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Jun 08, 2023

Boeing da costruire rinforzato

When you burn as much fuel as an airline does, a single-digit fuel efficiency

Quando si consuma la stessa quantità di carburante di una compagnia aerea, una modifica dell’efficienza del carburante a una cifra si traduce in enormi risparmi. Prendiamo il film Aeroshark che riduce la resistenza aerodinamica che Swiss Airlines ha applicato su tutti i suoi 12 Boeing 777: offre un aumento di efficienza dell'1% e, di conseguenza, su soli 12 aerei, Swiss prevede di utilizzare 4.800 tonnellate in meno di carburante per aerei ogni anno, risparmiando quasi mezzo milione di dollari all'anno per aereo ai prezzi odierni. Sarebbe più vicino al mezzo miliardo all’anno per un operatore come American Airlines, che si avvicina a 1.000 aerei nella sua flotta, con un aumento di efficienza dell’1%.

Quindi puoi vedere come un aereo di linea più efficiente del 30% rispetto alle migliori macchine a corridoio singolo di oggi potrebbe essere un grosso problema. Ci siamo imbattuti per la prima volta nel concetto di design dell'"ala rinforzata con traliccio" di Boeing nel 2010, come parte del concetto Volt "Subsonic Ultra Green Aircraft Research" (SUGAR) progettato come parte di un programma di ricerca della NASA.

L'idea sfrutta la maggiore portanza e la minore resistenza che si ottengono con ali più lunghe, più sottili e con un allungamento elevato, il tipo che potresti trovare su un aliante non motorizzato. Un concetto che Boeing stava testando nel 2016, ad esempio, aveva ali più larghe di circa il 50% rispetto ad aerei standard comparabili.

Strutturalmente, questo genere di cose semplicemente non funziona senza rinforzo. Quindi il progetto della Boeing fa appendere le ali alla parte superiore della fusoliera e le sostiene con lunghe capriate che salgono dalla pancia dell'aereo. Anche questi sono profili alari sagomati con cura, che aggiungono ulteriore portanza oltre a forza e stabilità.

Essendo un concetto subsonico che viaggia a circa Mach 0,70-0,75 (da 519 a 556 mph, da 835 a 895 km/h), Boeing ha stimato che questi aerei di linea ad ala rinforzata potrebbero bruciare il 50% in meno di carburante rispetto a un aereo normale. Nel 2019, il concetto è stato riprogettato per navigare al limite della velocità transonica, intorno a Mach 0,8 (593 mph, 955 km/h), e sia a causa della maggiore velocità o semplicemente per una migliore comprensione dell'aerodinamica, Boeing ha percorso la strada l'efficienza rivendica un ritorno.

"Se combinato con i progressi attesi nei sistemi di propulsione, nei materiali e nell'architettura dei sistemi", si legge in un comunicato stampa della Boeing, "un aereo a corridoio singolo con configurazione TTBW potrebbe ridurre il consumo di carburante e le emissioni fino al 30% rispetto ai più efficienti aerei a corridoio singolo di oggi". aerei, a seconda della missione."

È passato molto tempo nella modellazione digitale e nei test in galleria del vento su scala ridotta, ma la NASA ha ora assegnato a Boeing un finanziamento attraverso l'accordo SFD Space Act per un importo di 425 milioni di dollari, da aggiungere a circa 725 milioni di dollari da Boeing e vari altri partner commerciali. per andare effettivamente a costruire l'oggetto su larga scala e farlo testare adeguatamente in volo.

La NASA afferma di voler completare i test sull'aereo dimostrativo Transonic Truss-Braced Wing "entro la fine degli anni '20, in modo che le tecnologie e i progetti dimostrati dal progetto possano informare le decisioni del settore sulla prossima generazione di aerei a corridoio singolo che potrebbero entrare in servizio in gli anni '30 del 2030."

Ci saranno sicuramente delle sfide. Per cominciare, queste ali super lunghe potrebbero semplicemente non adattarsi ai terminal o agli hangar aeroportuali esistenti. Boeing non ha detto nulla sull'aereo dimostrativo, ma sul concept del 2019 ha parlato dell'uso di ali pieghevoli per aggirare questo problema a terra.

E poi c'è il fatto che le ali enormi, spesse e con proporzioni inferiori degli aerei di linea standard creano uno spazio vuoto perfetto per i serbatoi del carburante. Mantenendo il carburante fuori dalle ali, si posiziona molto peso più in alto, più vicino al centro di portanza, riducendo le sollecitazioni tecniche nel punto in cui le ali incontrano il corpo. Contribuisce in qualche modo alla sicurezza in caso di incidente, mantenendo la combustione del carburante lontano dai passeggeri. E dal punto di vista puramente formale, libera spazio in cabina per posti extra per fare soldi. Il design a traliccio utilizza ali così sottili che i serbatoi del carburante dovranno probabilmente rientrare nella fusoliera.

D'altra parte, Boeing afferma che le ali rinforzate e montate in alto "potrebbero eventualmente ospitare sistemi di propulsione avanzati che sono limitati dalla mancanza di spazio sotto le ali nelle attuali configurazioni di aerei ad ala bassa" - anche se questo dimostratore non metterà alla prova alcuna fantasia nuovi motori subito.