新型飛機設計有望減少溫室氣體排放

一種新型飛機設計可以節省高達 66% 的燃料,並有望在 2035 年投入飛行

“雙氣泡”D8 飛機比例模型。

NASA Langley David C. Bowman

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飛機排放是氣候變化的一個大問題,而且還在穩步上升。如果航空業是一個國家,它將是全球第七大碳汙染國。專家預測,按照目前的趨勢,隨著航班需求的增加,到 2050 年,飛機排放量將增加兩倍。為了防止這種可怕的情況發生,麻省理工學院的一個科學家團隊,與政府和行業合作者一起,正在嘗試從根本上重新設計飛機。

他們的概念被稱為“雙氣泡”D8,如果在全面測試中得到驗證,可以顯著減少航空業的碳足跡並提高燃油效率。它需要對標準的 180 座波音 737 和空客 A320 飛機進行重大改動——例如,機身比傳統噴氣式飛機更寬、更呈橢圓形。“它就像兩個氣泡[並排]連線在一起,”現任南加州大學航空航天與機械工程助理教授亞歷杭德拉·烏蘭加解釋說。烏蘭加是該專案的聯合首席研究員,與麻省理工學院的愛德華·格雷策一起。烏蘭加說,這種改進使機身本身能夠產生一些升力。改變後的機身形狀使得機翼和尾翼可以更小更輕,飛機的機頭也更符合空氣動力學。

然而,最重要的改變是發動機的位置。空氣流過傳統飛機頂部時會減速,從而產生阻力並降低飛機的效率。但 D8 設計將噴氣發動機從通常的機翼下方位置移動到機身頂部,靠近尾部——在那裡它們吸入並重新加速緩慢的氣流層,大大減少了阻力。


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烏蘭加說,這些改動將使飛機的燃料使用量比典型的客機減少 37%。該專案的首席工程師馬克·德雷拉、烏蘭加、格雷策以及他們在麻省理工學院、NASA、Aurora Flight Sciences 和 Pratt & Whitney 的合作者已經在 NASA 風洞中建造並測試了一個 1/11 比例的飛機模型。烏蘭加說,將新設計與未來的技術進步相結合,可以進一步減少燃料使用,並在二十年後最終節省高達 66% 的燃料。

其他專家指出,D8 的開發者仍然必須克服經濟障礙,同時確保發動機足夠堅固以應對新的配置。佐治亞理工學院的航空航天工程師布萊恩·J·傑爾曼說:“這是一個非常引人注目想法和設計”,他沒有參與這項工作。Aurora 現在正在探索開發半比例原型飛機。如果這項努力取得成功,旅客最早可能在 2035 年乘坐其中一架飛機出行。

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