JetZero正在開(kāi)發(fā)具有前所未有性能的超高效混合翼身噴氣機(jī)，并與美國(guó)空軍、NASA和FAA合作，爭(zhēng)取在2030年前投入使用。
在習(xí)慣了現(xiàn)有的金屬機(jī)艙后，JetZero的混合翼體噴氣式客機(jī)為機(jī)艙帶來(lái)了新的構(gòu)想。機(jī)艙內(nèi)部有多條通道，具有更寬敞的座位，尾部的發(fā)動(dòng)機(jī)也為機(jī)艙內(nèi)提供了一個(gè)更為安靜的空間。這樣的設(shè)計(jì)緩解了現(xiàn)在商業(yè)飛行中伴隨的嘈雜環(huán)境和部分人群所患的幽閉恐懼癥。
圖片來(lái)源：JetZero
這一概念如果成功，JetZero的混合翼身飛機(jī)可能成為第一個(gè)投入生產(chǎn)的大型重新設(shè)計(jì)的商用客機(jī)。其更輕的重量和卓越的空氣動(dòng)力學(xué)性能將只用一半的燃料，提供與現(xiàn)有中型客機(jī)相同的速度和航程，可能為航空公司節(jié)省數(shù)十億美元，并使他們更接近零碳飛行。
什么是混合翼身？
與傳統(tǒng)的機(jī)身機(jī)翼相比，混合翼身（BWB）在機(jī)翼和機(jī)身之間沒(méi)有明確的分界線，而且通常沒(méi)有尾翼。這是一種更符合空氣動(dòng)力學(xué)的外形，可以減少阻力，增加升力，使飛機(jī)能夠在更稀薄的空氣中以更少的燃料在更高的高度巡航。但由于增壓乘客區(qū)也是機(jī)翼結(jié)構(gòu)，BWB需要以不同的方式分配其拉伸和彎曲載荷。因此，它們幾乎完全由縫合的碳纖維制成，而不是用螺栓固定的金屬和復(fù)合材料，這是一種更輕的材料，其層和部分像帶有凱夫拉（杜邦公司1965年推出的一種芳香聚酰胺類合成纖維）“線”的織物一樣縫在一起，與傳統(tǒng)的鋁結(jié)構(gòu)相比，它可以承受更多方向的壓力。最后，將縫合的復(fù)合材料注入樹(shù)脂粘合劑并固化成光滑的表面。此外，BWB的活動(dòng)部件更少，這使得它的制造和維護(hù)成本更低，故障點(diǎn)和需要檢查或更換的部件也更少。
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這個(gè)概念并不新鮮，航空航天部門幾十年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)原型機(jī)——其中很多是現(xiàn)在JetZero的工程師。事實(shí)上，JetZero的首席技術(shù)官M(fèi)ark Page曾在上世紀(jì)90年代擔(dān)任NASA BWB計(jì)劃的總工程師，與為NASA開(kāi)發(fā)第一個(gè)原型機(jī)的Robert Liebeck和Blaine Rawdon一起被認(rèn)為是BWB之父，他們現(xiàn)在也都在擔(dān)任JetZero的技術(shù)顧問(wèn)。
與其他BWB開(kāi)發(fā)商相比，這個(gè)剛成立2年多的初創(chuàng)公司是唯一一家將其作為唯一商業(yè)模式的公司。“我們團(tuán)隊(duì)的成員在幾十年前真正發(fā)明了混合翼噴氣客機(jī)的概念，并且從那時(shí)起就一直在打磨它，所以我認(rèn)為可以說(shuō)我們是這個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。”首席執(zhí)行官Tom O'Leary說(shuō)。
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為何沒(méi)有早些流行起來(lái)？
盡管波音和空客這兩家大型客機(jī)制造商都在探索自己的BWB版本，但在提前15至20年銷售產(chǎn)品并回避生產(chǎn)大改風(fēng)險(xiǎn)和成本的行業(yè)中，變革進(jìn)展緩慢。“波音和空客仍然可以通過(guò)出售現(xiàn)有的產(chǎn)品來(lái)賺錢，”Page說(shuō)。“他們不需要進(jìn)行技術(shù)變革。”
在經(jīng)濟(jì)繁榮時(shí)期和20世紀(jì)八九十年代初出現(xiàn)的氣候變化警告期間，這種動(dòng)力更少。“三四十年前，沒(méi)有任何改變機(jī)身和機(jī)翼的設(shè)計(jì)壓力，價(jià)格很低，飛機(jī)賣得很好。沒(méi)有綠色焦點(diǎn)。”冰島航空公司董事會(huì)成員Nina Jonsson說(shuō)。
上市途徑
他們的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略涉及兩個(gè)主要步驟，以加快進(jìn)入市場(chǎng)的速度。首先是針對(duì)窄體飛機(jī)和寬體飛機(jī)之間服務(wù)不足的中端市場(chǎng)差距。這些是可容納 200 至 250 人的噴氣客機(jī)，由于沒(méi)有替代機(jī)型，航空公司被迫延長(zhǎng)飛行時(shí)間。盡管體積龐大，但 JetZero 的中體飛機(jī)重量不會(huì)超過(guò)當(dāng)今僅可容納 150 至 200 名乘客的窄體飛機(jī)。在空中，它將與超過(guò) 500 英里/小時(shí)的傳統(tǒng)噴氣客機(jī)速度相媲美，但飛行高度超過(guò) 5000 英尺，達(dá)到 4.5萬(wàn) 英尺。更輕的材料，結(jié)合更好的空氣動(dòng)力學(xué)特性和降低飛得更高的風(fēng)阻，是它節(jié)省燃料的方式。
第二個(gè)是融入現(xiàn)有的機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施：使用現(xiàn)成的發(fā)動(dòng)機(jī)，以及成熟的駕駛艙控制系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)登機(jī)口和推進(jìn)劑，如煤油和可持續(xù)航空燃料（價(jià)格更高、碳足跡更低的生物和合成燃料）。“隨著我們的不斷發(fā)展，我們可以整合未來(lái)類型的推進(jìn)系統(tǒng)，使用氫作為零碳排放燃料，”O'Leary 說(shuō)。BWB 更大的貨物區(qū)域?qū)⑷菁{氫氣，氫氣僅排放水作為“廢氣”，但在同樣的能量下占據(jù)四倍的體積。
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目前，JetZero 的概念仍在洛杉磯附近的長(zhǎng)灘總部進(jìn)行測(cè)試。美國(guó)空軍、NASA和少數(shù)私人投資者提供了未公開(kāi)的初始資金，用于開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)并使用小型遙控模型收集數(shù)據(jù)。翼展 7 英尺的塑料泡沫飛機(jī)“Foamy”的成功測(cè)試為 23 英尺版本（稱為“探路者”）的夏季試飛鋪平了道路。該公司與航空航天先驅(qū)諾斯羅普格魯曼公司合作，目前正在爭(zhēng)奪空軍資金，以建造一個(gè)全尺寸的 200 英尺原型機(jī)，希望在 2027 年進(jìn)行演示。目標(biāo)是在 2030 年代初作為航空公司的商用噴氣客機(jī)投入使用以及為空軍加油的油輪和貨機(jī)。
技術(shù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
JetZero與航空客艙設(shè)計(jì)公司Factorydesign和Applied Mobility Partners合作，同時(shí)開(kāi)發(fā)了內(nèi)部和外部布局。這是一種可能性的暗示，因?yàn)楹娇展咀罱K將決定自己的配置。
“這種形狀給航空公司提供了更多的選擇，”奧利里說(shuō)。“在舒適度方面，航空業(yè)已經(jīng)變成了一場(chǎng)逐底競(jìng)賽。但如果你能減少燃油消耗，你就可以用省下的錢來(lái)建造更舒適的客艙，創(chuàng)造更大的座位，而不會(huì)帶來(lái)太多的經(jīng)濟(jì)損失。”
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飛行感覺(jué)如何？
BWB的外形使爬升速度更快，但起飛、巡航和著陸更溫和。它也更安靜。發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在后上表面。由于空氣以超音速流過(guò)飛機(jī)頂部，發(fā)動(dòng)機(jī)轟鳴聲的聲波傳播速度不夠快，無(wú)法向前進(jìn)入機(jī)艙，也不會(huì)從飛機(jī)的底部向下反射，在地面上聽(tīng)到飛機(jī)的聲音也會(huì)更小。
Page說(shuō):“我花了30多年的時(shí)間來(lái)改進(jìn)混合翼體。現(xiàn)在我們正在進(jìn)入一個(gè)需要大規(guī)模減排的時(shí)代。當(dāng)我們看到第一架BWB客機(jī)起飛時(shí)，整個(gè)團(tuán)隊(duì)都會(huì)覺(jué)得它真的與眾不同。”
