航空工程師持續致力於設計最具流線型和空氣動力學的飛行器。然而,窗戶這一常見特徵長期以來卻成為一大挑戰。雖然窗戶能緩解加壓艙內的幽閉感,但同時也削弱了飛機結構,需要大量加固,這會增加重量、複雜性和空氣阻力。
位於加利福尼亞的 Otto Aviation 採取了一個大膽的步驟,消除了這一權衡。該公司最近發佈了 Phantom 3500,這是一款無窗私人飛機,通過屏幕提供周圍環境的全景視圖。最終,這款飛機是一款流線型的超高效飛行器,專為超音速層流飛行而設計,這在低阻力性能上是一項突破。
在接受《Interesting Engineering》訪問時,Otto Aviation 總裁兼首席運營官 Scott Drennan 解釋了公司如何從之前的型號 Celera 500 中汲取寶貴經驗,並將其應用於 Phantom 3500。這款飛機能夠將排放量減少 80%,同時提供 3,200 海里(3,682 英里,5,926 公里)的乘客範圍。
根據 NASA 的說法,征服層流是航空工程師追求的「低阻力聖杯」。自 1930 年代以來,針對這一航空領域的研究便開始了。此後,利用層流的技術取得了長足進展。Otto Aviation 宣稱其 Phantom 3500 實現了超層流,通過最小化氣流擾動來減少阻力。
為了達到這一空氣動力學性能,Otto 必須重回設計圖紙,放棄傳統的乘客窗戶等設計元素。Phantom 3500 沒有乘客窗戶,這帶來了雙重好處:無窗戶可使氣流更平滑,並簡化製造過程。
Drennan 進一步解釋道:「窗戶的切口及其所需的加固結構會增加製造的時間和勞動力,並使飛機的重量增加,也會在地面-空中-地面的循環中使周圍結構更容易受到疲勞損壞。」此外,窗戶的存在還會在外部模具線中產生步驟、間隙和接縫,從而增加空氣阻力。
Phantom 3500 取代了傳統的圓窗,內部則設有高清屏幕,提供全景實時視圖。為了防止幽閉感,Otto Aviation 在乘客艙的前後添加了無縫的高清屏幕,這些屏幕通過面向外部的攝像頭提供實時視圖。實際上,這些屏幕展示了周圍的景象,可能會讓一些焦慮的乘客懷念傳統商業飛機的窗戶。為此,Otto Aviation 正在通過模擬測試無窗飛行的影響。
Drennan 表示:「我們正逐步測試各利益相關者在我們的無窗艙發展模擬器中的長時間坐置。這些測試最終將以代表性的長時間坐置以及飛行為結束,並通過合適的利益相關者調查、飛行測試計劃和最終的 Super Natural Vision System 認證來實現。」
Phantom 3500 是一款中型商務噴射機,旨在提供奢華與舒適。其無縫艙室面積為 800 立方英尺(22.65 立方米)。Otto Aviation 預計這款雙發動機飛機將具有 3,200 海里(3,682 英里,5,926 公里)的乘客範圍,並能在 51,000 英尺(15,545 米)的巡航高度飛行。
該飛機將以超音速速度飛行,氣流在物體周圍的流動是亞音速和超音速的。因此,該飛機的部分部件將經歷高達 Mach 1.2 的超音速。Mach 1,即音速,等於 1,236 公里/小時(768 英里/小時)。
規格 | 數值 |
---|---|
乘客範圍 | 3,200 海里(3,682 英里,5,926 公里) |
巡航高度 | 51,000 英尺(15,545 米) |
目標成本 | $24,000,000 / 約 HK$ 187,200,000 |
燃油效率 | 可達 50% |
排放減少 | 預計 80% |
最短跑道長度 | 3,500 英尺(1,067 米) |
根據 Drennan 的說法,Otto Aviation 計劃在 2027 年下半年進行首次飛行演示。此外,Otto Aviation 還計劃推出新飛機系列。Phantom 3500 是一款奢華的飛機,將可搭載四名或更多乘客,Otto Aviation 旨在滿足不同需求。
Drennan 表示:「與所有飛機製造商一樣,Otto 正在戰略性地建模和開發一系列飛機以供市場使用。這些系列模擬包括比 Phantom 3500 更大和更小的飛機型號。」
Phantom 3500 並非 Otto Aviation 首款不尋常的飛機設計。該公司曾因其近似氣球的 Celera 500 而受到關注。該飛機於 2020 年發佈,經歷了廣泛的飛行測試。Otto 從該設計中汲取經驗,並應用於 Phantom 3500。
Drennan 表示,Celera 500 使他們能夠完善「自然層流的測量及其在操作相關飛行任務中轉變為湍流的過程」。開發原型機還幫助他們「製造和完善氣動力學合規的結構,以在各種結構和氣動子組件中創造穩定的自然層流性能」。
此外,這也幫助 Otto Aviation「開發飛行任務參數以優化層流和飛行系統性能」。最後,這也促進了「快速原型製作安全、務實的飛行測試車輛,以進行層流研究和開發的過程」。
Otto Aviation 是眾多尋求通過創新技術顯著減少商業航空排放的公司之一。這意味著當其最終開始為付費客戶提供服務時,將進入一個競爭激烈的市場。
例如,Boom Supersonic 正在尋求重新推出其 Overture 飛機的商業超音速客機,該公司已承諾使用可持續航空燃料。與此同時,LTA Research 則重新引入一種更古老的技術,計劃讓商業乘客乘坐 Pathfinder 1 飛船。
Drennan 認為,這將為日益挑剔的航空旅客提供更多選擇。他表示:「超音速飛行、飛艇飛行和超音速飛行各自為客戶旅行提供了多樣化的選擇。Otto Aviation 正在針對超中型商務噴射機市場推出 Phantom 3500。這是一個成熟、增長且利潤豐厚的市場(約 240 億美元),通常被稱為商務噴射機市場的甜蜜點。」
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