JetZero的三角形喷气机旨在将燃料消耗减少一半 - 彭博社
Julie Johnsson
在一个世纪的商业航空历史中,从1920年代的福特三发飞机到今天的波音公司和空中客车公司的喷气式客机,有一个不变的特点:飞机几乎总是长长的管状,带有安装在底部的发动机和尾部的稳定器。在内部,也有类似的标准布局——一到两个过道,两侧是排列的座位,尽管偶尔会有一些奢华设施,比如为高级舱乘客设计的楼梯或酒吧。
初创公司 JetZero公司正在以一项激进的提议来挑战这种设计:一个三角形飞机,形似天空中的巨大蝠鲼,拥有一个较短的机身,宽度足够大以贡献所需的升力来保持飞行。尾部消失了,两台发动机背靠背安装在后部,提供动力和稳定性。
JetZero的混合翼喷气机的渲染图。来源:JetZeroJetZero表示,其设计相比传统飞机有几个优势:更安静,更稳定,并且更有效地利用内部空间,三角形机舱有三个过道,有助于减少登机时的瓶颈。它还更轻,只需要与今天的单通道机型一样大小的发动机。这家初创公司表示,其所谓的混合翼飞机可以搭载多达250人——相当于波音767等宽体飞机的容量——同时燃油消耗减少一半。
基本概念可以追溯到一个多世纪前,当时德国的雨果·容克斯(Hugo Junkers)在意识到机身和尾翼只是提供不起升力的配重后,申请了一项飞翼专利。在第二次世界大战期间,德国空军制造了几架类似形状的飞机原型,名为Horten Ho 229,但从未投入批量生产。五角大楼自1997年以来一直在飞行B-2隐形轰炸机,并正在准备测试其后继机型,B-21。
波音和空客都研究了将机舱嵌入机翼的未来概念,但两者都不急于推出。JetZero表示将于12月开始测试1/8比例原型机,并计划在四年内建造全尺寸版本。行业领袖的反应是“现在不是时候”,前特斯拉公司销售主管、电动飞行出租车初创公司Beta Technologies的首席执行官汤姆·奥利瑞(Tom O’Leary)表示,“我们的反应是‘现在是时候’。我们很高兴为此铺平道路。”
波音X-48B原型机。来源:波音NASA几十年来,空客和波音一直主导着客机市场,打破它们的双头垄断并非易事。巴西的Embraer SA等少数公司通过生产较小型号的飞机开辟了自己的市场领域,但即使是Embraer的员工数量也远远超过JetZero的75人。中国试图通过其C919打破这一局面,俄罗斯也尝试使用Sukhoi Superjet,但两者都尚未获得成功。在庞巴迪公司因C系列(一种与双头独占的单通道机型相对的较小型号)险些破产后,这家加拿大公司于2017年以1美元的价格将其移交给了空客。
部分困难源于复杂的法规,要求飞机获得认证需要长达十年的时间,迫使公司承担高昂的开发成本,同时几乎没有销售。除此之外,还需要数十亿美元用于装配线和全球供应商网络。航空公司已经习惯了只有两家主要供应商的简单模式,这可以控制培训和维护成本。
但就像汽车行业一样,航空业正准备迎接根本性的变革,因为航空公司和制造商 目标是在2050年实现碳中和。该行业正充满活力,涌现出试图重新定义商业飞行的新进入者,如Archer Aviation、 Joby Aviation和Lilium推出了“空中出租车”,这是一种正在试验中的小型电动飞机。
一架空中客车混合翼实验飞机。来源:空中客车空中客车正在进行使用氢推进的实验,这种技术有望驱动未来的混合翼飞机。十多年前,波音和NASA测试了一个缩小版的混合翼原型机,被称为X-48,但它从未进入商业阶段,领导该项目的工程师现在在JetZero工作。此外,空中客车和波音已经表示,他们计划在2030年代中期至晚期之前不会推出任何全新的喷气式飞机,而是计划进行成本远低于此的调整,例如向现有机型添加新发动机。“我们正在进入市场需求极高而供应为零的阶段,”奥利里说。
JetZero已经与强大的合作伙伴签约。它将获得来自诺斯罗普·格鲁曼公司的帮助,该公司是B-2和维珍银河的双体白骑士号的制造商,这种飞机可以将付费客户带入平流层。在大型国防承包商中,“诺斯罗普·格鲁曼是最具前瞻性的,我认为也是最愿意接受新想法的,”咨询公司AeroDynamic Advisory的董事总经理理查德·阿布拉菲亚说。“这似乎是天作之合。”
美国空军已经承诺投资2.35亿美元来加快这一努力。如果一切顺利,JetZero将开始与监管机构合作,到2030年初获得中型客机的认证。这种客机模型可能会被军用货运和空中加油版本所取代,最终取代空军阵容中的波音加油机。五角大楼领导人急于获得能够让美国在技术上领先中国的技术,他们认为JetZero概念的低噪音特性和增加的航程在战斗中会带来回报。“现在没有时间可浪费了,”空军助理部长拉维·乔达里在八月宣布支持该公司时说。
存在许多潜在的障碍。阿布拉菲亚认为,政府支持只能支付更大型原型机成本的一半左右,因此奥利瑞的团队必须找到投资者来弥补差额。说服航空公司和乘客摆脱现状并不容易。JetZero的非传统客舱布局可能不符合乘客的口味,机场基础设施如登机桥和装载设备都是为了适应圆筒状飞机而设计的。
O’Leary承认航空业保守且抵制变革,但他坚称一旦航空公司和乘客看到他的飞机在空中飞行,并理解其激进设计的好处,他们会很快改变他们的想法。他说:“这个概念已经在缩小的规模上进行了测试,但尚未建造。”“他们需要看到它的全尺寸,证明这种机身可以带来燃油燃烧和排放的惊人减少。对我们来说,这就是一切。”
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