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《航空周刊》讨论了波音公司的全复合材料飞机空客公司的新型复合材料机翼以及可持续发展推动的趋势——复合材料是未来航空业的关键推动因素。

波音公司的新飞机?

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艺术家对波音跨音速桁架支撑翼(TTBW)飞机的概念。图片来源:“NASA计划进行亚音速飞行演示器”

如果波音公司确实追求全新的飞机设计,那么列出的可能性包括对其新型中型飞机(NMA)开发的返工。在737 MAX危机期间基本上被搁置,以前的多年工作可以重新制定为737-9和757之间的单通道,并在2030年代初投入使用(EIS)。然后这可能为在2035-2040年推出较小的100-180座单通道铺平道路。后者可能使用波音公司的跨音速桁架支撑翼(TTBW),自2010年代以来一直在研究。航空周刊在三月份报道说,波音公司正准备提交其TTBW,以回应NASA六月份向其可持续飞行演示者计划提出提案的请求。目标是合作建造一架全面的技术演示器X飞机,该飞机可以在2026年之前飞行以测试新的绿色技术。

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图片来源:波音航空,航空周“波音的数字设计新客机计划面临漫长的道路”

《航空周刊》的编辑认为,波音公司的这两架潜在飞机都将与可能来自CFM的RISE计划的发动机复合,该计划旨在展示先进技术,将燃料和一氧化碳减少20%排放。虽然RISE最初的目标是开放式风扇设计(无机舱),但它将追求一系列技术,包括齿轮风扇,先进材料和更多电气功能。

然而,波音公司首席执行官大卫·卡尔霍恩(David Calhoun)表示,在该公司能够实现其向基于模型的系统工程(MBSE)的数字化转型中的关键里程碑之前,不会有全新的飞机,从军用飞机(例如T-7A高级教练机)扩展到商用飞机(参见“波音的数字设计新客机计划面临漫长的道路”)。据《航空周刊》报道,目标至少还有两年时间,并指出,对于T-7A计划,“MBSE使首次通过质量检查的零件数量增加了75%,开发周期时间缩短至仅36个月,并且由于使用了全尺寸确定装配技术,装配时间缩短了80%。

“他们可能最终必须建立一个NMA和MAX替代品,”航空业咨询公司Avitas(美国弗吉尼亚州尚蒂伊)的高级副总裁Adam Pilarski说。《航空周刊》的文章继续写道:“波音公司的NMA研究在过去几年中放缓,但默默地继续,瞄准了757更换市场,现在正迅速成为空中客车A321XLR市场。考虑到波音公司现在必须解决的所有问题 – 787生产,777X认证,737 MAX爬坡能力,供应商挑战 – Pilarski预计OEM不会快速行动。“他们将在三年内推出一些东西,”Pilarski预测,这可能会导致到2032年出现EIS。另一位行业高管表示,波音公司没有三年时间,但必须在12-18个月内推出A321XLR的竞争对手。

作为潜在新飞机计划开发的一部分,波音公司的另一个核心要求是一种新的,更高效的发动机 – 据《航空周刊》报道,这种发动机可将燃油消耗减少20-25%。如果没有这种燃料成本节约,新飞机的价值主张将受到严重侵蚀。

空客公司的新飞机?

《航空周刊》推测,空客公司正试图避免推出一架新的客机,至少在其ZEROe氢飞机之前不会,该飞机定于2035年用于EIS。然而如果波音公司推出一架新飞机,那么空客公司可能不得不做出反应,因为第一架ZEROe飞机很可能位于窄体市场的底端。

市场预计空客公司将转而推进现有飞机的新衍生产品。AvWeek报道称,该OEM对“A322”有战略选择,这是一种进一步延伸的A321neo,带有新发动机和新的复合材料机翼,其技术开发工作基本完成。

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明日之翼组装。图片来源:空客

这里的参考是明日之翼(WOT)计划,CW对此进行了广泛的报道,包括:

  • OOA后梁,热塑性肋骨瞄准明日之翼
  • 空客公司组装首架WOT原型机
  • 更新:下翼皮肤,WOT
  • WOT肋骨:一次性,热塑性,OOA实结
  • FACC用于WOT的新型襟翼系统
  • 吉凯恩宇航为WOT提供RTM演示工具
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吉凯恩航空公司与空客,布里斯托尔机场等一起,成立了Hydrogen South West财团,以在英国开发净零基础设施

涡轮螺旋桨飞机、可持续性和 UAM

《航空周刊》报道称,为了实现2050年的零排放目标,航空业必须在未来10年内在多个方面取得重大进展。关注在中长途飞机以及新型零排放电动和氢动力支线飞机中越来越多地使用可持续航空燃料(SAF)。欧洲和美国的许多初创公司都在追求后者:

  • 连接航空公司订购75架ATR支线飞机的通用氢气转换
  • 与MHIRJ达成的新协议帮助零锐氢电支线喷气式飞机计划
  • ATI发布最终的FlyZero飞机概念,技术路线图
  • 德国飞机公司和H2FLY联手探索氢动力飞行

改装的9座和19座支线飞机将于2025-26年开始飞行,计划到2030年将新的40-80座电动,混合动力和氢能飞机带入区域市场。《航空周刊》的文章称,他们的成功取决于那些通过认证生存下来的初创公司,并兑现降低运营成本的承诺,这将使区域航线再次变得经济。

恢复区域航线的问题是关键,因为美国的主要航空公司放弃了较小的机场,理由是它们无力赚钱。AAM可以为随着主要航空公司放弃区域航线而扩大的市场漏洞提供非常必要的解决方案。正如CW在2022年3月关于区域空中机动性的专栏中所解释的那样:

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图片来源:Avascent

"燃油价格上涨使得区域运营对于运力有限的小型飞机越来越无利可图,迫使航空公司转向大型飞机或只是取消服务。例如,2005年至2018年间,座位少于50人的商用飞机在北美飞行的独特航线数量下降了40%。

美国联合航空公司首席执行官斯科特·柯比(Scott Kirby)在2021年7月表示,“我们正在为如何为小城市服务而苦苦挣扎。我们觉得有义务保持社区联系,但经济学最终不会起作用……“”

文章接着讨论了70+和少于50个座位的支线飞机的经济性,结论是,“……在新型复合材料设计和制造的支持下,成功实施新的推进技术,有可能振兴区域航线网络,并为供应商提供长期的高端市场机会。这种迫在眉睫的复兴也在推动涡轮螺旋桨飞机的复兴。巴西航空工业公司正在研究一种新型但传统的涡轮螺旋桨飞机,有两个版本——70座和90座——目标是在2023年做出坚定的决定,到2027-28年做出明智的决定。据报道,ATR正在开发一种改进的ATR 42/72 EVO系列,该系列具有低排放兆瓦级混合动力电力推进系统。

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比喷气发动机更轻更省油,更具成本效益,涡轮螺旋桨飞机用于未来的零排放飞机概念

其他项目包括D328eco,这是Dornier 328的现代化40座版本,由德国飞机公司和瑞典初创公司Heart Aerospace开发,后者计划到2026年交付首架经认证用于商业用途的ES-19(19座)电动客机。涡轮螺旋桨飞机的这种复苏可能会给复合材料螺旋桨叶片制造商带来福音。观看CW在2022年8月号上的Dowty Propellers(英国格洛斯特)之旅。

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ES-19电动客机的目标是到2026年实现商业用途。图片来源:Heart Aerospace

因此,复合材料是商业航空未来的关键推动因素,是机身和电动动力总成轻量化以满足所需航程和乘客/货物容量所必需的,同时也是提供氢燃料的安全储存和安全监管,在热失控的情况下强制控制电池。后者在汽车电动汽车(EV)中广为人知,但对飞行中的电动汽车的要求却越来越高。

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