Bombardier предлагает взглянуть в будущий дизайн бизнес-джетов. По мнению канадцев, это будет конструкция с плавным сопряжением крыла и фюзеляжа, которая сейчас является ключевой частью новой инициативы производителя в области устойчивого развития Eco Jet.
На EBACE 2022 канадский производитель представил модель, которую он использовал для масштабных летных испытаний и тестов в аэродинамической трубе, стремясь усовершенствовать технологию, которую он считает неотъемлемой частью своей долгосрочной продуктовой стратегии. В краткосрочной перспективе компания также использует эту модель в качестве испытательного стенда для усовершенствований, которые можно постепенно внедрять в существующие самолеты.
Хотя детали проекта все еще находятся в работе или засекречены, директор по исследованиям и технологиям Bombardier Бенуа Бро, рассказал AIN, что концепция крыла плавного сопряжения является «ключевой частью нашего стратегического мышления». Инженерный мозговой центр компании считает аэродинамические улучшения, связанные с применением нового крыла, одним из трех столпов, поддерживающих амбиции компании по сокращению выбросов углекислого газа в бизнес-авиации. Переход на экологически чистое авиационное топливо и внедрение новых источников энергии для силовых установок, таких как водородные, гибридно-электрические и полностью электрические, являются двумя другими столпами.
На данный момент Bombardier нейтрален к тому, в каком направлении может развиваться силовая установка бизнес-джета следующего поколения. Бро указал, что компания уже ведет переговоры с несколькими ведущими производителями двигателей о том, как архитектура крыла плавного сопряжения может сочетаться с силовыми установками следующего поколения.
«Наш подход заключался в том, чтобы подумать о том, как наш портфель продуктов должен и может выглядеть через 30 лет, а затем вернуться назад, чтобы определить, какие технологии нам нужны для достижения этого, с карт-бланшем с точки зрения вариантов, которые необходимо рассмотреть», — объяснил Бро.
Отдел стратегических технологий продвигает разнообразный портфель исследовательских программ, задачей которых является обеспечение того, чтобы канадский производитель мог достичь уровней технологической готовности, необходимых для прогресса. Наряду с этим группа концептуальных дизайнеров изучает вопрос облика самолета будущего.
«Некоторые работы находятся на стадии концепции, но в других случаях они находятся на стадии разработки, которая может привести к тому, что технология найдет применение в других [существующих] авиационных программах», — сказал Бро. «Мы должны давать технологии на краткосрочную, среднесрочную и долгосрочную перспективу и пытаться найти баланс с инвестиционной точки зрения, чтобы мы соответствовать краткосрочным и среднесрочным целям».
Команда Bombardier, которая, по словам Бро, обладает глубокими знаниями в области аэродинамики, начала работу над концепцией крыла плавного сопряжения более десяти лет назад, когда инженеры начали прогнозировать перспективные потребности и возможности. Принимая во внимание существующий интерес военной авиации к крыльям плавного сопряжения, конструкторы также запустили исследовательские программы с несколькими ключевыми университетами.
На данный момент компания считает, что работа находится где-то между уровнями технологической готовности (TRL) 3 и 4, при этом некоторые начальные испытания в аэродинамической трубе успешно завершены, а работа защищена патентами. Масштабная модель размером всего 7% от размера самолетов семейства Bombardier Global в течение последних трех лет тайно летала в Квебеке.
В настоящее время компания строит модель, которая будет примерно в два раза больше модели, представленной на этой неделе на выставке EBACE, и планирует испытывать ее в том же секретном месте в Квебеке в течение следующих шести-двенадцати месяцев. «Это даст нам большую точность при сборе данных», — пояснил Бро, добавив, что работа должна приблизить Bombardier к достижению цели TRL 6. Технология TRL 6 имеет полностью функциональный прототип или репрезентативную модель, а конечной целью является TRL 9, указывающий на то, что технология «проверена в полете».
На следующем этапе работы Bombardier также планирует продолжить изучение возможных конструкций будущих деловых самолетов. Также производитель будет продвигать свою оценку новых силовых установок, которые могут включать гибридно-электрические и распределенные электрические технологии.
Опираясь на начальный этап работы с архитектурой крыла плавного сопряжения, компания также активизирует работу над новыми возможностями аэродинамических улучшений. Бро сказал, что это будет включать в себя новые методы сдувания пограничного слоя для уменьшения сопротивления в хвостовой части за счет уменьшения толщины пограничного слоя воздуха вдоль планера. «Если мы сможем увеличить эту скорость потока до скорости самолета, мы уменьшим лобовое сопротивление способом, который является очень новым для деловых самолетов», — сказал он. (Пограничный слой возникает в результате вязкого трения воздушного потока на обтекаемых поверхностях самолета, причем скорость потока у обшивки резко падает до нуля. Воздействие на пограничный слой призвано ослабить или предотвратить срыв потока на обтекаемой поверхности, сохранить ламинарное течение.)
Причина, по которой Bombardier использует многогранный подход к снижению выбросов деловой авиацией, состоит в том, чтобы сделать всё возможное, чтобы этот особый вид транспорта сохранял свои преимущества для конечных пользователей по мере того, как он становится все более экологичным.
«Мы считаем, что пассажирам придется идти на некоторые компромиссы, чтобы летать экологично», — сказал Бро в интервью AIN. «Например, для использования водородного топлива [для прямого использования в двигателях] могут потребоваться огромные криогенные баки, но пассажиры, вероятно, не захотят идти на компромисс в отношении размера и комфорта своих салонов. Что привело нас к Global 7500, так это цель летать дальше, быстрее, плавнее и с большей связностью, но мы верим, что можем добиться как комфорта пассажиров, так и социальной и экологической ответственности».
Часть внимания Bombardier в работе, направленной на краткосрочное и среднесрочное применение, сосредоточена на электрификации существующих авиационных подсистем. Например, оцениваются такие возможности, как использование водородных топливных элементов для замены турбин с приводом от набегающего потока воздуха, которые обеспечивают аварийное питание в случае отказа двигателя.
Компания также стремится внедрить технологию цифровых двойников, которая создает точную копию систем, используя обновленные данные в реальном времени и используя моделирование, машинное обучение и искусственный интеллект для поддержки принятия решений. Бро сказал, что этот подход уже был принят для мониторинга состояния Global 7500 и теперь будет расширен для других данных о самолетах и двигателях Bombardier.
«Слишком рано говорить наверняка, что такая технология, как крыло плавного сопряжения, определенно является будущим [деловых самолетов], но мы уверены, что сможем ее довести до совершенства», — заключил Бро, признавая связанные с этим риски.
