NASA utforsker grønnere fremtid for luftfart

Luftfartøy

Nick Lavars

8. august 2016

6 bilder

Konvergent Aeronautics Solutions-prosjektet tar sikte på å avgrense teknologier som vil forandre flytrafikk (Kreditt: NASA)

Fra apper som foreslår raskere ruter til flyvinger som er mer motstandsdyktige mot bugguts, ser NASA på fly fra alle vinkler for å øke effektiviteten og redusere forurensningen. Convergent Aeronautics Solutions-prosjektet ligger veldig mye på den konseptuelle siden av disse anstrengelsene, men ved å utløse fantasiene til byråets lyseste tanker kan det ha en slags å si i fremtiden for luftfart. 3D-trykte elektriske motorer og adaptive vinger er blant de fem teknologiske konseptene valgt for årets prosjekt, som alle nå skal gjennomgå en toårig studie med sikte på å redusere flystoff og utslipp.

Ifølge NASA styrer rundt 3, 5 milliarder mennesker over hele verden et fly hvert år. Dette tallet forventes å doble innen midten av 2030-tallet, og hevder noen ganske relevante spørsmål om bærekraften til dagens drivstoffkilder og karbonet som de utsender. Nå er det Convergent Aeronautics Solutions-prosjektet i sitt andre år rettet mot å fjerne teknologier som vil forandre flytrafikken. Nærmere bestemt arbeider NASA med å redusere drivstofforbruket med halvparten, redusere skadelige utslipp med tre fjerdedeler og redusere flystøyen betydelig.

En ny type brenselcelle?

Blanding av hydrogen og oksygen for å produsere elektrisitet er en teknikk som har drevet romreise siden 1960-tallet, men de intrikate tankene og rørleggerarbeidene som kreves for å lagre de kalde væskene, er vanskelige å imøtekomme på fly. Fostering Ultra-Effective Low-Emitting Aviation Power, eller FUELEAP, vil se at forskere studerer en ny type brenselcelle som trekker hydrogen fra standard hydrokarbonbasert luftfartsgas og oksygen fra luften. Disse vil bli kombinert for å produsere elektrisitet for å drive et hybrid elektrisk eller all-elektrisk plan.

Luften der oppe

Med den høyeste teoretiske lagerkapasiteten til enhver batteriteknologi har litium-luftbatterier (noen ganger kalt pustebatterier) stort potensial på tvers av flere enn noen få applikasjoner. LION: Lithium-oksygenbatterier for NASA Electric Aircraft vil sette forskere i arbeid med å undersøke nye typer stabile elektrolytter som vil adressere en av teknologiens mer skarpe begrensninger, en tendens til å brytes ned etter svært få ladningssykluser.

Høye haler

Den vertikale halen på et fly er et kritisk feilsikkert for fly som setter ned baner, og holder båten sentrert i tilfelle motorfeil. Men en gang opp i luften blir det ganske dra, bokstavelig talt, bare å legge til drivstoff-sløsende masse, aerodynamisk motstand og ikke mye annet. En måte å unngå dette på, kan være at flyets vinger spiller den stabiliserende rollen under start og landing i stedet, men mekanisk sett, hvordan kan denne bevegelige maskinvaren best oppnås? Det er det som ingeniører involvert i Spanish Adaptive Wing-prosjektet vil se for å finne ut.

Kraften til 3D-utskrift

NASA vender seg til den magiske 3D-utskrift for å løse det kanskje et av de mer presserende spørsmålene som står overfor en hvilken som helst form for luftfart, hvordan gjør vi denne tingen så lett, men likevel kraftig som mulig? 3D-programvare og utskrift som optimaliserer design for mekanisk effektivitet, har vist seg veldig ekte løfte, fra rare motorsykkeldeler til 3D-trykte broer. NASA håper å bruke teknologien til å utvikle elektriske motorer som er lettere, muligens mindre, og har derfor en overlegen kraftdensitet.

Avanserte droner

Radiokommunikasjon er go-to-teknologien for å koble droner med piloter på bakken innenfor et bestemt område, men NASA ønsker å la disse ubemannede kjøretøyene løsne seg. Det håper å i stedet aktivere satellittbasert kommunikasjon for å gi operatørene større rekkevidde, men antennene som kreves for dette er for øyeblikket for clunky for slike små fly å håndtere. De lette, konformale antennene for Beyond Line of Sight Communications-prosjektet vil se at forskere arbeider for å utvikle fleksible, lette antenner fra airgel til dette formålet, som passer godt til flyet og reduserer utslipp, utslipp og bruk av brensel.

Kilde: NASA 1, 2

NASA forskere undersøker bruken av 3D-utskrift for å produsere lettere og sterkere motor deler (Kreditt: NASA)

Kan litium-luftbatterier holde nøkkelen til mer effektiv flytrafikk? (Kreditt: NASA)

NASA forskere ser på mekaniske metoder for å flytte flyets ytre fløy i flyturen for å tillate en mindre hale (Kreditt: NASA)

En sterk, men lettvektig versjon av airgel, som ligner på det som er sett her, kan danne grunnlaget for en kraftig formfesteant antenne som kan festes nesten flush til den buede overflaten av en drone (Credit: NASA)

NASA forskere ser på en ny type brenselcelle som tar hydrogen fra standard luftfart, og oksygen fra luften (Kreditt: NASA)

Konvergent Aeronautics Solutions-prosjektet tar sikte på å avgrense teknologier som vil forandre flytrafikk (Kreditt: NASA)

Anbefalt Redaksjonens