文章
高马赫项目初具规模
如果商业超音速飞行真的返回天空，它很可能会看起来像序曲．未来的协和式客机继任者Boom超音速飞机公布了其超音速客机的“改进”设计，其水上飞行速度可达1.7马赫，陆地飞行速度可达0.94马赫。根据2600万小时的模拟，这架65-80座的飞机现在装有4个引擎，而不是2个。布姆说，在本世纪末序音开始飞行时，这将减少噪音，降低航空公司的成本。
高超音速客机不太可能在短期内起飞，但是在俄罗斯入侵乌克兰之后，对5马赫以上技术的军事投资正在增加．航展期间最大的高超声速公告来自推进专家反应引擎公司、罗尔斯·罗伊斯公司、英国皇家空军、国防科学技术实验室和国家安全战略投资基金透露了合作开发可重复使用高超音速飞机的计划，为英国的国防能力提供“显著增强”．
反应引擎公司首席执行官马克·托马斯告诉记者专业工程:“大量资金被用于追求高超声速技术，但其中大多数都是针对单向飞行的设备。我们正在探索的是一种不同的东西，这是一种可重复使用的资产，设计用于发射、完成任务、返回并反复使用，但也要确保它的成本足够低，可以拥有一批这样的系统。”
高超声速飞行器实验(HVX)计划显然不缺乏雄心，但其目标提出了一些相当大的挑战。在5马赫及以上的速度下，气温可达1000ºC以上，在多次飞行中，这种压力会迅速在发动机和机身上积聚。值得庆幸的是，Thomas表示，项目合作伙伴拥有克服这些障碍所需的精确专业知识。“反应引擎公司拥有推进系统工程知识，”他说。“劳斯莱斯已经从事燃气轮机几十年了，所以他们有令人难以置信的能力。但我们也带来了冷却技术，这是绝对的关键。”
“反应”的预冷器最初是为“佩刀”航天飞机发动机设计的，它使用数千个充满氦气的薄壁管来快速吸收进入气流的热量，在不到1/20秒的时间内冷却1000ºC以上的空气。
Reaction在范堡罗展示了一辆“假设的”概念车，但Thomas坚持认为，该项目将“非常迅速”地实现其目标，部分得益于该公司快节奏的实验文化和私营公司的精神。飞行器的设计将在未来12-18个月内进行完善，随后进行发动机测试和飞行试验。
需要可持续的变革
灼热的气温和烧焦的草地凸显了低碳航空的重要性
航展的第二天，英国出现了有史以来最热的天气。当气温超过40摄氏度时，全国各地出现了巨大的破坏，包括机场因跑道融化而关闭。毫无疑问，航空航天部门必须变得更具可持续性，而且必须现在就这样做。
克兰菲尔德大学航空与环境副教授盖伊·格拉顿博士说:“航空只占人类总碳足迹的2-3%。”“使能飞机电气化”(Enabel)项目的飞行员和项目经理，和我这个家manbetx体育注册伙。
“然而，虽然其他行业都在成功地脱碳，但如果你忽略新冠疫情的小故障，航空运输业的现实是，它的每乘客英里碳足迹同比下降了约2%，但同比增长了约5%，3%的差异是我们的根本问题。
“因此，我们的碳减排速度将超过其他所有国家，最终成为世界上最大的排放国，这是一个切实的风险，作为一个行业，我们不希望这样做。”
随着破坏性的气候变化已经到来，新冠肺炎疫情表明许多航班是不必要的，该行业的可持续发展不能仅仅依靠工程师的肩膀。不过，商用飞机销售几乎没有明显放缓的迹象。根据AeroTime中心确认订单为282份，低于2018年的400份，但并不远低于2016年的335份。
氢气推进器飞得更近了
吉凯恩航空在航展的第二天声称，由于关键技术的发展，可持续飞行方案可能会比预期更早到达。
由西米德兰兹公司提出的超导系统将使用机载液氢作为散热器，将电导体冷却到低于-200°C，以显著降低其电阻率。GKN声称，电阻率的降低将使电力在低电压、低质量导电电缆和电机的效率超过99%的情况下进行分配，有助于将氢电飞行从19或48名乘客快速扩展到96名或更多。
英美公司ZeroAvia已经在进行氢气飞行，该公司计划在2024年投入使用9-19座的飞机。在航展上，氢能公司首席技术官鲁道夫·科伦策(Rudolf Coertze)表示，该公司正准备使用其新的飞行试验台进行试验，该试验台是经过改装的Dornier 228。
这些试飞将遵循早期的一个项目，使用经过改装的双座Piper Malibu Mirage，该项目首次提供了氢燃料电池动力飞行的见解。从贝德福德郡的克兰菲尔德机场起飞的航班“真正证明了燃料电池技术在飞行中的可行性，”Coertze说。“我们从中学到了很多东西——我们已经将这些知识应用到我们现在将要飞行的测试平台上。”
改装后的Piper在2021年4月29日的测试中坠毁，原因是在将机载电池切换到燃料电池时关闭了电动机的电源。风车螺旋桨产生的电压足以运行逆变器保护系统航空事故调查科报告找到了，切断了马达的电源。
该公司在一份声明中表示:“虽然报告的结论中没有对零维亚提出具体建议，但报告中指出的许多问题在我们的内部调查中也得到了类似的注意，并得到了有力的解决。”改革包括建立安全和保障审查委员会，以及基于“公正文化”的安全管理系统，包括事故报告、调查和纠正措施。
最初的测试项目包括重点验证模拟以了解飞行行为，如高度的影响，以及氢和电力推进系统的集成，Coertze说。
与早期的试验台不同，商用氢动力飞机将不包括电池组。“电池的能量密度对飞行来说是一个很大的劣势，这是氢电力发电厂在整体能量密度方面的一大优势。最后，氢-电仍然是唯一真正给我们提供最清洁解决方案的方法。”
水平卫星发射
几十年来，美国空军的c -17运输机一直在世界各地安全空投部队、物资和车辆。如果他们也能把卫星发射到轨道上呢?
这就是英美商业太空发射公司的计划Astraius该项目旨在避免传统垂直发射的挑战，而是将较小的运载火箭装载到c -17运输机的后部。从格拉斯哥的普雷斯特威克机场发射后，到达最佳高度和位置，后部货舱门将打开，“锥孔”降落伞将从装载火箭的托盘中展开。抽取滑槽将紧随其后，在进一步的滑槽减缓其下降并纠正其方向之前，将托盘拉出飞机。运载火箭将在第一阶段分离并点燃其固体火箭发动机，进入轨道。
该系统对近地轨道的有效载荷能力为800公斤，对太阳同步轨道的有效载荷能力为380公斤，超过水平发射先锋维珍轨道，后者的有效载荷能力分别为300公斤和500公斤。
与维珍轨道不同的是，Astraius发射不需要改装舰载机。相反，该公司计划从美国空军租赁c -17运输机和机组人员，以避免购买和运营成本。
类似的任务已经发射了火箭来测试卫星防御系统，所以Astraius对自己的方法很有信心。该公司首席技术官谢恩·克拉克(Shane Clark)表示:“通过降落伞空投已经在各种平台上进行了几十年。“我们为Astraius使用的这种方法是美国政府几十年来一直在使用的方法。”
飞行出租车准备起飞
垂直航天VX4飞行出租车的真人大小模型
经过多年的炒作，evtol(通常被称为飞行出租车)似乎也离起飞更近了。布里斯托尔公司垂直航空该公司展示了一架真人大小的VX4电动飞机模型，令范堡罗的观众们惊艳不已。不过，一架1:1比例的真飞机也即将在夏季进行试飞活动。
该公司也是未来飞行挑战赛的一部分，该挑战赛由英国研究与创新公司运营，合作伙伴包括维珍航空公司、阿特金斯公司、基础设施开发商Skyports和华威大学的华威制造集团。这个为期两年的项目将涵盖无人机飞行、充电技术和软件协议等方面，并将包括两次VX4飞行，分别在布里斯托尔机场和英格兰西南部的一个机场之间，以及希思罗机场和一个新的Skyports“垂直机场”之间。
Vertical Aerospace公司市场开发经理多米尼克·杰克逊(Dominic Jackson)表示:“该项目的重点是证明英国拥有所有的组成部分，可以让先进的空中机动在城市和区域环境中起飞和蓬勃发展。”
他说:“在我们飞起来之前，未来几年不需要开发任何基础技术。”“我们使用的很多技术已经是现成的……你永远不可能向民航局提供一项实验性的、研发的、基于实验室的技术，然后指望你能在三年内将其部署在民用航空领域。”
基础技术包括台湾摩力赛尔(Molicel)的电池，劳斯莱斯(Rolls-Royce)的发动机、电动机和逆变器，以及分别与吉凯恩(GKN)和莱昂纳多(Leonardo)合作开发的机翼和机身。Jackson说，目前的主要挑战是集成和认证。
本文发表于《专业工程》杂志，2022年第5期。
成为“工程中的可持续性”(9月26日至30日)的净零专家，这是“工程未来”网络研讨会系列的一部分。现在免费注册．
专业工程发布的内容不一定代表机械工程师协会的观点。万博manbetx网址