为减少飞机尾气对大气环境的影响,荷兰的航空工程师们目前正探讨设计新一代的绿色环保飞机。新一代的飞机外形将酷似飞碟,很大程度上颠覆了传统的飞行工程学设计理念。
未来飞机形如飞碟
荷兰代夫特工业大学的伊特内尔·斯特拉斯玛说:“我想摆脱飞机一贯的设计理念,比如长着翅膀的圆柱形的机身。在我的想象中,未来的飞机可能会是一个飞碟。”她和一些工程师们正打算使用一些更轻巧的材料,另一些工程师们则考虑重新启用螺旋桨飞机,用作生态环保的客机。
最近,斯特拉斯玛带头设立了一个名为“CleanEra”的项目,旨在设计一款“超级生态环保的飞机”,这种飞机排放的二氧化碳每客位英里比目前客机的排放量要少50%。设计图中描绘的“绿色飞机”类似一个飞碟,可以减少各种污染物质和噪音,符合欧洲航空研究顾问委员会推荐指标。
一个设计理念就是重新启用螺旋桨飞机,即使螺旋桨叶片是受“喷气”(燃气涡轮)引擎驱动,这种飞机也比喷气式飞机更省燃油。然而,问题在于螺旋桨飞机飞行速度慢。斯特拉斯玛说:“我的一个要求就是增加舒适度,但是一旦航程变长我们就很难做到这点。”
科学家们还是在努力改进螺旋桨飞机的设计,比如使用有特殊曲度的薄型叶片,以实现目前飞机0.8马赫(约530英里每小时)的速度。
使用新型复合材料
另一个设想就是使用复合材料,如纤维增强塑料。这种复合材料强度可与金属媲美,而重量却比金属轻得多,因此可以节省燃油。在波音公司最新亮相的波音787“梦想飞机”上,强化塑料复合材料占到重量的50%。
然而,目前只不过简单地用复合材料取代了铝,要真正充分利用新型材料,工程师们必需“好好想一想复合材料的用途”。在设计一架飞机的机身时,如果全部使用纤维增强塑料而不是将金属片拼接起来,就可以减少30%的重量。除了使飞机更轻外,复合材料还可以给工程师在飞机外形设计上更大自由度,有助于充分发挥空气动力学作用。
大幅降低尾气污染
荷兰代夫特工业大学生物学教授汤姆·布伦戴尔说:“如果国际社会对目前空中交通量的迅猛增长势头不加以控制,飞机排放物很可能成为全球变暖的主要因素之一。”
到2050年,航空飞行导致气候变化的比重将达到6%~10%。空中货运的现状更加令人担忧,在今后几十年内,空中货运的需求量也极有可能仍将是有增无减。布伦戴尔认为,如果新型的环保飞机能够尽快得以推广,飞机尾气对大气环境污染的影响将会大大降低。
本报通讯员 刘妍