按钮来自动执行这种危险的操作。计算机系统使用油箱下方的摄像头和其他传感器来监控接收器的位置,然后将油管放置到位以输送煤油。空中客车公司表示,其结果是提高了效率和安全性,减少了人工工作。