俄媒带你畅想明日航空

原标题：俄媒带你畅想明日航空 来源：参考消息网

参考消息网9月22日报道 据《俄罗斯报》7月19日报道，人工智能当飞机副驾驶员？数据和设计理念如何协调共处？混合动力和玻璃机身的星际飞船，这是科幻想象，还是未来的真实场景？《俄罗斯报》记者与俄罗斯茹科夫斯基研究所国家研究中心主任安德烈·杜托夫讨论了这些问题。

降低重量

记者问：有什么新技术能与从螺旋桨飞机到喷气式飞机的突破相提并论吗？电动飞机，混合动力飞机，还有什么？

安德烈·杜托夫答：首先，螺旋桨飞机并没有消失。我们过去使用它们，未来还会用。在飞机需要高速飞行情况下，飞机的气动布局和几何参数设计会发生变化。但是，螺旋桨飞机可以飞行，速度上并不比喷气式飞机差多少。在我们还没有设计出科幻电影中那样的星际飞船之前，螺旋桨飞机的存在仍有意义。

其次，全球对新型航空设备的规范和标准已经急剧收紧。而这在很大程度上决定着主要国家飞机工业的新一轮发展情况。

我们的努力方向是什么？首先，要环保。国际民航组织要求：2030年后，飞机飞行期间的碳排放量要减少80%，噪音要减少50%。而螺旋桨技术有助于解决这些问题。与飞行安全相关的另一个重要目标也写得很清楚：零死亡率。

这是三个基本指标。为了实现这些目标，需要新技术。首先，对于发动机来说，这涉及电力。基于雅克-40平台的飞行实验室在莫斯科航展上亮相。该实验室配备世界领先的高温超导电动发动机。这是一个真正的突破。

问：这种新技术的本质是什么？

答：简单来说，飞机的机头安装了一个由电动发动机驱动的空气螺旋桨。这是一种独一无二的混合动力方案，由巴拉诺夫中央航空发动机制造研究所（属于茹科夫斯基研究所国家研究中心）与SuperOx公司共同研发。该技术基于特殊的超导材料。它们处于77开氏度（约零下196.15摄氏度）的状态，内部装有液氮，因此这些超导材料的电阻为零。这有助于以相对较小的尺寸实现巨大的功率。

问：飞行永远要与重量作斗争吗？

答：完全正确。在这方面，我们领先世界大约2至3年，因为还没有人展示过这样的方法和技术 。您可以想象吗？借助电动发动机起飞，随后启动燃气涡轮发动机，在允许的高度给电池充电，再次依靠电力继续飞行，然后用螺旋桨降落……

我们希望到2026至2027年，我们将拥有一套完整的技术，能够在2030年前制造混合动力支线飞机。而且，我们还打算走得更远：不使用氮，而是使用液化氢作为冷却剂。液化氢也将是燃料。它实际上不会导致碳排放。这将是一个更加复杂的方案——它适用于大型飞机，适用于远程航空。然而，这已经是2035年及以后的前景了。

重塑外观

问：这一切会从根本上改变飞机的外观吗？

答：氢比煤油占据更多的空间。所以这将需要一个集成到机身中的混合动力装置。因此，我们正在研究新的飞机布局，其中一个方案是飞翼。众所周知，军方使用这类技术实现隐身性能。而民航使用该技术需要进行改造和发展——从发动机的位置、燃料、乘客座位的最佳分布等方面去考虑。通过统筹安排，机身将屏蔽发动机的噪音。不过，在当代飞机中，不仅发动机有噪音，机身本身也有噪音，而且还不小。

问：如果我们谈谈与飞行安全有关的超级技术呢？

答：首先，这是人工智能。有国际民航组织的路线图，有关人工智能如何影响安全的计算数据。还有一个非常明确的导向：2030年，民航将出现基于人工智能的“虚拟副驾驶员”。它能帮助解决国际社会设定的任务——航空零死亡率。

问：任务是消除飞行员的人为失误？

答：是的。人工智能和相关的飞行安全方法还有更多效用。如今，飞机运行的安全性和效率已不能与空中交通管制系统分开单独评估。这将是一个统一的机制。简单来说：机载系统不仅从空中交通管制系统的地面站点收集初始数据，还要从附近飞行的所有飞机收集初始数据，以确认和调整飞机的行进。

这样一来，估计黑匣子的问题就解决了。或者，例如，如果飞机的某个导航部件出现故障，旁边的飞机可以帮助它——共用自己的导航信息。此外，所谓预测诊断的术语已经出现。这意味着不仅能检查飞机的状况，还会预判其技术状况。这也将通过人工智能来完成。这样的系统已经在当代飞机上存在，它们的改进与处理大量数据相关，需要使用人工智能算法。

问：人工智能可能出错吗？

答：这首先是通过大数据学习的神经元系统。我们已经走出基础性搜索研究的阶段，现在需要打磨这些技术，以便设计师能加以利用。在大数据不充分的地方，系统用数学方法补足缺少的信息，并进行分析。总之，我们不仅要处理海量业务数据，也要处理综合数据，对后者的使用需要更加重视。这个想法很重要，正在世界范围内受到热议。

技术革命

问：有人认为，到2030年，传统技术带给航空制造的效率提升空间不会超过35%至40%。这种说法对吗？

答：这过于高估了。运输机械制造领域的传统技术是五六十年前发明出来的。今天，差不多所有技术发展都已在最大程度上饱和了，无法指望通过发展传统技术来根本性改善效率。提高几个百分点或许可以，但取得成果的代价将极其高昂。

只能期待从科学中产生可在随后的实验设计工作和新产品制造中实施的新解决方案。我们正处于这些技术的发展初期。但我们很清楚，它们将带来什么，以及该如何发展。

问：那么，设计师的思想、理念是怎样的？用航空设计师图波列夫的话说，天上飞的只有漂亮的飞机，是这样吗？

答：下一代飞机将是什么样？我可以明确地讲：这不光是单独完成自身任务的漂亮机器。这首先是操控更小系统的实用有效的系统。这正是我们对下一代航空技术设备的憧憬。我要补充的是，不应认为现在的机器很漂亮，下个模型还会更漂亮。这样的逻辑在这里不适用。这是关于系统，而非单独飞行器的全新观点。

问：在莫斯科航展上，俄罗斯将首次展示超音速客机模型。从模型到现实机器的距离遥远吗？

答：理论上，这种机器不难造出。可以作为技术落实的所有知识都已具备。除了在对抗音爆方面，音爆对人、所有生命体和环境都将产生极其负面的影响。如今，国际民航组织没有关于音爆的标准。我们的专家正在参与其制定。制造“雨燕”展示模型是朝此方向迈出的第一个重大步骤。俄罗斯正在迈出这一步。计划从明年开始制造将成为超音速客机原型的飞机。

问：它有哪些设计性能？

答：巡航时速1800至1900千米，飞行高度超过1.5万米，可超音速飞行5小时以上，这需要全新的发动机。飞机将拥有与众不同的拉长的机身。这说明什么？说明传统解决方案很难解决如此速度下的牢固性问题。此外，超音速飞行时，构件会开始发热，并且变长。对铝制构件来说，在速度超过两马赫的情况下，增加的长度可能达到30厘米。这一点也必须加以考虑。这是个综合性问题，涉及使用最适宜的材料、最适宜的构造（包括仿生学构造）和最适宜的技术。

不会给驾驶舱安装玻璃。所有外部信息电视源、红外源和无线电电子源信号都将由计算机接收。将只有技术视力系统，因为它原则上要优于人眼。我们的中心将在自己的展品中展示这些技术。

问：您如何预测小飞机的发展？一系列飞机模型的外观是怎样的？

答：我不会从一系列模型，而会从布置的任务说起。国家有地区政策，旨在完成对于为俄联邦居民提供交通服务而言十分必要的任务：确保边界安全、地区的交通可及性和居民流动性。举一个非常典型的例子。欧洲正在大力发展电动飞机。不是我们正在做的混合动力，而是完全由蓄电池驱动。为什么？因为在欧洲所需的飞行距离为200至500千米。而我们则是1000千米起步。依靠蓄电池无法飞越1000千米，但混合动力可以。

航空业的新技术时代看起来如梦似幻，尽管其中最具革命性的新事物也许并非如此令人惊叹。但只要夜以继日地勤奋工作，童话就能成真。