未来的飞机长啥样?

Answer 1

由于机械故障，航班又一次延误了，你早早来到候机楼，心里却无法踏实；一眼望去，狭窄的机舱中人头攒动，来回走动似乎很困难，你最好的选择只能是乖乖地坐在原位；空中的飞行漫长而无聊，你无所事事、昏然睡去，但飞机突然出现剧烈颠簸，“机震”中你感到心脏受损，不得不掏出口袋中早已备好的药片……这些都是在当代航空旅行中难以避免的事情，你对此早已感到厌倦了。令人欣慰的是，所有这些都将在未来得到改善——已经有6种颠覆传统的“新概念”飞机正在设计和研发，它们将带你飞向未来。

飞天神鲸

谈到设计一种带有“新概念”性质的飞机，航空公司的专业设计师们往往会受到许多束缚，他们需要把安全和成本放在第一位，因而不能充分发挥创造力。相比之下，业余的航空爱好者则不受一些条条框框的局限，比如西班牙人奥斯卡·维纳尔斯，他发挥了天马行空的想象力，用图纸设计出一款鲸鱼外形的新式飞机，并将其命名为“AWWA Sky Whale”（啊！哇！天鲸）。

这是一条名副其实的“鲸鱼”，它比现今世界上最大的空中客车A380还要大许多，机舱内采用上、中、下三层设计，可以容纳755名乘客。“鲸鱼”的最顶层是头等舱，这里的乘客能够通过屋顶的“天窗”欣赏到天空的景色，当然这些天窗并不是真正的窗户，而是一些连接着摄像头的电子显示屏，它们由内置的太阳能电池板供能，随时将外边的景色显示到舱内。除了容量巨大之外，“鲸鱼”还使用了许多令人惊喜的高科技。“鲸鱼”使用的全都是铝合金、碳纤维、陶瓷和石墨烯等材料，尽可能使机身重量最小化；飞机的引擎使用最先进的油电混合动力；机翼则是主动式的活动机翼（机翼主动流过的气流，降低阻力），而且使用了能够自我修复的材料（比如一些形状记忆的合金）。总而言之，“鲸鱼”使用的所有高科技元素都是为了减少阻力、降低燃料消耗量及氮氧化物的排放量，使飞鲸成为所能想像的最平稳、最环保的飞机。

当然，维尔纳斯的“鲸鱼”目前还处于“纸上谈兵”的阶段，也许这条惊艳的“鲸鱼”今后也未必造得出来，但不管怎样，它也会启发许多专业的设计师，使他们的想法不再那么的保守。

无声的超音速

飞机在发展的早期阶段，曾带给人们很多惊喜，而如今随着科技的进步，飞行不再有新鲜感，人们已经失去了在飞机上花费时间的耐心和兴趣，只是希望飞机可以更快，从而缩短旅途。如果要做到这一点，人们首先想到的自然是超音速客机，比如经典的协和式飞机。

超音速飞机虽然很快，但是噪音很大。当飞机接近音速时，会有一股强大的阻力，使飞机产生剧烈的振荡，速度衰减，这种现象就是音障。突破音障后，由于飞机本身对空气的压缩无法迅速传播，空气的波动便逐渐在飞机的“鼻子”、“翅膀”边缘和“尾巴”处堆积起来，形成能量很高的冲击波，也就是音爆。音爆有许多坏处，可能会惊吓到野生动物、扰民甚至是破坏建筑。在2000年7月的法航空难之后，协和式飞机巨大的声响使人们无法再次信任它，导致载客量一直很少，3年之后，协和式飞机就退出了航空业。

在将来，协和式飞机的继任者也许会出现，它就是“洛克希德·马丁N+2”商用超音速飞机。“N+2”由美国洛克希德·马丁航空航天公司和NASA联合设计，它可以搭载80名乘客，从纽约飞到洛杉矶仅用2.5小时。“N+2”的设计师们将研发的重点集中在噪声控制上，他们为“N+2”设计了复杂的机身曲线和锋利的翅膀，改进了飞机排气装置，并使用集成的风扇来抑制噪声。设计师们预计，“N+2”飞起来只会发出难以觉察的嘶嘶声，它将会在2025年进入航空业。

“敞篷”飞机

万米高空的美景，谁不爱看呢？只是飞机的窗户就那么小，想欣赏天际景观，乘客们只能去争抢靠窗的位置了。为了解决这个问题，法国的设计师们决定把墙壁去掉，让外边的景色一览无余。

这种“敞篷”飞机名叫“IXION”，是法国飞机制造商Technicon Design想出来的点子。“IXION”其实并没有真的去掉墙壁，相反它去掉的是窗户，取而代之的是覆盖了机舱内壁的大面积显示屏幕，这块高分辨率、低电压的屏幕则由位于飞机顶部的太阳能电池板供电。

“IXION”的原理也不难理解，它使用外置摄像头360度拍摄飞机外的风景，然后在机舱内部显示，从而实现了机身透明的视觉效果。由于机身内壁是显示屏，所以它还可以设定为其它场景，比如公园或者野外，让乘客忘却正在搭乘飞机，乘客也可以将屏幕调为互动模式，作为视像会议或电脑工作之用。

毫无疑问，“IXION”将会给乘客们带来超乎想象的飞行体验，给人一种俯视天下的感觉。在2014年的美国国家公务航空协会展览中，“IXION”的创意也备受好评，赢得了外观设计类别大奖。

水上客机

全球的航空业正在经历爆发式增长，为了满足不断增加的市场需求，航空业不断扩建机场，以供更大的飞机起降。但是，扩建机场会对环境带来不利影响，飞机起降的噪音也会让城市居民不堪其扰，所以，机场的缺乏可能是航空业发展面临的最巨大的挑战。为了解决这一问题，伦敦帝国理工学院的研究人员将目光投向了早期的长途航空旅行方式——水上飞机。水上飞机在水面上起飞、降落和停泊，因此“下半身”则有些古怪，大都设计成船（便于水上滑行）或者浮筒（便于水面停靠）的模样。水上飞机虽然如今很少见到，但在第二次世界大战之前，它是可以在全球范围进行航空旅行的唯一方式。

现在，伦敦帝国理工学院提出的水上客机仍然以上世纪40年代的水上飞机为蓝本，新式的水上客机具有一个V型船体，能在着“陆”和起飞时为飞机提供浮力和适航性能。为了减少空气阻力，水上客机还有一个“翼身融合体”的结构，船体向上倾斜无缝融入飞机宽体机翼的下侧，使整体外观更具流线型。此外，这种水上客机还采用环保的氢燃料，飞行中不会排放有害气体。

如果研制成功，伦敦帝国理工学院的水上客机将会是一个空运巨无霸，它一次可搭乘2000名乘客，是A380可承载量的两倍还多。水上客机如果想要成为航空主流，也许尚需时日，因为人们还需转变传统的航空观念，有趣的是，对水上客机来说，人类面临的一大灾难——温室效应（引起的海平面上升）却成了它的一大利好。

混合飞行器

人们都知道NASA喜欢探索太空，但人家的全称是美国国家航空航天局，凭借其遥遥领先的技术和理念，NASA设计了许多炫酷的“新概念”飞机，除了前面提到的“洛克希德·马丁N+2”，NASA的另一个代表作就是“N3-X”。

“N3-x”被称为混合飞行器，因为它混合了目前能够想到的一切可以利用的新科技成果，可以称得上是未来“新概念”飞机最终极的版本。“N3-x”外形很像美国B-2隐型轰炸机，它的机翼和机身融合在一起，配以流线型设计，可以大幅度减少飞行阻力。在动力方面，“N3-X”也要强过著名的波音777（全球最大的双引擎宽体客机），波音777通过机翼下的两个涡轮风扇发动机来提供推力，用燃油供能；而“N3-x”则采用生物燃料提供电能，使用超导电机来提供动力。超导电机由超导体材料制作，电阻为零，不会发热升温，所以体积很小、功率密度很高。这些超导电机被安置在“N3-X”的尾部和机翼的翼端，与波音777相比，这种设计不仅环保，而且在空气动力学上的效率也更高。

NASA的科学家们表示，“N3-X”最快可能在20年之后研制出来。

电动飞机

许多“新概念”飞机虽然炫酷高大上，但距离现实还有一段距离，而欧洲空中客车公司设计的“E-Fan”（伊凡）却已经可以升空了。

在2014年的英国范堡罗航空展，空中客车公司参展的是一架小型飞机“E-Fan”，其翼展为9.5米，总重量仅有550千克左右。在一众大型飞机中间，“E-Fan”显得不那么起眼，但依旧赢得了各方的关注，其原因就在于它符合未来私人飞机的发展潮流——绿色环保、安静、轻便快捷。

“E-Fan”是目前世界上唯一百分百依靠电池提供动力的飞机，而且电池是可以充电续航的。由于不使用燃油，在飞行过程中，“E-Fan”不会排放废气，人们也几乎听不到任何刺耳的噪音。毫无疑问，“E-Fan”有着极大的市场潜力，对于大多数只在近距离区域活动的上班族来说，“E-fan”要比汽车、电动车要快捷，吸引力自然也大得多。

然而，“E-Fan”也有类似电动汽车的缺点，那就是续航时间短，一次只能飞1个小时、搭乘两人。空中客车公司仍然很看好它，设计人员计划在2017年推出能够搭乘4人的“E-Fan”，而在更远的将来，空中客车公司甚至有着更大的“野心”，他们希望能将“E-fan”发展成能够承载90人的客机。如果这一目标能够实现，届时天空将变得熙熙攘攘，点缀着各式各样、五颜六色的私人飞机，让我们拭目以待吧！

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（本文源自大科技*科学之谜2015年第12期文章）