全球經(jīng)濟(jì)依賴于航空航天業(yè)，而航空航天業(yè)帶來的技術(shù)進(jìn)步也是巨大的。本文旨在深入探討引人入勝的航空航天世界，探索該行業(yè)正在發(fā)展的最具前景的趨勢和技術(shù)。它們將如何為航空旅行的未來鋪平道路，又將如何使航空旅行更安全、更可持續(xù)、更高效？
航空航天業(yè)的動(dòng)態(tài)景觀
航空航天業(yè)仍然是經(jīng)濟(jì)增長最重要的推動(dòng)力之一，影響著從運(yùn)輸?shù)絿赖葞缀跛蓄I(lǐng)域。該領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出創(chuàng)新理念、超現(xiàn)代技術(shù)和突破性成果，它們正在改變航空旅行、太空探索等領(lǐng)域的本質(zhì)。
量子計(jì)算作為改變游戲規(guī)則的奇跡，以其無與倫比的能力成為解開航空航天謎題的關(guān)鍵。在其領(lǐng)域內(nèi)，導(dǎo)航系統(tǒng)將發(fā)生翻天覆地的變化，自動(dòng)優(yōu)化飛行路徑，達(dá)到未知的高度。它所蘊(yùn)藏的潛力甚至超越了任務(wù)成功與否的范疇，并延伸至飛機(jī)設(shè)計(jì)本身的未來。
金屬基復(fù)合材料 (MMC)
航空航天業(yè)一直在尋找具有高強(qiáng)度重量比和相關(guān)經(jīng)濟(jì)效益的新材料。鋁及其合金因其輕質(zhì)特性而被廣泛使用，但其熱穩(wěn)定性較低，因此磨損率較高。為解決這一問題，研究人員開發(fā)出了由納米顆粒增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料。
金屬基復(fù)合材料是一組含有各種增強(qiáng)相（如微粒、晶須或連續(xù)纖維）的材料（如金屬、合金或金屬間化合物）。人們正在探索將這些更輕的材料應(yīng)用于各種航空航天領(lǐng)域，包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)部件和起落架。
可持續(xù)航空燃料 (SAF) - 可持續(xù)性、需求和應(yīng)用
SAF也被稱為可持續(xù)航空燃料，是一種由可再生來源（如廢物或生物質(zhì)）制成的生物燃料。與傳統(tǒng)的噴氣燃料相比，SAF 有許多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗粌H可以在現(xiàn)有飛機(jī)上使用，無需進(jìn)行任何改裝，而且碳排放量較低。最近發(fā)表在《航空航天》（Aerospace）上的一篇文章指出，在2%的航班上使用50%的SAF混合燃料，會(huì)產(chǎn)生最強(qiáng)烈的受熱煙霧，從而使飛機(jī)產(chǎn)生的總能耗降低6%。芳香族化合物最少、硫含量低的 SAF 還有助于改善當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量。
目前正在研究和開發(fā)不同類型的 SAF，如麻風(fēng)樹基 SAF、藻類基SAF、廢物變?nèi)剂?SAF 等。
從為飛機(jī)提供動(dòng)力、與傳統(tǒng)噴氣燃料混合，到生產(chǎn)合成噴氣燃料，SAF 的用途多種多樣。由于這是減少航空旅行和空氣污染物對(duì)環(huán)境影響的關(guān)鍵方法之一，因此相關(guān)研究仍在繼續(xù)。最新發(fā)表在《清潔生產(chǎn)雜志》上的一篇文章指出，國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（IATA）已經(jīng)設(shè)定了到 2030 年使用10%的 SAF 的目標(biāo)，一些航空公司已經(jīng)在按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
氫燃料--航空航天業(yè)的潛在革命性技術(shù)
氫燃料是一種清潔燃燒的替代燃料，排放率低至 0%。作為主要的可持續(xù)燃料選擇之一，它產(chǎn)生的電力能夠?yàn)轱w機(jī)提供有效的動(dòng)力。該行業(yè)在使用氫燃料時(shí)面臨的問題之一是成本。制氫成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)噴氣式飛機(jī)，但研究表明，隨著技術(shù)的發(fā)展，成本將會(huì)降低。
氫燃料有許多好處，例如改善空氣質(zhì)量、減少碳排放和可持續(xù)生產(chǎn)，這些都是氫燃料日益受到關(guān)注的原因之一，盡管存在挑戰(zhàn)。在全球范圍內(nèi)，一些知名企業(yè)紛紛飛上創(chuàng)新的天空，開始了制造氫動(dòng)力飛機(jī)的遠(yuǎn)見之旅。波音公司正在開發(fā)氫動(dòng)力驗(yàn)證機(jī)（HyPOD），這是一種以氫燃料電池為動(dòng)力的小型實(shí)驗(yàn)飛機(jī)。同樣，羅爾斯-羅伊斯公司正在開發(fā)大型實(shí)驗(yàn)飛機(jī) UltraFanTM Demonstrator，而空中客車公司則將目光投向了天際，推出了 ZEROe 系列氫動(dòng)力飛機(jī)，將航空業(yè)推向了一個(gè)新時(shí)代。
追求精密
讓天空更安全的夢(mèng)想推動(dòng)著航空航天業(yè)對(duì)完美的追求，而先進(jìn)的制造技術(shù)則是開啟航空航天部件無與倫比的精確度和精密度的鑰匙。
在這些卓越的方法中，連續(xù)光纖激光直接制造技術(shù)（CFLDM）尤為突出，它利用激光將連續(xù)纖維增強(qiáng)材料熔融并置于基體中。選擇性激光燒結(jié)（SLS）和定向能沉積（DED）技術(shù)也不甘示弱，它們能以非凡的精度制造零件。
除這些方法外，其他幾種技術(shù)也有助于提高航空航天部件的精度和準(zhǔn)確性。微電子工程》（Microelectronic Engineering）雜志最新發(fā)表的一篇文章指出，增材制造技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，可用于優(yōu)化制造流程，從而提高精度和準(zhǔn)確度。
此外，航天機(jī)構(gòu)正在采用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)來培訓(xùn)航空航天工程師，以模擬飛機(jī)的運(yùn)行。這種前衛(wèi)的表現(xiàn)為編織更安全的天空和提高航空航天領(lǐng)域的效率創(chuàng)造了條件。
航空航天工業(yè)--快速發(fā)展的領(lǐng)域
在這個(gè)引人入勝的旅程中，量子計(jì)算和生物技術(shù)上演了迷人的二重奏，拓展了視野和想象力。
通過這些引人入勝的技術(shù)和趨勢，我們即將踏上航空旅行更安全、更高效、更環(huán)保的未來。隨著科技先驅(qū)們的不懈探索，他們所帶來的變革依然不可估量。
來源：中國復(fù)材