НАСА и Boeing объединяют усилия для разработки самолета, который на 30% экономичнее
В рамках реализации проекта космического агентства Sustainable Flight Demonstrator компания Boeing совместно с NASA построит и испытает авиалайнер с новыми технологиями, включая новый тип крыла, который будет более экономичен в расходе топлива и будет производить гораздо меньше выбросов, чем самые эффективные узкофюзеляжные самолеты на сегодняшний день.
Самолет будет оснащен трансзвуковым ферменным крылом (TTBW). Эти сверхдлинные тонкие крылья, усиленные стойками, обеспечивают большую подъемную силу и меньшее сопротивление по сравнению с нынешними низкокрылыми самолетами (расположенными ниже фюзеляжа); такая конфигурация также позволяет разместить более крупные и современные силовые установки, которые в настоящее время ограничены из-за недостатка места под крылом, говорится в заявлении компании Boeing.
Этот тип крыла, в сочетании с ожидаемыми достижениями в области силовых установок, материалов и архитектуры систем, может снизить расход топлива и выбросы однопроходных самолетов на 30% по сравнению с нынешними самолетами! "Продемонстрированные и испытанные технологии послужат основой для будущих конструкций и могут привести к революционным улучшениям в аэродинамике и топливной эффективности", — резюмирует Boeing.
Значительное сокращение выбросов парниковых газов
Узкофюзеляжные самолеты (также известные как "однопроходные") - это авиалайнеры с салоном шириной не более четырех метров и одним проходом. Это ближне- и среднемагистральные самолеты. Из-за их интенсивного использования на них приходится почти половина мировых авиационных выбросов. При сжигании парафина в основном образуется углекислый газ, к которому добавляются другие загрязняющие вещества (оксиды азота, сажа или сульфаты).
Целью проекта Sustainable Flight Demonstrator (SFD) является разработка прорывных, устойчивых технологий, которые помогут гражданской авиации достичь нулевого уровня выбросов углекислого газа к 2050 году - одной из экологических целей, изложенных в Плане действий Белого дома по климату в авиации США.
Экономия топлива в 30% была бы феноменальной. Для сравнения, технология AeroSHARK - пленка, нанесенная на фюзеляж, которая имитирует гидродинамическую кожу акул и таким образом снижает аэродинамическое сопротивление - по словам Swiss Airlines, позволит добиться экономии топлива около 1,1%; в 2022 году она оснастит пленкой 12 самолетов Boeing 777. Хотя это может показаться небольшим процентом, тем не менее, ежегодно экономится более 4 800 тонн топлива!
Первоначально TTBW был разработан для полетов на скоростях 0,70-0,75 Маха (835-895 км/ч); в то время Boeing оценивал, что авиалайнеры, оснащенные этими усиленными крыльями, могут потреблять на 50% меньше топлива, чем обычный самолет. Затем, в 2019 году, производитель представил новую версию крыла, предлагающую беспрецедентную аэродинамическую эффективность и способную летать со скоростью 0,8 Маха (955 км/ч) - скоростью многих современных авиалайнеров.
Самолеты нового поколения в следующем десятилетии
Для этого демонстрационного самолета компания Boeing будет использовать элементы существующих транспортных средств и интегрировать их с совершенно новыми компонентами. Трансзвуковое ферменное крыло является результатом более чем десятилетних исследований и разработок, проводимых при поддержке НАСА, компании Boeing и отраслевых партнеров. Это включает в себя обширные маломасштабные испытания в аэродинамической трубе и численное моделирование для усовершенствования конструкции TTBW. Теперь настало время построить и испытать полномасштабный прототип.
В течение семи лет НАСА вложит в разработку демонстрационного самолета 425 миллионов долларов, а компания Boeing и ее отраслевые партнеры - около 725 миллионов долларов. Компания Boeing уже потратила около 110 миллионов долларов на предварительные исследования в области экологичной авиации. В рамках соглашения космическое агентство также предоставит свои технические знания и оборудование.
"Наша цель заключается в том, что партнерство НАСА с компанией Boeing по производству и испытанию крупномасштабного демонстратора поможет создать будущие коммерческие авиалайнеры, которые будут более эффективны в плане расхода топлива, что принесет пользу окружающей среде, индустрии коммерческой авиации и пассажирам во всем мире", — сказал администратор НАСА Билл Нельсон, добавив, что если испытания пройдут успешно, то следующее поколение однопроходных самолетов может поступить в эксплуатацию в течение следующего десятилетия.
До этого остается несколько технологических проблем. Размер крыльев, например, может создать определенные трудности в связи с размерами существующих терминалов и ангаров аэропорта. Однако в 2019 году Boeing упоминал о "складных" крыльях длиной около 52 метров. Кроме того, крылья настолько тонкие, что топливные баки, возможно, придется интегрировать обратно в фюзеляж (хотя производитель в настоящее время утверждает, что высокорасположенные крылья освобождают место для силовых установок) - что означает меньше места для пассажиров.