未来飞机将“智慧飞行”

作者:李三

未来飞机将“智慧飞行”0( 描绘空中客车概念飞机编队飞行景象的电脑合成图 )

行驶在北四环,经过“鸟巢”,多数人会联想到2008年北京奥运会,但普航看到的是这个著名建筑的仿生学结构,他告诉我们,空客概念客舱的放松区域,运用的仿生学结构和“鸟巢”运用的是类似原理,“我们模拟了鸟类骨骼”。自然界是一本丰富的教科书,空客的工程师们从中领悟飞行技巧,并把它们应用于飞行器的改善。“我们可以按照仿生学的角度打造飞机,A320neo就使用了鲨鮨小翼的技术。另外我们还从飞鸟那里学习编排队形的模式,鸟类为飞行提供了很多灵感,鸟类具有优化的骨骼结构,可以提供飞行所需的强度……”

空中客车公司就如何理解未来航空业进行了一个小调查,调查样本大约1万多人。结果发现:96%的受访者希望未来飞行更具可持续性,其中有37%认为现在搭飞机出行压力越来越大,51%希望增加航班数量,1/3的受访者认为现在航班延误令人非常头痛。针对调查数据,空客进行了深入分析,从而寻找解决方案。结果发现,大部分空中交通拥堵延误,是由现在的组织飞行方式造成的。研究表明,如果能够全面优化空管系统和机载系统技术,欧洲和美国地区每次航班的飞行时间将比现在平均减少13分钟,世界其他区域的航班飞行时间也将大大减少。假设世界范围内每年有3000万次航班,那么每年就可节约900万吨燃料消耗,等同于减少二氧化碳排放2800万吨。

在普航先生描绘的“未来飞行”里,为了解决线路繁忙问题,飞往同一目的地的航班在空中甚至可以像大雁一样编队飞行,编队飞行可以节省50%的燃油消耗。未来的飞机设计可能会打破现有的模式,驾驶舱不一定位于飞机前部,这个景色最好的位置甚至可以让乘客享用;概念客舱采用智能化的客舱壁板,能够控制温度,还可以变成全透明,让乘客全角度地欣赏客舱外的景色。

普航带来了一个视频,视频内容主要是关于未来如何飞行以及空客的概念客舱。未来将会改变客舱的等级概念,不会有客舱级别的等级之分,取而代之的是一种全新的客舱模式:活力区、工作区以及落座之前安放行李的自动收集区域。活力区大多是为远程飞行设计的,那里有娱乐设备,有小酒吧,甚至可以有迷你高尔夫球。普航说:“所有技术都是存在的,我们需要花些时间在飞机上真正实现。”

三联生活周刊:你认为航空业面临的最大挑战是什么?

未来飞机将“智慧飞行”1( 普航 )

普航:航空业目前正面临一个快速发展期,与此同时也面临诸多挑战。由于资源相应减小,我们要去发掘新的能源,环境压力增大,所以我们设定的目标是到2050年,二氧化碳的排放量会减少75%,氮氧化物减少90%,噪音的排放量减少65%。事实上,空客的行动早已经开始,A380在减排方面做出了非常重要的成绩。

我们深知未来会有很多来自经济方面和竞争的压力。A320neo能够较大地降低燃油消耗,在它引进的一年半里就获得了1500架订单。过去的30年中,油价处于一个平稳的状态,到2002年翻了10倍。现在我们面临很大的效率压力和环境压力。世界将会变得越来越全球化,相信在未来20年,对飞机会有更多需求。

三联生活周刊:在你看来,航空业在全球经济生活中扮演着怎样的角色?

普航:我们认为,航空业是世界经济的基石,有数据为证:它提供了5600万个工作机会,占到全球GDP的3.5%,如果我们把全球航空业看成一个国家,它的GDP数字相当于瑞士或波兰整个国家的GDP,排名全球第19位。在旅游业有35%的人数是搭乘飞机出行的。未来航空业将会走向何处?空客每年都有市场预测,我们相信在未来20年,航空运输量将会翻一番,就像在过去的20年一样,这意味着每年大约有1400架新飞机进入市场。

三联生活周刊:空客在创新方面有哪些设想?

普航:关于未来创新,我们做了很多工作,空客有一个2050年愿景:2050年的天空中将会有更多的航班,通过提高运行效率,排放将减少,飞行时间将更短。“智慧飞行”是一个非常有创意的模块,这一切需要商业模式,并且要借鉴很多仿生学技术。所有这些都使我们达到更高效、更轻便,使航空业更加可持续。

三联生活周刊:“智慧飞行”包括哪些具体内容?

普航:空客智慧飞行概念包括五个模式:起飞时持续“环保爬升”模式、在“天空高速路”中飞行模式、着陆时更加安静的自由滑翔着陆模式以及降低地面运行时的排放和替代燃料驱动未来飞机。

三联生活周刊:所谓的“环保爬升”和传说中的“弹射起飞”是什么关系?

普航:飞机起飞和着陆时都要由发动机提供动力,辅助措施能使飞机获得额外的升力,以便起飞爬升速度更快,而且节省燃油。这样的起飞方式并不会使乘客变得不舒服,我们会以一种高舒适度的方式来呈现。这个技术并非不存在,在军用领域已有应用,我们希望它能以一种非常合适的方式融入民用航空。今天提出的概念是40年后飞行的概念,我们有信心在未来减少尾流对飞机飞行的影响。

三联生活周刊:如何实现“高速航路”的飞行模式及编队飞行?

普航:我们发现很多飞机几乎同时离港朝着同一个航线飞行,降落到不同目的地。如果能让这些航空公司的飞机像鸟一样列队,就可以在远程航线上节省50%的燃油。要实现这一点并不容易,飞机之间要保持一定的间隔,并且速度也要保持在合适状态,这样才能减少燃油消耗达到高效。我们现在就有个技术,已经对A400M空客军用运输机进行过编队飞行测试,主要用于一些发生危机的地区,现在的问题是把这项技术融入民用航空。

三联生活周刊:在降低噪音和减少排放方面,“智慧飞行”有哪些突破性应用?

普航:我们希望利用更好的方式使飞机从巡航高度进入到机场,这样会降低6%的噪音,相当于减少75%的噪音能量,并且也能使飞机尽快地脱离跑道。这需要空管能够完美地设计飞机下降程序,使交通流保持顺畅。现在A380上就有“制动至脱离跑道技术”,很多航空公司也在使用。

地面运营及排放降低方面,如果我们能使飞机迅速脱离跑道且快速关掉发动机,就会极大地降低二氧化碳的排放量。统计显示,仅仅降低飞机滑行就能减少600万吨二氧化碳排放。这其中就涉及很多不同概念:首先可以使用自动推车把飞机牵引到登机门;可以在飞机上安装燃料电池;另外,飞机前起落架可以安装自动化的设备。

三联生活周刊:现在“替代燃料”大多处于试验阶段,空客在此方面有哪些尝试?

普航:空客也积极地在全球各地建立生物燃料的价值链,我们希望能在那些已经不生长农作物或植物的土地上种植可开发生物燃料的植物。我们将使用替代燃料驱动未来的飞机,替代燃料将会极大地改善未来飞行的状况。

三联生活周刊:未来飞机对复合材料、新型材料的应用是否更普遍?

普航:早在80年代,空客就开始使用复合材料,我们首先在飞机的垂尾上使用复材。现在,A350上使用复材的比例甚至达到了53%。当然我们也会面对很多其他的材料,比如更轻的铝,我们在复材的开发上将满足各个部件的需要以及提高它的效率。

实际上我们现在已经有透明材料,它能释放能量达到透明的状态。飞机结构的重新设计是希望能将飞机的蒙皮变成鸟的骨骼的模式。现在还有很多问题没解决,我们需要时间,把这些透明材料真正运用到飞机的结构当中。

三联生活周刊:未来飞机还有机长吗?

普航:在未来的航空业中,飞行人员到底发挥什么作用,对于这个问题我没有准确的答案,但未来对飞机的需求会越来越多,飞行员将会在一个更敏感和有挑战性的环境中工作。

总的说,未来飞行中飞行员的作用越来越小,飞机设计越来越先进,飞行员只是一个管理者,并不是真正的操控者。人其实是最容易犯错的,人和电脑相比,电脑的准确性永远高于人。短期内飞行员是不可能被替代的,因为他是监控者、管理者。

三联生活周刊:将来在飞机上能不能打手机?

普航:这个问题涉及机上的连接性问题,实际上成本是非常高的。我来到空客有20年了,10年前在研发飞机机载连接性时我就在场,想让它实现利润很难。大家在飞机上打电话是因为地面有相应的基站,但如果飞到太平洋或大西洋的海洋区域,就需要卫星信号帮助完成这个功能。我相信未来会有更多连接性的设计实现这个功能。

三联生活周刊:未来飞行有可能超音速吗?

普航:在过去12~15年中,油价涨了2~10倍,如果未来能负担得起高油价,我们需要研发更先进的客机。关于超音速飞机,我们做过调查,比起迅速到达目的地,更多人更希望能实现可持续飞行。在机场能够迅速高效地登机起飞,眼下甚至更重要。几天前我和一个朋友到哈尔滨,我们在跑道上等了半个小时,这相当于我们整个行程的1/4时间。(文 / 李三) 飞机飞行未来智慧