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航空航天業(yè)的新興技術(shù)和趨勢

發(fā)布時間:2023-08-28 瀏覽:31410 次

全球經(jīng)濟依賴于航空航天業(yè),而航空航天業(yè)帶來的技術(shù)進步也是巨大的。本文旨在深入探討引人入勝的航空航天世界,探索該行業(yè)正在發(fā)展的最具前景的趨勢和技術(shù)。它們將如何為航空旅行的未來鋪平道路,又將如何使航空旅行更安全、更可持續(xù)、更高效?

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航空航天業(yè)的動態(tài)景觀

航空航天業(yè)仍然是經(jīng)濟增長最重要的推動力之一,影響著從運輸?shù)絿赖葞缀跛蓄I(lǐng)域。該領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出創(chuàng)新理念、超現(xiàn)代技術(shù)和突破性成果,它們正在改變航空旅行、太空探索等領(lǐng)域的本質(zhì)。

量子計算作為改變游戲規(guī)則的奇跡,以其無與倫比的能力成為解開航空航天謎題的關(guān)鍵。在其領(lǐng)域內(nèi),導(dǎo)航系統(tǒng)將發(fā)生翻天覆地的變化,自動優(yōu)化飛行路徑,達到未知的高度。它所蘊藏的潛力甚至超越了任務(wù)成功與否的范疇,并延伸至飛機設(shè)計本身的未來。

金屬基復(fù)合材料 (MMC)

航空航天業(yè)一直在尋找具有高強度重量比和相關(guān)經(jīng)濟效益的新材料。鋁及其合金因其輕質(zhì)特性而被廣泛使用,但其熱穩(wěn)定性較低,因此磨損率較高。為解決這一問題,研究人員開發(fā)出了由納米顆粒增強的金屬基復(fù)合材料。

金屬基復(fù)合材料是一組含有各種增強相(如微粒、晶須或連續(xù)纖維)的材料(如金屬、合金或金屬間化合物)。人們正在探索將這些更輕的材料應(yīng)用于各種航空航天領(lǐng)域,包括飛機結(jié)構(gòu)、發(fā)動機部件和起落架。

可持續(xù)航空燃料 (SAF) - 可持續(xù)性、需求和應(yīng)用

SAF也被稱為可持續(xù)航空燃料,是一種由可再生來源(如廢物或生物質(zhì))制成的生物燃料。與傳統(tǒng)的噴氣燃料相比,SAF 有許多優(yōu)點,因為它不僅可以在現(xiàn)有飛機上使用,無需進行任何改裝,而且碳排放量較低。最近發(fā)表在《航空航天》(Aerospace)上的一篇文章指出,在2%的航班上使用50%的SAF混合燃料,會產(chǎn)生最強烈的受熱煙霧,從而使飛機產(chǎn)生的總能耗降低6%。芳香族化合物最少、硫含量低的 SAF 還有助于改善當?shù)氐目諝赓|(zhì)量。

目前正在研究和開發(fā)不同類型的 SAF,如麻風(fēng)樹基 SAF、藻類基SAF、廢物變?nèi)剂?SAF 等。

從為飛機提供動力、與傳統(tǒng)噴氣燃料混合,到生產(chǎn)合成噴氣燃料,SAF 的用途多種多樣。由于這是減少航空旅行和空氣污染物對環(huán)境影響的關(guān)鍵方法之一,因此相關(guān)研究仍在繼續(xù)。最新發(fā)表在《清潔生產(chǎn)雜志》上的一篇文章指出,國際航空運輸協(xié)會(IATA)已經(jīng)設(shè)定了到 2030 年使用10%的 SAF 的目標,一些航空公司已經(jīng)在按計劃實現(xiàn)這一目標。

氫燃料--航空航天業(yè)的潛在革命性技術(shù)

氫燃料是一種清潔燃燒的替代燃料,排放率低至 0%。作為主要的可持續(xù)燃料選擇之一,它產(chǎn)生的電力能夠為飛機提供有效的動力。該行業(yè)在使用氫燃料時面臨的問題之一是成本。制氫成本遠遠高于傳統(tǒng)噴氣式飛機,但研究表明,隨著技術(shù)的發(fā)展,成本將會降低。

氫燃料有許多好處,例如改善空氣質(zhì)量、減少碳排放和可持續(xù)生產(chǎn),這些都是氫燃料日益受到關(guān)注的原因之一,盡管存在挑戰(zhàn)。在全球范圍內(nèi),一些知名企業(yè)紛紛飛上創(chuàng)新的天空,開始了制造氫動力飛機的遠見之旅。波音公司正在開發(fā)氫動力驗證機(HyPOD),這是一種以氫燃料電池為動力的小型實驗飛機。同樣,羅爾斯-羅伊斯公司正在開發(fā)大型實驗飛機 UltraFanTM Demonstrator,而空中客車公司則將目光投向了天際,推出了 ZEROe 系列氫動力飛機,將航空業(yè)推向了一個新時代。

追求精密

讓天空更安全的夢想推動著航空航天業(yè)對完美的追求,而先進的制造技術(shù)則是開啟航空航天部件無與倫比的精確度和精密度的鑰匙。

在這些卓越的方法中,連續(xù)光纖激光直接制造技術(shù)(CFLDM)尤為突出,它利用激光將連續(xù)纖維增強材料熔融并置于基體中。選擇性激光燒結(jié)(SLS)和定向能沉積(DED)技術(shù)也不甘示弱,它們能以非凡的精度制造零件。

除這些方法外,其他幾種技術(shù)也有助于提高航空航天部件的精度和準確性。微電子工程》(Microelectronic Engineering)雜志最新發(fā)表的一篇文章指出,增材制造技術(shù)與機器學(xué)習(xí)相結(jié)合,可用于優(yōu)化制造流程,從而提高精度和準確度。

此外,航天機構(gòu)正在采用虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)來培訓(xùn)航空航天工程師,以模擬飛機的運行。這種前衛(wèi)的表現(xiàn)為編織更安全的天空和提高航空航天領(lǐng)域的效率創(chuàng)造了條件。

航空航天工業(yè)--快速發(fā)展的領(lǐng)域

在這個引人入勝的旅程中,量子計算和生物技術(shù)上演了迷人的二重奏,拓展了視野和想象力。

通過這些引人入勝的技術(shù)和趨勢,我們即將踏上航空旅行更安全、更高效、更環(huán)保的未來。隨著科技先驅(qū)們的不懈探索,他們所帶來的變革依然不可估量。


來源:中國復(fù)材



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