從綠色航空試論飛機系統(tǒng)的發(fā)展趨向和幾點思考

郭瀟

摘 要 近幾年國內(nèi)、國際關(guān)于飛機失事的報道層出不窮，不禁引發(fā)社會各界對飛機系統(tǒng)是否完善、航空是否安全的思考。綠色航空這一理念的提出，推動了與航空相關(guān)的各個領(lǐng)域的變革。綠色航空是航空事業(yè)長久發(fā)展的保障，飛機系統(tǒng)也會朝著了綠色發(fā)展的趨勢，不斷進(jìn)行完善、改良，使人們可以乘坐放心、安全的飛機。文章從綠色航空、節(jié)能環(huán)保的理念入手，進(jìn)而闡述綠色飛機系統(tǒng)旨在為航空事業(yè)的長足發(fā)展做參考。

關(guān)鍵詞 綠色航空；飛機系統(tǒng)；發(fā)展趨勢

中圖分類號：V2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）16-0002-02

隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入人心，人們開始思考如何將飛機這樣的高耗能的機械節(jié)能環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。于是綠色航空這一概念一經(jīng)提出，立即得到了社會各界的一致?lián)碜o(hù)。人們寄希望于綠色航空，希望其可以改變現(xiàn)今天空的現(xiàn)狀，可以重塑潔凈的天空，為此世界各個國家一直進(jìn)行著研究、探討，旨在實現(xiàn)綠色航空的目標(biāo)。作者將從綠色航空的角度出發(fā)，對飛機系統(tǒng)的發(fā)展趨向展開思考，更好的完善航空事業(yè)。

1 綠色航空的作用

綠色航空對航空事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起著關(guān)鍵的作用，是航空研究人員一直關(guān)注的重點。目前，人們對綠色航空的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，將航空事業(yè)的發(fā)展推向了一個新的高度。綠色航空與飛機的生產(chǎn)率、航空制造業(yè)有著緊密的關(guān)系。眾所周知，飛機在運行過程中會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，主要表現(xiàn)在：尾氣排放和噪聲污染這兩個方面。飛機產(chǎn)生的廢氣會加重空氣中二氧化碳的含量，誘發(fā)溫室效應(yīng)，從而使全球的氣候發(fā)生

變化[1]。

美國等發(fā)達(dá)國家針對綠色航空制定了相關(guān)的計劃，例如：CLEAN計劃，ERA計劃等。要求對改變傳統(tǒng)的面貌，以低排放、低噪聲的目標(biāo)去潔凈人類共同的天空，希望經(jīng)過相關(guān)技術(shù)的革新變化，使大氣中的二氧化碳排放量減少50%，噪聲污染減少50%，使飛機從設(shè)計之初到投入使用的整個過程，可以實現(xiàn)綠色、無污染、零排放的目標(biāo)。相關(guān)的研究人員對綠色項目進(jìn)行了深入的研究，旨在降低二氧化碳的含量，將噪聲污染降到最低，在不影響人們的生命健康、大氣的清潔的前提下，使用飛機運輸，方便人們的需求[2]。歐美等發(fā)達(dá)國家主要通過，變革航空的新技術(shù)和開發(fā)新型的清潔能源，進(jìn)而建造具有規(guī)模的高能效的機械工廠，在生產(chǎn)之中實現(xiàn)低碳排放，最后促進(jìn)氣候向著有力的方向改變[3]。

我國也加強了對綠色航空的重視程度，在2011年我國就首次采用生物航空燃料這一清潔環(huán)保的技術(shù)，該技術(shù)主要是將樹籽、海藻等生物材料制作成供給飛機飛行的燃料，從而實現(xiàn)無污染的排放。但開拓綠色航空的新技術(shù)，不應(yīng)僅局限于燃料的更新，要使飛機的動力產(chǎn)生源發(fā)生根本的變化，才能徹底的進(jìn)行綠色航空，例如：用核動力、氫動力等新型技術(shù)[4]。

我國目前已經(jīng)采用了綠色電鍍技術(shù)、綠色電路技術(shù)、綠色噴漆技術(shù)等。這些新的綠色航空的理念將貫穿整個航空領(lǐng)域，在對航空產(chǎn)品的設(shè)計、運營、維修中都有體現(xiàn)，在不斷的改進(jìn)后，可以使飛機安全運行，通過系統(tǒng)的更新?lián)Q代實現(xiàn)航行的安全抵達(dá)。綠色航空涉及的領(lǐng)域很廣，需要全社會的共同參與，共同鑄造綠色航空的長城[5]。

2 飛機機電系統(tǒng)的綠色發(fā)展趨勢

飛機機電系統(tǒng)是執(zhí)行飛機上保障功能的總稱。目前，飛機機電系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)綜合化、智能一體化的趨勢，進(jìn)而對飛行過程中的能量、控制、功能、安全等方面進(jìn)行融合，共同實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的飛機機電系統(tǒng)。飛機機電系統(tǒng)在設(shè)計之初就考慮了將飛機的燃油、電源、控制等系統(tǒng)，綜合的進(jìn)行控制將實現(xiàn)能量的合理管理，進(jìn)而將其并入飛機管理的系統(tǒng)之中。業(yè)內(nèi)人士將這種飛機系統(tǒng)的綜合化視為，飛機機電系統(tǒng)綜合化的重大飛躍，各個系統(tǒng)之間不再是孤立的、單一的個體。飛機機電系統(tǒng)的各個系統(tǒng)要以實現(xiàn)整個系統(tǒng)最優(yōu)的原則，將功能、控制、安全等方面進(jìn)行有效的綜合，實現(xiàn)綠色安全的飛機機電系統(tǒng)[6]。

3 飛機控制系統(tǒng)的綠色發(fā)展趨勢

飛機控制系統(tǒng)屬于飛機的機載系統(tǒng)，在電傳時代的今天，成為了跨越飛機機電系統(tǒng)和飛機航空系統(tǒng)之間系統(tǒng)。正是由于飛機控制系統(tǒng)中的電子，使其在執(zhí)行的部分隸屬于機電，其物理屬性的相互融合的。所以，在當(dāng)今的系統(tǒng)工程中，飛機的控制系統(tǒng)會單獨列出來。現(xiàn)代航空電子系統(tǒng)是飛機的神經(jīng)中樞，直接控制飛機的核心系統(tǒng)，與多個系統(tǒng)相互連接、相互支持的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體。這樣的系統(tǒng)綜合化技術(shù)是當(dāng)今充滿挑戰(zhàn)、多種要求時代的必需品，是系統(tǒng)的最優(yōu)化的技術(shù)。飛行控制系統(tǒng)主要以優(yōu)化飛機平臺的性能，提高執(zhí)行任務(wù)的效率，保證飛機安全飛行有重要作用。目前，各個國家加大了對飛行控制系統(tǒng)的深入研究，使得主動控制技術(shù)和電傳控制系統(tǒng)得到了巨大的發(fā)展，二者的廣泛應(yīng)用形成了新型的飛機控制系統(tǒng)，具有以下幾個特點：1）控制的綜合化，高性能的管理；2）智能化的實現(xiàn)控制、管理一體化，該項成果在A380飛機上得到了實際的應(yīng)用。A380飛機采用AFDX和CAN總線的飛行控制系統(tǒng)，將電備份操縱鏈應(yīng)用其中，以適應(yīng)多電的趨勢，并且使部分的操作面采用電靜液作動器。在波音747上，飛機的控制系統(tǒng)得到了完美的運用，每個操作面都得到了完美的應(yīng)用，相互的配合，構(gòu)成非相似的余度，取消了機械備份操縱鏈。該技術(shù)在F-22、T-50、F-35上也得到的重要的應(yīng)用。飛機的控制技術(shù)在其使用功能上有廣闊的發(fā)展前景，可以改善和提高飛機的任務(wù)效率和平臺的性能，達(dá)到自動化的控制水平，向著飛機生存的方向發(fā)展。飛機控制系統(tǒng)在技術(shù)領(lǐng)域方面也向數(shù)字化、智能化、信息化的方向發(fā)展，實現(xiàn)自主控制技術(shù)和先進(jìn)的變體飛機控制技術(shù)。

4 綠色液壓技術(shù)的研究

4.1 節(jié)能型變頻液壓技術(shù)

節(jié)能型變頻液壓技術(shù)，在國外已經(jīng)被人們廣泛的應(yīng)用，目前在我國還處于實驗室的研究階段，距大批量的推廣、應(yīng)用仍有一段距離。節(jié)能型變頻液壓技術(shù)，過去僅僅用于液壓升降系統(tǒng)，在各個領(lǐng)域的推廣還需要一定的時間，這項技術(shù)向人們展現(xiàn)了節(jié)能的新觀點和新途徑。負(fù)流量的控制實質(zhì)上是以一種恒流量的控制，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能效果好、安全性高等，在機械液壓中得到了巨大的應(yīng)用。目前，德國、日本等國外公司在負(fù)荷傳感系統(tǒng)方面處于世界的領(lǐng)先水平。endprint

4.2 飛機液壓系統(tǒng)

在20世紀(jì)90年代的飛機就已經(jīng)裝配液壓系統(tǒng)，在之后的若干年，液壓系統(tǒng)得到了較大的發(fā)展，形成了變壓力液壓系統(tǒng)。由于高性能的戰(zhàn)斗機的實際需要，液壓系統(tǒng)的溫度升至180攝氏度，這樣需要高壓的液壓系統(tǒng)。高壓的液壓系統(tǒng)面臨著諸多的困難，例如：可靠性、管道的壽命、液壓油的泄露等。飛機液壓系統(tǒng)自身的特點是：功率大、高壓、高溫、安全等。飛機液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是：1）液壓管理系統(tǒng)技術(shù)，對液壓實施管理、監(jiān)控；2）液壓的數(shù)字化技術(shù)，將數(shù)字、電子信息普及到系統(tǒng)之中，國外已經(jīng)研制成功數(shù)字泵和數(shù)字液壓系統(tǒng)；3）變壓液壓系統(tǒng)技術(shù)。相關(guān)的實驗證明，在液壓系統(tǒng)中運用變壓技術(shù)是可行的，主要注意處理液壓泵方面的技術(shù)。飛機的研究人員發(fā)現(xiàn)，電氣系統(tǒng)可以很好的輔助液壓系統(tǒng)。就組合液壓技術(shù)而言，要控制好飛機系統(tǒng)油的溫度，確保在長時間的工作環(huán)境下，可以保持自身的功能和性能不發(fā)生變化，保證飛機系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

5 結(jié)論

綠色航空這一節(jié)能理念的提出，使飛機研究人員開始重新對飛機系統(tǒng)進(jìn)行思考和完善，使航空產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域發(fā)生著改變，綠色產(chǎn)業(yè)是人們追求的永恒話題，相信在不斷地探索、完善之后，飛機會以嶄新的面貌與百姓相見，成為真正的高品質(zhì)、高性能、高安全的環(huán)保運輸工具，為環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

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