未来超级客机哪家强?

时间:2022-07-27 12:51:31

能装900人的巨无霸客机、在水上起降的大飞机、超音速客机、能放卫星的客机……

看过了国产大飞机,你一定想知道,现在载客量最大的飞机究竟是什么样的呢?

有“空中巨无霸”之称的空中客车A380是目前世界上载客量最大的民用客机,它在典型三舱(头等舱-商务舱-经济舱)布局下可承载555名乘客,采用最高密度座位安排时可承载861名乘客。然而,这个承载量或许还不是空中客车工业公司最大的胃口,空客最近一份曝光的专利文件显示,未来的A3XX常规载客量就将达到900人。

这么一来,如果这种飞机问世的话,可谓是“超级巨无霸”了。不过,“大”只是未来超级客机的一个方向。如果客机能够使用氢燃料、速度能提高到5倍音速,甚至能够发射卫星,恐怕才真的是名副其实的“超级客机”。

900人载客量“岂止于大”

这份被曝光的空客专利文件显示,这一载客量达900人的超级客机将依然沿用A3XX的型号名称,采用A380使用的双层客机的设计概念。不过,这份文件并未给出具体的引擎型号和翼展尺寸。

从目前来看,大飞机在横向尺寸上已没什么扩展空间,只在纵向尺寸上还有些空间,但太长也不现实。

如果飞机太大,机场设施的适用性将是一个很大的挑战。首先是机场跑道能不能跑得开、起降距离够不够,另外太大的飞机会增大起落架与地面之间的压强,也许需要增加多组起落架才能保证飞机安全起降。这样一来,飞机的整体设计就会变得复杂。

“更大”恐怕并非未来飞机发展最急迫的方向,因为现实情况是,A380这种大小的飞机已经让部分跑道没法适应它的起降,其订货量近年来并不乐观。

水上起降大飞机“看上去美”

考虑到这一问题,有人就在机场上动起了脑筋:让超级飞机在水面上起降,不就可以避免问题啦?

事实上,A380在设计时就参考了20世纪40年代的水上飞机设计。水上飞机一般采用V型船体设计,当飞行器在水面上进行着陆时,能够提供足够的浮力和适航性。

来自英国伦敦帝国理工学院的研究人员设计了一种可在水面上降落的巨型客机,载客量可达到2000名。他们采用这种设计就是针对机场的:使用海上机场起降如此巨大的客机,就不需要对陆地机场进行扩建,还可以顺便解决陆地机场的噪声问题。

但是从目前来看,水上飞机在未来几年内成为客运主力还不太现实。因为水上飞机有一个致命问题,它只能到滨海沿岸的机场。大部分乘客希望自己的飞行是一站式的,除非目的地就是某海滨城市,如果增加旅途波折和成本,旅客很可能不会选择它。

飞机用上氢燃料“说易做难”

不过,在上述帝国理工学院研究人员对水上飞机的设计中,他们打算用燃烧效率更高的环保型燃料氢能作为飞机动力来源。他们认为氢燃料不存在污染物排放问题,有助于缓解环境压力,可将巨无霸们打造成绿色客机。

氢燃料无论在环保性能还是动力性能上的确是一个诱惑力很大的选择,不过在氢燃料“登机”之前,还有一些技术难题有待突破。

液氢燃料是一种剧烈易燃品,比航空煤油脾气坏多了,液氢储运就是一个很大的技术难题。液氢的储存条件非常苛刻,液氢储存罐是一种高压低温容器,要把它装在飞机上,首先要确保它的安全。氢气需要冷却到-253℃才可使其呈液态,需存储在高真空的绝热容器中。因其存储成本较高,安全技术也比较复杂,高度绝热的贮氢容器仍是研究的重点目标。

5倍音速飞行“制约重重”

同样来自英国的一家空天技术公司打算通过在动力系统中利用一种新的冷却技术,将一种命名为“云霄塔”的飞行器的飞行速度提升到惊人的5马赫(即5倍音速)。

如果顺利,“云霄塔”能够在4小时内把乘客送到地球上的任何地方。

这种可能是用高超声速冲压发动机或超燃发动机实现的,但现在的问题是把它变成一架客机到底有多大的可能性。这需要从飞机经济性、安全性、环境适应性等方面综合考虑,如若噪声太大,就像当年的协和式飞机一样,也飞不了。

协和式飞机是一种由法国宇航公司和英国飞机公司联合研制的中程超音速客机,它和苏联图波列夫设计局研制的图-144同为世界上少数曾投入商业使用的超音速客机。协和式飞机噪声大的问题一直遭人诟病。自2000年法航AF4590航班的协和式飞机遭遇重大事故后,协和式飞机一蹶不振,3年后退出商飞舞台。

飞行器达到5马赫速度还绕不过材料问题。以美国军方飞行速度达3马赫的高空高速侦察机SR71为例,由于速度大幅提高,空气流动和摩擦在机身产生的温度会很高,要求飞机材料耐得高温:SR71使用的钛合金比例高达93%,有人叫它“全钛飞机”。如果速度达到5马赫,钛合金、钛铝合金等耐高温材料占比会更高。

超级飞机放卫星不是“放卫星”

相比英国科学家关注未来飞机的动力系统,美国的航空专家貌似更关心飞机的应用场合。最近就有媒体曝光美国正在研制的一款绰号“大鸟”的超级大飞机,它可以把火箭运送到空中,从而把6.1吨重的卫星送入地球近地轨道。

用超级飞机放卫星并非不切实际:一般大型客机的载重不止6吨,这个超级大飞机就是普通运输机,无非就是加装一个可安装和释放火箭的支架。不过这架飞机在控制上可能与一般飞机不太一样,它需要赋予火箭一个合适的发射角度。

据报道,目前正在加利福尼亚莫哈韦沙漠组装的“大鸟”,翼展117米,长度72米,重544吨,最大速度每小时850千米,设计搭载6个波音747级别的发动机,预计在2016年首飞。

(责任编辑:白玉磊 责任校对:夏越)

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