【导读】空客工程师的思绪再次在蓝天上展翅翱翔——他们设想用感应马达将大型客机弹射上天。 飞机起飞 电磁感应之证 将来可以用电动马达弹射大型客机上天 Oct 20th 2012 | from the print edition 某年龄组的读者或许还记得杰里•安德森(Gerry Anderson)创作的一部名为《雷霆机》的儿童电视连续剧,里面说的就是以此命名的宇宙飞船。雷霆机的起飞方式与现实世界中的宇宙飞船不同,它并非垂直上天,而是坐在一架火箭推进的发射车上,由后者沿水平方向加速获得起飞速度的。 而这实际上正是空客——欧洲最大的民用飞机制造商——的工程师们最新一轮的蓝天狂想。除了发射车将由感应马达(就是当今在通往上海机场的路上奔驰往返的高速火车上使用的那种专用马达)而非火箭推动之外,工程师们认为,1962年的幻想可能会成为2050年的现实。 考虑到许多乘客现在已经对让飞机升空这一整个过程神经紧张,这些工程师更愿意称他们的建议为“环保爬升”[注1],但他们的想法直接来自“雷霆机”。待飞飞机将会端坐在一个平台上,后者沿着代替飞机跑道的轨道飞驰。该平台将被加速到起飞速度,这时飞机将借助它自己的发动机升空。 以这种方式起飞既可节省燃料又能让那些住在机场附近的人们日子好过些。飞机发动机是依飞机以巡航速度在同温层水平飞行达到最佳设计的,用这样的发动机在地面上为飞机加速会浪费大量燃料。反之,用感应马达提供动力的平台将以地面加速达到最佳为中心思想设计。它可以让飞机获得更高的起飞速度、让它爬升得更快并节省燃料。这也意味着地面上遭受飞机噪音骚扰的人会少一些。而平台可以做到所有这些,需要的只是一条比传统跑道短三分之一的轨道。 按照空客的粗略估算,对一次典型的900公里(560英里)航行来说,“环保爬升”将在保留现有飞机设计的情况下合计节约燃油3%。但它也将使人们得以设计更轻的飞机,使用小些的发动机,从而进一步减低燃油消耗、噪音和废气排放。 这一想法也并非完全的幻想。美军承包商通用原子(General Atomics)已经在新泽西州莱克赫尔斯特(Lakehurst, New Jersey)的一座空军基地内建造并测试了一套以线性感应马达为基础的这种系统。现在人们正在放大通用原子的这一系统,以便将其装备于美国海军的新一代航母之上。 据通用原子称,相比现有航母上使用的蒸汽动力弹射器,以线性感应马达推动的发射器具有几大优点。用恒力的蒸汽动力弹射器桀骜不驯,而线性马达的速度和功率可控,这就使飞机能够平稳加速。这可以让飞机受到较小的应力,因而提高寿命。这也让乘客在起飞时更感舒适。飞机一旦起飞,投射机便可让流入马达的电流反向而迅速制动,准备下一次发射。 当然,可以在军队氛围下使用的设备并不一定适合于民用航空,这就是从来没有人考虑在民用机场中装备蒸汽弹射器的一个原因。但线性马达操作平稳,这意味着它可以控制起飞力,将加速度保持在2.5倍重力加速度之内;这是现代客机在跑道上疾驰时通常感受到的加速度。旅客不需要体验 “王牌飞行员” [注] 水平的加速度。 或许也可以将线性马达用于着陆。航母式拦截索会对飞机造成太大的损伤,而且乘客也不会舒服。但如果让降落的飞机在装有线性马达的活动平台上着陆,那时就可以让通过马达的电流反转使飞机减速。这样飞机可能就不再需要起落架了,重量即可再次减轻。这一点就连安德森都没想到。雷霆机靠制动火箭垂直着陆。 [注1] eco climb posts 空中客车发布「更聪明的天空」概念,目标在 2050 年前将碳排量减半(视频) 由 Marco So 于 1 month 之前发表 [http://cn.engadget.com/tag/eco+climb/] 空中客车(Airbus)刚刚公布了一个名为「更聪明的天空」(Smarter Skies)的未来航空模式概念,期望通过更有效率的飞行来达致相对短的飞行时间和更少的二氧化碳排放,最终目标是在 2050 年之前将碳排放量减半。概念里面包含了几个大方向,包括「环保爬升」、「列队飞行」、「滑翔降落」、「低排放地面操作」和「使用环保燃料」。 在「环保爬升」方面,跑道将会设有一个以可再生能源推动的起飞辅助器,它会帮助飞机以更短的跑道距离、以更快的速度飞起和爬升到巡航的高度;有点像美国航 空母舰那些蒸气发射台。「列队飞行」方面,飞机会在空中高速公路上像候鸟迁移那样以列队的方式飞行,飞机和飞机之间会有一个系统控制间距和选取最有效率的 航道。「滑翔降落」则比较简单一点,就是在引擎空转之下滑翔降落到跑道,这样就可以减少噪音的产生和减少降落后的滑行距离。 至於「低排放地面操作」代表飞机降落后直至滑行到客运大楼之间的操作都会交由以可再生能源推动的运输车管理,这样飞机就可以在降落后关掉引擎,节省能源。最後,「使用环保燃料」的意思很明显,就是机场设施和飞机都转用生物燃料或可再生能源,换取一个可持续发展的未来。 其实上述的概念都不是完全创新的,正如上文提到的起飞辅助器就在美国的航母上出现过,Airbus 要做的就是将它放到地面和将规模放大。「滑翔降落」其实早就是每间航空公司梦寐以求的降落方式,机师在理想的情况下都会以这个方法降落,要尽量为公司省下 油费;只是碍於实际空中交通情况通常都不容许这样做,因为滑翔降落是要在某一个距离某一个高度就开始下降,能不能这样做取决於控制塔了(安全为先)。不过 是否创新也好,关键是 Airbus 能否做到和如何做到。 [注2] Top Gun: 1986年的一部美国行动片《壮志凌云》,描述航空母舰和美国海军战斗机武器学校(昵称Top Gun,也是此片名字的由来)中飞行员的故事。 |
葆芙露莎 发表于 2012-10-24 17:23
Whereas a steam catapult lets rip with a constant force, the speed and power of a linear motor can b ...
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