綠色超音速飛機
近日著名的美國洛克希德馬丁公司設計了一架綠色超音速飛機，美國宇航局計劃在2035年空中旅行計劃中使用這架綠色超音速飛機。這架飛機的主要創新之處是設計了一個倒置的V型引擎，從而達到減少音爆的影響。
美國航空航天局（NASA）自20世紀70年代就開始研制一種概念型飛機——AD-1（全稱為艾姆斯·德賴登-1），旨在對“旋轉翼”概念進行深入的研究。該飛機在1979-1982四年中僅僅試飛過79次。
AD-1可能是有史以來造型最為奇特的飛機，看起來像是來自最新的好萊塢大片中的未來世界，但這款融合了前衛概念和奇特造型的飛機已經有30多年的歷史了。
AD–1的機翼可以圍繞其中心軸進行旋轉，飛機在緩慢飛行時機翼仍需與機身保持垂直，但高速飛行時機翼與機身的夾角可以達到60度，這也是科學家所認定的最有利于飛機提高飛行速度的有效角度。這種類型的機翼又被稱為“剪刀'翅膀”，它是“可變后掠翼”概念的一個分支，首次使用這個概念的是20世紀50年代初型號為X–5的飛機。“可變后掠翼”可以讓飛機在起飛和著陸時利用固定機翼充分發揮其上升和駕駛方面的性能，同時它也可以讓飛機在巡航時發揮出傳統后翼的性能，以維持高效的飛行。
NASA自20世紀70年代開始研制AD-1，旨在對“旋轉翼”概念進行深入的研究。
“旋轉翼”概念：AD-1出自美國航空航天局航空工程師羅伯特·瓊斯之手。
AD–1的機翼可以圍繞其中心樞紐進行旋轉，飛機在緩慢飛行時機翼仍需與機身保持垂直，但高速飛行時機翼與機身的夾角可以達到60度。
駕駛艙：該飛機在1979-1982四年中僅僅試飛過79次。
微笑的試飛員，拍攝于位于加州沙漠地區的美國宇航局艾姆斯研究中心
AD-1出自美國航空航天局的航空工程師羅伯特·瓊斯之手，瓊斯就職于NASA位于加州莫菲場的艾姆斯研究中心，通過風洞實驗和他的分析而得出的結果顯示，安裝“旋轉翼”的超音速運輸機的燃油效率是傳統運輸機的兩倍以上。
“旋轉翼”概念最早是1976年在德萊頓進行的一項針對遙控飛機螺旋槳驅動的小型評估中提出的。而1979-1982年間對雙渦輪技術而進行的早期研究為AD-1的研制提供了相關的數據。“旋轉翼”目前應用許多高性能的飛機上，包括F14、F 111和B1。
洛克希德馬丁公司設計的超音速噴氣飛機，正在掠地飛行。這一超音速噴氣飛機之所以能低空飛行，是因為采用了倒V字型引擎設計。
芬蘭航空的飛碟。芬蘭航空工程師們為2093年設計出這一令人炫目的飛機。這種飛機能承載2400名乘客，而且能夠垂直起飛。
芬蘭航空的科幻飛機。這一樂觀的設計展示了一架完全是由循環材料制成的飛機，而且零排放。
芬蘭航空公司設計的微型直升機：這一直升機的外部大部分是由太陽能電池構成，能夠為這一三人直升機提供動力。
芬蘭航空的A600-850M飛機。這一飛機被描述為“零排放超音速飛機”。全世界的研發人員正努力研發新型材料，這些新型材料能使飛機更舒適，排放更少。
芬蘭航空提出的“太空旅館”概念，通勤飛船往返于地球和“太空旅館”之間運送旅客。這一450張床位的太空旅館在地球上空圍繞地球飛行，每個周期耗時9小時。
商業太空飛行并不僅僅停留在科幻作品之中。維珍銀河公司目前正在馬杰夫沙漠測試太空飛船2號。預計商業太空飛行將很快成行。
波音公司正在研發一種太空飛船，預計到2015年能夠搭載乘客和公司官員進行商業太空飛行。這張圖片顯示的是波音公司研制的CST-100，能夠搭載7名機組成員，其設計目的是為國際空間站提供支持。
空中客車公司的概念飛機。空中客車公司研發和技術部門負責人艾克賽爾-克雷恩解釋說：“我告訴我們的工程師充分發揮他們的想象力。”
克雷恩指出：“出現在讀者面前的是2050年現實的飛機。我們的研發人員是根據現實設計出來的，大多數必須的技術已經存在。”
工程師們“最重要的目標是減少燃料消耗，降低發動機噪音。為了達成這些目標，他們在飛機制造方面取得了革命性的成果。”
星期日，歐洲航空航天業巨擘歐洲宇航防務集團（EADS）展示了其“零排放特高音速交通工具”（Zehst）噴氣式飛機，希望能在2050年左右，實現從巴黎在2.5小時內飛抵日本東京。
由計算機生成的“零排放高超音速運輸客機”
“我所設想的未來飛行器看起來就像Zehst ，” EADS 技術總監 Jean Botti 在巴黎布爾歇機場宣布這項計劃時說道，而第二天就是巴黎國際航展開幕的日子。
EADS在巴黎附近的布爾歇機場上展示的Airbus A 350 XWB模型
和目前飛行在10Km左右的常規客機相比，由燃燒后只排放水蒸氣的氫氧燃料驅動火箭引擎則推動該飛機在32 Km 的巡航高度前進。
“你在同溫層，不會制造污染，”Botti 說。
至于著陸，飛行員先關掉引擎滑翔下降返回地球，然后再點燃用于著陸的常規引擎。
EADS希望在2020年之前制造出該飛機的原型，2050年左右正式投入運營。該項目和日本聯合開發，并且使用的是已實現的技術。該飛機的一個4米的模型會在布爾歇市每半年舉行一次的航空航天展中亮相，該航展于星期一開始，星期五對普通大眾開放，從模型來看，飛機則像是已被棄置的協和式超音速飛機。
該項目由空中客車的母公司EADS公司研制，將于今日巴黎航空展的官方開幕式上正式公布。它可以承載100多名乘客，傳統的噴氣發動機也有助于推動它從一個正常的機場跑道上起飛，這表明它不會產生如協和式超音速噴射客機那樣的強烈噪音。一旦達到合適的高度，飛機就會啟動一組火箭發動機，它們將推動飛機達到更高的速度和翱翔于更高的天空，而且它會使用最后一組發動機——沖壓發動機。
目前，它們只在發射導彈時使用，它們不能在飛行初始階段起效，但在飛行器時速高達1000英里以上時會大大加快它的速度。它們在飛機速度超出4馬赫時將幫助飛機攀爬到20英里的高度，而傳統客機的巡航高度大約為六英里。
一旦處于巡航速度時，零排放高超音速運輸機就可以在短短的20分鐘之內從倫敦飛往西班牙南部的馬拉加。飛往伊斯坦布爾的航班將需要30分鐘，它可以在一小時左右就到達美國東海岸。
這架飛機使用火箭和渦噴發動機，可以在兩小時內從倫敦飛至東京。
這也將大大減少倫敦至東京的飛行時間，而至悉尼的旅程只需三個半小時。經過滑翔下降，傳統發動機將重新點燃，便于飛機著陸。
據EADS官員所言，這架飛機將會于2040年左右投入使用。
讓·博迪是EADS公司的創新和技術技術總監，他說：“這不是協和式超音速噴射客機，但它看起來像協和式飛機，這表示20世紀60年代的空氣動力學已經非常先進了。我們一直都在研究這個項目，花費了這么長時間的努力，我們終于知道它是可行的。”
不像傳統飛機那樣，這架飛機的動力是由海藻制成的生物燃料——氫氣和氧氣，因此它也是世界上最環保的飛機之一。
一項長達18個月、致力于描繪未來客機的NASA研究已經誕生出若干概念，盡管乍看之下有些過時。并非是那些仿佛借自于科幻的奇異新設計，而是人們熟悉的外形占據了4個業界團隊于2010年4月為NASA“基礎航空工程”（Fundamental Aeronautics Program）完成的先進概念研究報告的大部分頁面。
審視這些或許將在距今20到25年內見于生活的概念，你可以看到與今日飛行器的不同之處。
就在這些概念的表面之下，藏著突破性的機體和推進技術，這些技術有助于使明日的商用飛行器運作得遠為安靜、潔凈，使之具有更好的燃油效率、旅客舒適性，并飛向更多的美國機場。
你將看到超現代的形狀記憶合金、陶瓷或纖維化合物、碳納米管或纖維光纜、自修復蒙皮、混合電力引擎、折疊機翼、雙機身和虛擬現實窗口。
“站在飛機近處，你也許看不出區別，但是技術改進卻是革命性的，”基礎航空工程亞音速固定翼項目的項目科學家Richard Wahls如是說，該項目位于維吉尼亞州漢普頓的NASA蘭利研究中心。“技術之美遠弗膚淺”。
在2008年10月，NASA征詢工業界和學術界共同構想在2030及以后的未來能誕生和發展什么樣的飛行器先進概念，其既滿足預期的商業航空運輸需求，又滿足期望的能源效率、環境和運作目標。這些課題意在識別出關鍵的技術發展要求，以實現預想的先進機身和推進系統。
NASA為2030世代飛行器制定的目標，與今日生活中的飛行器相比如是：
- 低于當前聯邦航空局噪音標準71分貝的降噪，旨在包容機場地帶令人厭惡的噪音。
- 比國際民航組織委員會關于航空環境保護的第六次會議（CAEP/6）制定的放標準減少超過75%的二氧化氮排放量，旨在改進機場周圍的空氣質量。
- 在燃油燃燒性能上減少超過70%，這將減少溫室氣體的排放和空中旅行的費用。
- 發掘大都會觀念的能力，使大都市區域內的多個機場的跑道得到最佳利用，以此作為減少空中交通擁堵和延誤的一個手段。
前述團隊由通用電氣、麻省理工學院、諾斯羅普·格魯曼公司和波音公司領導。以下是其最終報告的若干要點：
- GE航空團隊提出搭載20名乘客的航空器，通過為點對點旅行使用社區機場，它能減少主要大城市樞紐的擁堵狀況。這種航空器有卵形的機身，能并排放置4個全尺寸座椅。其他特點包括使整個表面的氣流更流暢的航空器外形，和用以驅動先進電力系統的燃油發電的電池。這種航空器先進的渦漿發動機采用低噪音的螺旋槳，并通過提供足夠進行短程起飛和快速爬升的推力來進一步減少噪聲。
- 在其180座D8“雙泡”的布局中，麻省理工學院團隊相比常規出離得更遠，在縱向上將兩個飛行器機身熔接并在尾部安裝三臺渦扇引擎。麻省概念中的重要部件乃是使重量更輕的合成材料之運用，以及具有更高效推力的超高涵道比渦扇引擎（超高涵道比：相比于傳統引擎，通過核心機的氣流更小，而通過環繞核心機的外涵道的氣流則極為增大）。與現行設計趨勢相反，麻省的概念通過最小化發動機總體直徑的尺度以及相應縮小噴氣排放直徑來增加涵道比。該團隊稱其之所以設計D8是為與737-800實現相同的使命。D8非同尋常的外形使其具有比737更寬闊的客艙。
- 諾斯羅普·格魯曼團隊預見了較小120座飛行器的廣泛需求，它是為增加載客量和減少延誤而量身定做的。該團隊稱其“安靜高效低排放商業運輸”（SELECT）概念是“性能上的革命，即便不是外觀上的”。陶瓷合成材料、納米技術和外形記憶合金卓越地體現于其機體和超高涵道比的推進系統結構。這個飛行器所承載的環境與運營目標很大程度上取決于使用較小的機場，跑道只有5000英尺之短，實現地理上遍布更廣的空中交通。
- 波音公司的“亞音速終極綠色飛行器研究”（SUGAR）團隊檢驗了5個概念。該團隊最青睞的概念——SUGAR Volt——這種雙發的飛行器具有氫推進技術、管狀外形機身和由桁架支撐并固定于飛機頂部的機翼。與今天使用的典型機翼相比，SUGAR Volt的機翼的翼尖相距更遠，前緣與后緣之間相距更短，并且后掠角更小。它也可以帶有鉸鏈以便當在登機門處緊密停放時能收起機翼。設想中先進的電瓶技術有助實現一種獨特的氫動力渦輪-電力推進系統。這種飛行器的引擎既能在其核心機中燃燒燃油，也能在核心機關車時用電力轉動渦輪風扇。
NASA并沒有指定商用航空運輸需求是國內的還是全球的。所有四個團隊都聚焦于在單一大陸內旅行的飛行器，因為他們的業務顯示小型和中型飛機仍將是未來整個機隊的主力。不過，也有一個團隊展示了一種用于洲際運輸的大型氫動力機翼概念。
所有這些團隊為未來的技術研究和發展提供了“清晰的道路”，克利夫蘭市NASA格列研究中心“亞音速固定翼項目”的首席研究員Ruben Del Rosario如是說。“他們的報告會使我們的研究計劃有所不同。我們將找出這些研究中的共同主題，并用它們來為未來打造更有效的戰略，”Del Rosario說道。
以下是四份報告中的一些共同主題：
- 更低速的巡航——大約0.7馬赫，即音速的十分之七，比今天的飛行器低5-10%——并且飛行于更高海拔以節約燃油。
- 對起飛和安靜飛行要求更少動力的引擎。
- 更短的跑道——平均大約5000英尺——以增加運營容量和效率。
- 更小的飛行器——相當于波音737的中等尺寸，其客艙容量不多于180座——為增進成本-效益而飛行更短更直的航路。
- 寄托于空中交通管理方面頗有前景的進步，例如用于合并與分割航路、離港爬升和到港降落的自動決策工具。
這些團隊為輕比重的合成材料結構、耐熱和耐應力的發動機材料、有助于實現其設想的空氣動力學模型提出了不同的改進建議。NASA正參照其自身的發展用于飛行器廣泛領域的航空技術以及取得最大公共利益的運營情境的目標來衡量這些建議。
“我們客戶的這些意見為我們對未來的展望提供了深思熟慮過的方案，這將幫助我們明確地把研究投資決策放到主流方向。”華盛頓NASA總部的航空研究副局長Jaiwon Shin如是說。
“識別出那些必要的技術將有助于我們建立一個研究路線圖，以便在未來的數年里跟進并將這些創意帶到生活中。”Shin說道。
NASA設計2030世代飛行器的下一步努力，是第二階段的研究，以開始發展能為與改進航空運輸系統——增加能源效率和減少環境影響——相關的國家目標所需的新技術。NASA于4月份收到四個團隊的建議方案，并希望資助一或兩份研究，使之于2011年啟動。
NASA的管理層也將重新評估2030世代飛行器的目標，以判斷某些關鍵性的技術從實驗室和實地測試進入實用是否增加需要額外的時間。四個團隊試圖使燃油消耗或者噪音目標滿足NASA的概念，但不是兩者皆滿足。
一項合作研究成果著眼于新一代超音速運輸飛行器的概念，以滿足NASA為2030世代設定的噪音、排放和燃油效率目標。NASA展望了一個廣闊的超音速旅行市場，飛行器將搭載更多的旅客以增加經濟可行性，同時滿足日益嚴格的環保要求。
波音公司和洛克希德·馬丁公司評估了市場條件、設計目標和約束、常規和非常規構型，以及可行的技術，以便為研究與發展活動制定路線圖建議。兩個團隊都提出了能在超過1.6馬赫的巡航速度和最高5000英里航程的條件下搭載100名以上乘客的飛行器概念。
波音公司5月3日表示，由該公司研制的幻影線（Phantom Ray）無人機于4月27日成功地完成了首次飛行，地點是在位于加利福尼亞州愛德華茲空軍基地的美國宇航局Dryden飛行研究中心。
幻影線無人機在今年3月經過了一系列高速滑行試驗之后，完成了這次長達17分鐘的飛行，并檢查了其制導、導航與控制和飛行界面的性能。
