未來五大客機新技術：V形編隊飛行更省油

英國機械工程師協會(以下簡稱IMechE)對未來5種熱門航空技術進行了分析，包括編隊飛行、空中加油、波音試驗性飛機X-48B以及超音速沖壓噴氣發動機，其中的編隊飛行可以大幅減少燃料。IMechE的報告指出，未來的跨洋飛行或者長途飛行的客機將組成V形編隊，這種編隊飛行最高可節省12%的燃料。

1.波音X-48B

波音試驗性飛機X-48B，采用獨特設計，將機身和機翼完美融合在一起。英國機械工程師協會在一份名為“2075年航空業：飛向光明的未來？”的報告中指出，由于可以節省燃料，X-48B的“翼身融合”設計將在未來幾十年成為商業客機的一個模板。這份報告對能夠顛覆游戲規則和改變航空業面貌的一系列想法進行了分析。

報告主執筆人、IMechE交通運輸部門負責人菲利帕-奧爾德哈姆表示，X-48B采用“翼身融合”設計，將機身、機翼和發動機整合在一個表面。“這也就意味著你只需要提升一個表面，進而提高了飛機的空氣動力學性能。當前的機身采用雪茄形設計，表面積更大，提高了阻力，因此空氣動力學性能更低。”

2.超音速綠色飛機

洛克希德-馬丁公司設計的超音速綠色飛機，外形好似一個巨大的標槍，其巡航速度超過1.6馬赫，接近于音速的兩倍。如果投入制造，超音速綠色飛機將成為協和式飛機的繼任者。協和式飛機是世界上第一款同時也是唯一一款曾投入運營的超音速客機，但由于高昂的維護成本以及高達數千美元的票價，這款客機在商業上遭遇慘敗。

IMechE的奧爾德哈姆表示，隨著相關工程學技術的進步，超音速飛機的性能將不斷提高，同時降低制造成本。她說：“協和式飛機在發動機設計和材料使用方面領先當時所處的時代。我認為我們可以研制出更具有經濟可承受性的超音速客機。”加拿大不列顛哥倫比亞省大學的交通政策專家大衛-吉倫說：“全球經濟的發展將讓研制超音速的想法再度流行起來。隨著印度、中國和巴西等國的經濟快速發展，他們需要促進彼此間的聯系，縮短飛行時間顯然能夠讓他們獲益。”吉倫并沒有參與撰寫IMechE的報告。

3.超音速沖壓噴氣發動機

2008年，SJX61-2超音速沖壓噴氣發動機在美國宇航局位于弗吉尼亞州蘭利研究中心的風洞(模擬飛行環境)內接受測試，速度達到5馬赫，相當于音速的5倍。超音速沖壓噴氣發動機沒有運動機件，通過吸收空氣中的氧燃燒氫燃料工作。為了收集氣體并進行壓縮和達到可燃溫度，超音速沖壓噴氣發動機的速度必須達到5馬赫以上。

吉倫指出，由于一系列巨大的技術挑戰仍未克服，他并不認為采用超音速沖壓噴氣發動機的商業客機能夠在近期內成為現實。他說：“甚至連軍方也沒有研制出這種飛機，至少沒有對外公布。”奧爾德哈姆表示研制極超音速飛機可能仍有很長的一段路要走，但她認為采用超音速沖壓噴氣發動機的商業客機可能在未來的某一天成為可能，生產這種飛機的夢想最早將在15年后成真。

4.編隊飛行

一幅未標注日期的照片，展現了美國新澤西州上空4架編隊飛行的噴氣式飛機。IMechE的報告指出，未來跨洋或者長途飛行的客機將組成V形編隊，這種編隊飛行最高可節省12%的燃料。大雁和其他鳥類采用這種策略，在長途飛行時節省能量。飛行過程中，空氣會沿著鳥的翅膀向下流動，形成旋渦，對單獨飛行的鳥形成阻力。如果編隊飛行，下方的鳥可以利用在其前方產生的旋渦，進而減少整個編隊的阻力。

工程師長久以來便希望飛機采用編隊飛行的方式，但測量飛機間的橫向距離存在難度，如果距離過近，便會出現安全問題。吉倫表示：“我們已經研發出性能出色的儀器，用于測量編隊飛行飛機之間的垂直距離，或者飛機與地面間的垂直距離。在測量橫向距離方面，我們雖然取得很大進步，但仍存在一定的易變性。”

IMechE的奧爾德哈姆認為，當前的技術幾乎已經能夠讓編隊飛行成為一種可能。她說：“由于航空電子技術的不斷發展進步，飛機可以借助遙感紅外攝像頭鎖定前方的飛機。采用編隊飛行的最大受益者將是進行長途飛行的飛機。如果幾架飛機從倫敦起飛，它們可以在大西洋上空加入一個編隊，進而在飛越大西洋過程中節省燃料。在此之后，它們飛往各自的目的地，比如紐約和波士頓。”

5.空中加油技術

2006年7月，澳大利亞上空，美國空軍的KC-10“補充者”空中加油機正給B-2“幽靈”隱形轟炸機加油。軍用飛機進行空中加油已經非常普遍，但這項技術尚沒有擴展到商業航空領域，部分原因在于：客機進行空中加油需要建造規模巨大的設施加以支持。奧爾德哈姆說：“需要打造一個全球性加油飛機網絡，充當國際航班的加油站。”

一種觀點認為，由于無需在加滿油情況下起飛，空中加油能夠提高客機的能效。吉倫對這種觀點持懷疑態度。他說：“我認為這種方式并不一定會節省資金，因為燃料最終都會在飛行中消耗掉。乘客乘坐的客機消耗燃料，負責加油的飛機同樣消耗燃料，乘客都要付出成本，因此實際效果為零。”

奧爾德哈姆表示，即使攻克相關技術難題，乘客是否愿意在飛行途中加油仍舊是一個未知數。她說：“多年來，我們曾多次在航空展上看到過空中加油演示，但商業客機進行空中加油是另一回事，看到前方出現一架加油機，乘客可能感到很不舒服。雖然相關技術已經具備，但我們是否已經做好心理準備了呢？”