JetZero的三角形噴氣機旨在將燃料消耗減少一半 - 彭博社
Julie Johnsson
在一個世紀的商業航空歷史中,從1920年代的福特三發飛機到今天的波音公司和空中客車公司的噴氣式客機,有一個不變的特點:飛機幾乎總是長長的管狀,帶有安裝在底部的發動機和尾部的穩定器。在內部,也有類似的標準佈局——一到兩個過道,兩側是排列的座位,儘管偶爾會有一些奢華設施,比如為高級艙乘客設計的樓梯或酒吧。
初創公司 JetZero公司正在以一項激進的提議來挑戰這種設計:一個三角形飛機,形似天空中的巨大蝠鱝,擁有一個較短的機身,寬度足夠大以貢獻所需的升力來保持飛行。尾部消失了,兩台發動機背靠背安裝在後部,提供動力和穩定性。
JetZero的混合翼噴氣機的渲染圖。來源:JetZeroJetZero表示,其設計相比傳統飛機有幾個優勢:更安靜,更穩定,並且更有效地利用內部空間,三角形機艙有三個過道,有助於減少登機時的瓶頸。它還更輕,只需要與今天的單通道機型一樣大小的發動機。這家初創公司表示,其所謂的混合翼飛機可以搭載多達250人——相當於波音767等寬體飛機的容量——同時燃油消耗減少一半。
基本概念可以追溯到一個多世紀前,當時德國的雨果·容克斯(Hugo Junkers)在意識到機身和尾翼只是提供不起升力的配重後,申請了一項飛翼專利。在第二次世界大戰期間,德國空軍制造了幾架類似形狀的飛機原型,名為Horten Ho 229,但從未投入批量生產。五角大樓自1997年以來一直在飛行B-2隱形轟炸機,並正在準備測試其後繼機型,B-21。
波音和空客都研究了將機艙嵌入機翼的未來概念,但兩者都不急於推出。JetZero表示將於12月開始測試1/8比例原型機,並計劃在四年內建造全尺寸版本。行業領袖的反應是“現在不是時候”,前特斯拉公司銷售主管、電動飛行出租車初創公司Beta Technologies的首席執行官湯姆·奧利瑞(Tom O’Leary)表示,“我們的反應是‘現在是時候’。我們很高興為此鋪平道路。”
波音X-48B原型機。來源:波音NASA幾十年來,空客和波音一直主導着客機市場,打破它們的雙頭壟斷並非易事。巴西的Embraer SA等少數公司通過生產較小型號的飛機開闢了自己的市場領域,但即使是Embraer的員工數量也遠遠超過JetZero的75人。中國試圖通過其C919打破這一局面,俄羅斯也嘗試使用Sukhoi Superjet,但兩者都尚未獲得成功。在龐巴迪公司因C系列(一種與雙頭獨佔的單通道機型相對的較小型號)險些破產後,這家加拿大公司於2017年以1美元的價格將其移交給了空客。
部分困難源於複雜的法規,要求飛機獲得認證需要長達十年的時間,迫使公司承擔高昂的開發成本,同時幾乎沒有銷售。除此之外,還需要數十億美元用於裝配線和全球供應商網絡。航空公司已經習慣了只有兩家主要供應商的簡單模式,這可以控制培訓和維護成本。
但就像汽車行業一樣,航空業正準備迎接根本性的變革,因為航空公司和製造商 目標是在2050年實現碳中和。該行業正充滿活力,湧現出試圖重新定義商業飛行的新進入者,如Archer Aviation、 Joby Aviation和Lilium推出了“空中出租車”,這是一種正在試驗中的小型電動飛機。
一架空中客車混合翼實驗飛機。來源:空中客車空中客車正在進行使用氫推進的實驗,這種技術有望驅動未來的混合翼飛機。十多年前,波音和NASA測試了一個縮小版的混合翼原型機,被稱為X-48,但它從未進入商業階段,領導該項目的工程師現在在JetZero工作。此外,空中客車和波音已經表示,他們計劃在2030年代中期至晚期之前不會推出任何全新的噴氣式飛機,而是計劃進行成本遠低於此的調整,例如向現有機型添加新發動機。“我們正在進入市場需求極高而供應為零的階段,”奧利裏説。
JetZero已經與強大的合作伙伴簽約。它將獲得來自諾斯羅普·格魯曼公司的幫助,該公司是B-2和維珍銀河的雙體白騎士號的製造商,這種飛機可以將付費客户帶入平流層。在大型國防承包商中,“諾斯羅普·格魯曼是最具前瞻性的,我認為也是最願意接受新想法的,”諮詢公司AeroDynamic Advisory的董事總經理理查德·阿布拉菲亞説。“這似乎是天作之合。”
美國空軍已經承諾投資2.35億美元來加快這一努力。如果一切順利,JetZero將開始與監管機構合作,到2030年初獲得中型客機的認證。這種客機模型可能會被軍用貨運和空中加油版本所取代,最終取代空軍陣容中的波音加油機。五角大樓領導人急於獲得能夠讓美國在技術上領先中國的技術,他們認為JetZero概念的低噪音特性和增加的航程在戰鬥中會帶來回報。“現在沒有時間可浪費了,”空軍助理部長拉維·喬達裏在八月宣佈支持該公司時説。
存在許多潛在的障礙。阿布拉菲亞認為,政府支持只能支付更大型原型機成本的一半左右,因此奧利瑞的團隊必須找到投資者來彌補差額。説服航空公司和乘客擺脱現狀並不容易。JetZero的非傳統客艙佈局可能不符合乘客的口味,機場基礎設施如登機橋和裝載設備都是為了適應圓筒狀飛機而設計的。
O’Leary承認航空業保守且抵制變革,但他堅稱一旦航空公司和乘客看到他的飛機在空中飛行,並理解其激進設計的好處,他們會很快改變他們的想法。他説:“這個概念已經在縮小的規模上進行了測試,但尚未建造。”“他們需要看到它的全尺寸,證明這種機身可以帶來燃油燃燒和排放的驚人減少。對我們來説,這就是一切。”
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