迎接航空百年 客機邁向新里程

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(http://www.epochtimes.com)
【大紀元3月2日訊】1903年12月17日,美國萊特兄弟在北卡羅萊納州小鷹鎮,踉蹌地駕著自製的飛機,半飛半滑行了190呎,儘管這趟航程不到60公尺的距離,但人類自古以來的夢想終於宣告完成。

  自由時報3月2日報道,今年,萊特兄弟發明飛機已屆100週年,在國際航空界正準備熱烈慶祝「航空百年」之際,讓我們先來看看本世紀,可能實現的航空壯舉。

  A380 史上最寬敞民航機

  歐洲空中巴士集團在上個世紀末提出的A380超大型航空器,目標在搶食美國波音飛機公司的波音747-400巨無霸客機市場大餅,而這項一趟航程可載客550人以上的客機,目前完全按照規畫進度進行,預料將是本世紀航空史上第一個刷新多項紀錄的航空器。

  已正式定名為A380超大型客機,目前已進入緊鑼密鼓的籌建期,預估在2006年投入商業服務,身為21世紀的空中旗艦,A380不但將成為史上最寬敞的民航機,同時也將是最先進的民航機之一。

  航空業發展100年來,全球航空界都不斷在尋找載客量更大、耗油更省且更安靜舒適的飛航,用以載運旅客飄洋過海,由於現有搭載400人左右的波音747-400型,已快不足以因應航空市場需求,載客容量大上三分之一的A380無疑是航空界新世紀新目標。

  空中巴士集團指出,去年元月A380的機翼已開始動工設計,而為了讓A380燃油具更有效率,將採用大量的複合材料,A380將是第一架使用碳纖維中央油箱的飛機,比現今最先進的鋁合金少了1.5噸重量,而在尾翼翼箱、方向舵、水平尾翼和升降舵上也將採用了碳纖強化塑膠。

  為了要承受550名以上乘客的載客量,A380也將擁有全新的機身材質,工程材料專家並開發出全新的「Glare」化合物,這種由鋁和玻璃纖維多層相疊製成的材料,比鋁輕10%,又節省800公斤重量,而Glare對於抵抗金屬疲勞,比鋁合金還更佳。

  此外,過去由於連接機身的鉚釘,曾在長期飛行下,出現金屬疲勞導致多起重大意外,而A380將以史無前例的「雷射連續焊接」技術,取代傳統的鉚釘接合。而它對成品的損傷和金屬疲勞測試,遠比傳統的螺栓還佳。

  事實上,除了目前已經向空中巴士下了訂單的航空公司外,目前全球排行前幾名的重要機場,也在準備迎接A380的到來,由於機身、翼展都在80公尺內,雖然還在各機場空橋的負荷範圍內,但A380上下兩層客艙的設計,未來如何上下旅客,各機場還得設法因應,我國中正機場未來在第三航站也將規畫A380專用空橋。

  至於新一代的引擎和起落架設計與科技,不但能讓A380合於各機場現有的噪音限制,也能符合未來的國際和地區性噪音法規。因此,A380將是相當安靜的客機。

  空中巴士說,每名乘客平均負擔的噪音量,只有波音747乘客的一半。讓空中巴士欣慰的是,原先評估研發經費108億美元以上,這型的客機的訂單必須超過一百架,成本才能打平,但是去元月,在新加坡、馬來西亞航空、澳航等宣佈成為A380型客機的發起航空公司後,美國聯邦快遞也宣佈將購進A380的貨機,確認訂單已達97張,顯示「超大型客機」後市看好,因此接下來就看向來稱霸的美國波音公司要如何接招了。

  音速巡航者 波音喊卡

  美國波音飛機製造公司在2001年,決定推出「音速巡航者」近音速客機,用來和歐洲空中巴士集團研發中的A380超大型客機抗衡,航空界人士也普遍看好它的後續發展,沒想到歷經一年來的推廣,音速巡航者卻被全球「不景氣」給打敗,引不起各國航空公司興趣,波音只好宣佈將此計畫暫時予以擱置,改為發展發展比現有機型節省20%燃料的中型客機「波音7E7」。

  波音在2001年3月對外引介的「音速巡航者」,堪稱業界創舉,原本期望讓旅客將可享受到音速般的旅行體驗,然而在911事件後,全球旅遊市場一蹶不振,在全球航空業一片冷景中,坐困愁城的航空公司皆須力求生存自保,從講求速度轉為節制燃料成本。

  為了因應市場需求變化,波音只好暫時擱置「音速巡航者(Sonic Cruiser)」計畫,並將發展比現有機型節省20%燃料的中型機體。

  波音商用飛機集團總裁兼執行長艾倫‧穆拉利表示,波音即將推出的200~250人座的中型客機,不論噪音、排氣、燃油消耗等環保特性及操作性能都具備超效能。

  他指出,除了追求速度,波音也將把研發核心轉移到超效能的引擎和機體建造上。該款新型客機預計於2008年正式服役,尚未正式命名,目前暫稱MOM(Middle of Market)或稱波音7E7。

  穆拉利不願透露新機種的製造成本,只強調,兩三年之內波音不會有大幅支出,而頭幾年波音將以確定機型及取得客戶承諾為工作重點,整個時間表將和原先的「音速巡航者」一致。

  換句話說,波音公司將製造新型省油中程型商用飛機用以取代音速巡航者(Sonic Cruiser),而短時間內,標榜更高速旅行的近音速客機計畫也將束之高閣。

  事實上,面對全球不景氣和歐洲空中巴士的追擊,波音也承認,2003年將是波音交機量首次低於空中巴士,民航機的銷售收入也低於軍機的銷售總額。

  波音公司並表示,自911事件後,小城市間的航線需求日漸成長,而未來有2,000~3,000架的銷售量。此新型飛機將至少有兩種尺寸可供選擇,希望能夠取代225座的波音757和300座的波音767,而這也意味著波音最終希望能藉此扳回一城。

  打破空氣動力學理論 「微飛行器」仿效昆蟲

  在航空器往大型、高速飛行發展的同時,揹負特殊任務、外型、構造仿效昆蟲的「微飛行器」也是21世紀全新挑戰,預料這類不以載人為目的「微飛行器」的問世,也將顛覆人類以往的飛行觀念。

  1996年,隸屬於美國國防部先進防衛研究計畫(DARPA),就提出一項全新的軍事設計觀念,希望利用15公分大小、可以手持的「微飛行器」,用來偵測敵軍的活動,這幾年下來,美軍已先後花費三千五百萬美元在這項研究上,值得注意的是,微飛行器的想法提出,用來替代過去以固定翼飛行器觀念的無人偵察機(UAV)設計理念。

  而在大西洋彼端,英國克蘭菲爾大學的皇家軍事科學實驗室,有一群專家目前正聚精會神,一樣在開發一款如手掌大小的先進航空器,目的則用在「室內」偵察活動;這項計畫主持人芮比科瓦斯基,比較美、英發展的微飛行器,認為兩者理念相近,但想法大不相同。

  他說,美國國防部需求的室外、能夠翻山越嶺的偵察機,它可以用在阿拉伯的沙漠,但對於風大、多雨的柯索夫,可能就無法適用。

  事實上,芮比科瓦斯基的概念,則是設計一種可以在「有限空間」發揮的偵察機,目標一樣針對軍事上3D(沈悶、骯髒和危險,dull、dirty和dangerous)理念。

  而這種構想主要來自現代的戰爭都以「城市戰」為主,因應這種理念而來的,則是一種像昆蟲般的偵察機。

  當然要讓偵察機像昆蟲一樣,過去的航空器所依賴的空氣動力學理論全部打破,首先,飛行速度必須儘可能的慢,每小時約十一公里,以防撞到牆壁障礙物、其次還能夠盤旋,以便到達天花板般高的偵察角度,同時還得有「靜音」功能,振幅低於20赫茲,以免被發現。

  第三,能隨時垂直起降,更有能夠獨立判斷、偵測能力。對照以往無人偵察機,由於採取固定翼設計,常需要很大的能量消耗,一啟動更是吵得不得了。

  當然要仿效飛蛾、蜜蜂等昆蟲拍動翅膀,靈活飛舞,現行的機翼設計、飛行機制上、都得重新設計過,比較困難的是,要驅動這樣的航空器,由於體積有限,甚至動力設計都得有全新概念。

  不過,現在拜奈米科技的問世,這些問題的難度少了許多,但是最麻煩的還在控制系統,芮比科瓦斯基說,微飛行器的控制系統儘量要求簡單,希望讓它能在翅膀略微受損時,一樣能夠飛回自己的窩巢,讓好不容易取得的資訊能儘量帶回來。(http://www.dajiyuan.com)

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