1958年,美國總統(tǒng)艾森豪威爾簽署法令將國家航空咨詢委員會(NACA)改組為國家航空航天局(NASA)。NASA成立后,盡管工作重點轉到航天技術上,但發(fā)展航空科技仍是它職責的一部分。這從NASA分別投入航天和航空的財力和人力看得很清楚。目前,NASA全年預算187億美元,其中航空研究預算僅5.07億美元,占2.7%;為NASA工作的全職民間雇員18798人,其中從事航空研究的約1395人,占7.4%。
根據(jù)NASA的任務分工,其航空研究由“航空研究任務部”(ARMD)負責組織。ARMD的工作宗旨是解決全美航空運輸系統(tǒng)中迄今仍然存在的挑戰(zhàn),即空中交通擁堵、飛行安全和對環(huán)境的不良影響。解決這些問題需要創(chuàng)新的技術方案和專注的研究及開發(fā)工作。ARMD正在尋求研發(fā)新的飛行操作方案以及可以將其平穩(wěn)地轉入航空運輸業(yè)使之成為產(chǎn)品的新工具和新技術。
據(jù)稱,NASA航空部門幾十年來對航空發(fā)展的貢獻可以用3個數(shù)字來概括:在美國直接經(jīng)濟活動中產(chǎn)生4000億美元價值,為65萬人提供就業(yè)機會,每年輸送6億人次旅客。今天幾乎每架飛機上都有NASA提供的技術,這些技術使飛機飛得更加安全和高效。與國家相關部門、工業(yè)界和學術界一起合作,NASA正在創(chuàng)造下一代航空運輸體系,其工作將找到提高國家空域的容量、效率和機動性的辦法,有助于減小噪聲和污染排放、提高效率和性能、改善飛行安全。
當前,NASA制定了一項“綠色航空”計劃,目標是使所有人的空中旅行“更安全、更綠色和更有效”。為此,各項研究計劃都圍繞制訂節(jié)油的飛行計劃和減少飛機油耗、減少排放和降低噪聲來開展。
為此,NASA正開展5項航空研究計劃,前4項包括空域系統(tǒng)計劃、航空安全計劃、基礎航空科學計劃和綜合系統(tǒng)研究計劃,它們在新飛機技術中都是屬于基礎的、前沿的研究,以及為將新的飛行方案和技術融入下一代航空運輸系統(tǒng)(NextGen)中必須進行的系統(tǒng)級研究;第5項計劃是航空試驗計劃,任務是管理和使用好大量風洞和其他試驗設施(如結冰、推進等)、飛行研究機和支援性飛機,以及推進NASA各研究中心試驗技術的發(fā)展。
下面是2011年NASA開展的航空研究的一些實例:
——替代性燃油
2011年4月,NASA使用自己的DC-8飛機進行了地面試驗,測試了生物燃油的排放及其性能。其中有些是從雞油和牛油脂肪中提煉的。替代性航空燃油試驗的初步結果表明,油料的顆粒排放在發(fā)動機空轉時可減少90%,在起飛推力狀態(tài)下可減少50%。這就能大大改善機場周邊的空氣質量。
——規(guī)避壞天氣
在巡航高度下,壞天氣造成對飛行的影響占每年所有交通延誤的70%。為此,NASA研究人員開發(fā)了一種工具,它能持續(xù)分析飛行軌跡和天氣狀況,然后提出修改航線的建議,以避免在飛行中遇到麻煩。2011年,他們在得克薩斯州上空進行了兩天的壞天氣影響飛行的研究。分析表明,新的動態(tài)天氣選線工具避免了12個多小時的延誤。研究人員考慮在不久的將來對該工具在機場進行試驗,以便在實際空中交通管理的場景中展示該工具的效益。這是NASA在向美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)交付該工具,進行最終取證和投入實際使用前需要做的最后一步。
——直升機設計
2010年5月,UH-60直升機的旋翼葉片在風洞中進行了測試。所取得的數(shù)據(jù)研究給工程師提供了關于旋翼性能、應力和湍流的開拓性數(shù)據(jù)。這有助于他們設計更好、噪音更低的直升機。2011年,這個項目獲得了美國直升機協(xié)會的褒獎,被認為是在直升機領域中研究和試驗工作的突出貢獻。
——空中交通管制
2011年,NASA與FAA及其伙伴一起進行了協(xié)調工作。NASA計劃在2012年演示驗證一種空中交通管理技術(ATD-1),以評估幾個空中交通管制新工具的工作效果,并改進由NASA和FAA一起開發(fā)的骨干機場在交通繁忙時飛機進出港的管理程序。試驗的目的是展示這些技術如何支持國家空管的現(xiàn)代化進程,為空運業(yè)提供看得見摸得著的經(jīng)濟和環(huán)境好處。
——先進的材料
2011年,NASA研究人員在推進復合材料技術的進一步發(fā)展。目前,復合材料已廣泛應用在諸如波音787和空客A380等民航飛機的機身結構上。NASA研究的重點是把多層復合材料壓合在一起,并把加強劑結合到復合材料之中,以制造出下一代復合材料。與目前使用的方法相比,新的制造方法可以減少10%的重量,由此可以直接轉化為燃油消耗的減少。新方法還能改善安全性,防止材料裂紋一旦發(fā)生延展,可能造成結構損壞。2011年,新復合材料制造技術成功地進行了試驗。一塊由壓合的復合材料制成的彎曲機身壁板通過了多方檢驗,包括破壞性試驗。一塊用同樣材料制作的立方體支撐了其所需承載應力負荷的兩倍多!
(責任編輯:王飛)