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“瓶口技術”讓飛機既節能又減排
發布時間:2010-04-27 信息來源:中國能源報
   

     飛機的機翼能夠幫助飛機減少燃油消耗,降低二氧化碳排放量。日前有科學家正打算從機翼著手,大幅度降低飛機的能耗并同時減少溫室氣體排放,而所謂的“瓶口技術”正能幫助科學家們達到這一目標。

  何謂“瓶口技術”?眾所周知,當風吹過瓶口時,會進入瓶中 、發出聲音?茖W家就是利用這一原理,將飛機機翼內部“掏空”,并在機翼表面鑿上小孔,制造出類似“瓶口”的結構。據估計,這一技術可以讓飛機減少40%左右的燃油消耗。

  “瓶口技術”是建立在德國物理學家赫爾姆霍茨的共振原理之上的。根據赫爾姆霍茨共振理論,當空氣被迫進入洞穴時,洞穴中壓強增加。在迫使空氣進入洞穴的外力消失的情況下,洞穴中的壓強就大于外界壓強,這樣洞穴中的空氣就將流出。然而,由于洞口的空氣存在慣性,外流的空氣會多于最開始被迫進入洞穴中的空氣,從而導致洞穴中的壓強略低于空氣壓強,繼而又會有部分空氣被吸入洞中。

  可以想象,空氣每流進流出一次,洞穴中與空氣中的壓強差就會變小一次,但這一過程將一直重復。當風吹過瓶口時,就會產生類似的效果:空氣被迫進入瓶中、增加瓶中壓強、擠出瓶中空氣,如此反復不斷。這樣一來,在這過程中,總會有空氣在瓶口震蕩。

  研究人員希望可以通過在飛機機翼中留出像洞穴一樣的空間,并在機翼表面鑿無數的小孔產生同樣的洞穴效果。如果真能達到這一效果,那么機翼周圍總會包圍一層震蕩的空氣,從而減少機翼與空氣的摩擦,降低阻力?茖W家表示,飛機在空中所受的一半阻力是來自于空氣和機身的表面摩擦,因此只要是能減少表面摩擦的技術都將為飛機節省大量燃油。

  技術突破帶來節能減排福音

  鄧肯博士是英國“瓶口技術”項目負責人。他正與英國華威大學的小組一道研究,希望早日讓該技術運用于實際生產中。鄧肯博士解釋說,在飛機機翼上鑿幾十個、幾百個、甚至是成千上萬個小孔可以大幅度減少飛機在空中所受阻力。據保守估計,飛機燃油消耗及二氧化碳排放都將因此降低20%左右。

  研究人員也是在無意之間發現了這一減小空氣阻力的方法。這一發現對于整個空氣力學研究是個巨大的驚喜。該國其他國家的科學家也對這一發現表示認同,并表現出對該項目的極大興趣。西蒙是英國工程和自然科學研究委員會(EPSRC)宇航防務集團的高級經理人,他稱這一發現為一歷史性的突破,因為它可以極大程度地減少飛行帶來的環境代價。

  鄧肯博士與他的工作團隊正加快節奏,爭取對該技術有更深入的了解。從前期實驗來看,結果是喜人的,因此他們正準備制造運用了這一技術的飛機模型,這樣科學家們能夠進一步了解空氣在機身上的運行軌跡?茖W家們想要通過這些模型確認,如果想要在機翼上鑿孔,現在普遍使用的機翼是否需要在結構上做大手腳的改動。

  歐洲宇航防務集團所屬的空中客車公司對該工程非常感興趣,并表示希望使用鑿孔機翼的飛機能夠在2012年前試飛。英國工程和自然科學研究委員會對該工程則有更高期待,他們想看到該技術將來不僅運用于航空領域,也能在汽車、輪船、火車等常見交通工具上使用,這樣一來,“瓶口技術”對環境的貢獻將更大、更持久。

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