環境與生態

引擎換位 還我乾淨天空

新的飛機設計可望擁有更高的能源效率及更低的廢氣排放量。

撰文/斯尼德(Annie Sneed)
翻譯/鍾樹人

環境與生態

引擎換位 還我乾淨天空

新的飛機設計可望擁有更高的能源效率及更低的廢氣排放量。

撰文/斯尼德(Annie Sneed)
翻譯/鍾樹人


飛機排放的廢氣對氣候來說是大問題,而且情況越來越嚴重。如果把航空這一塊看做一個國家,它在全球碳污染的排名會列在第七位。專家預測,依照現在的發展趨勢,飛機排放的廢氣將在2050年因飛航需求攀升而增加為三倍。為了避免這個險峻的局面,美國政府與麻省理工學院(MIT)的一群科學家以及航空產業合作,希望從根本上重新設計飛機。


他們設計的概念機稱為「雙泡泡」(double-bubble)D8,如果實際尺寸測試成功,將能大幅減少飛機的碳排放,並改善能源效率。這款概念機大幅改造標準180人座的波音(Boeing)737以及空中巴士(Airbus)A320客機,舉例來說,機身會比傳統噴射機要寬,形狀也更接近橢圓。


美國南加州大學航太與機械工程助理教授烏蘭加(Alejandra Uranga)與MIT航空太空工程學教授葛雷澤(Edward Greitzer)共同擔任這個計畫的首席研究員。烏蘭加解釋:「它就像兩個泡泡並列。」這樣的修改讓機身本身能產生一些升力。修改過的機體形狀能讓機翼和機尾變得更小、更輕,機鼻也更符合空氣動力學。


不過,最重大的改變是引擎的位置。氣流經過傳統飛機的上方速度會減緩,進而產生阻力、降低飛行效率。D8的設計則是把噴射引擎的位置從一般的機翼下方移到機體上方、靠近機尾的位置──引擎在這個部位能吸進流速減緩的氣流,使其再度加速,進而大幅減少阻力。


烏蘭加表示,這些改變會讓新型飛機使用的燃料比一般噴射客機少37%。這個計畫的合作夥伴有MIT、美國航太總署(NASA)、極光飛行科學公司(Aurora Flight Sciences)、普惠公司(Pratt & Whitney),計畫的首席工程師德雷拉(Mark Drela)、烏蘭加、葛雷澤與上述機構的成員已合作製造出1/11的模型機,並在NASA的風洞室進行測試。烏蘭加表示,新型設計加上技術上的進步,將進一步減少燃料消耗,最終在20年內節省多達66%的燃料。


其他專家則指出,D8的研發人員除了要確保引擎足夠堅固耐用以因應新的飛機造型,同時還必須克服經濟難題。喬治亞理工學院的航太工程師傑爾曼(Brian J. German)沒有參與研發,他評論:「這是非常吸引人的想法與設計。」極光公司正在研發1/2比例的原型機。如果這項測試成功了,我們最快可以在2035年搭乘這類噴射客機去旅行。


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