211service.com
Honda flyger en bränslesnål jetprototyp
Honda har kommit närmare att lansera sitt första jetplan – ett som använder 20 procent mindre bränsle än flygplan av liknande storlek samtidigt som det flyger snabbare. En prototyp av Hondas lätta jetplan, som har plats för fem till sex passagerare och som är planerad att börja säljas nästa år, gjorde sin första flygning förra månaden.
Sammansatt bild: Den nya jetplanen från Honda, på bilden här, är till stor del byggd av kompositmaterial och har ett unikt motorfäste över vingen.
Flygplanet använder i stor utsträckning kompositmaterial - en kombination av kolfiber och hartser som minskar ett plans vikt. Än så länge är materialen sällsynta i affärsjetplan, även om de har blivit vanliga i små, hemmabyggda flygplan. De börjar också se mer användning av stora jettillverkare som Airbus och Boeing, som letar efter sätt att minska bränsleförbrukningen.
Kompositerna tillåter Honda att inte bara minska vikten på sitt plan utan också att ge det en unik form som minskar motståndet. Planets nya design innebär också att motorerna monteras på toppen av vingen, snarare än under den eller på flygkroppen. Detta hjälper till att minska luftmotståndet vid höga hastigheter, säger Michimasa Fujino, VD och koncernchef för Honda Aircraft Company, ett dotterbolag till Honda Motor Company.
Formen på flygkroppen och vingarna gör att luften kan röra sig smidigare över planets hud. Detta mjuka luftflöde kallas naturligt laminärt flöde, och det är vanligtvis begränsat till små delar av ytan på en affärsjet. Luften över resten av ytan är turbulent, vilket skapar motstånd. Honda försökte utöka hur långt det laminära flödet sträcker sig längs flygkroppen och vingen. Formen på dess plan har subtila utbuktningar på planets nos och på vingarna som skapar en mycket komplex tryckfördelning, säger Fujino. När luften rör sig över dessa utbuktningar accelererar den först, bromsar sedan in och accelererar sedan igen, säger han och skapar områden med högt och lågt tryck. Förändringarna i tryck suger i huvudsak det laminära flödet mot slutet av vingen, säger han.
Kompositer är nyckeln för att uppnå laminärt flöde, säger Mark Drela, professor i flygteknik och astronautik vid MIT, eftersom de möjliggör en jämnare, jämnare yta än vad som är möjligt med nitade aluminiumplåtar. Och Fujino påpekar att de är viktiga för att skapa de exakta former som behövs för designen.
Att fästa motorerna på toppen av vingen hjälper också till att minska motståndet, särskilt vid höga hastigheter. När flygplan närmar sig ljudets hastighet når luft som rör sig över vissa delar av vingen överljudshastigheter, vilket orsakar en stor ökning av luftmotståndet (ett fenomen som kallas vågmotstånd). Placeringen av motorerna hjälper till att bromsa luftflödet i detta område av vingen, vilket hindrar vågmotståndet från att sparka in och låter planet flyga snabbare. Att undvika vågmotstånd är också viktigt för att låta planet flyga snabbare än andra flygplan samtidigt som det använder mindre bränsle. Planet flyger i 420 knop, eller cirka 780 kilometer i timmen — cirka 80 kilometer i timmen snabbare än andra plan i dess storlek.
Tillsammans med GE utvecklade Honda en ny motor för planet som ytterligare ökar dess effektivitet. Förhållandet mellan luft som komprimeras i fronten av motorn och luft som komprimeras i de inre turbinerna är ovanligt högt (detta liknar att öka kompressionsförhållandet i bilmotorer för att förbättra effektiviteten). Fujino uppskattar att ungefär hälften av bränslebesparingarna kommer från utökat naturligt laminärt flöde, och det mesta av resten från den nya motorn och placeringen av motorerna över vingen.
Planet är cirka 20 decibel tystare än andra jetplan i dess storlek, delvis för att vingarna blockerar motorljudet från att nå marken. Eftersom planet är tystare skulle det kunna tillåtas att trafikera fler flygplatser i överbelastade områden som Los Angeles.
Fujima säger att de grundläggande designprinciperna för detta plan kan användas för större plan, även om det finns en gräns för hur stora plan kan vara och ändå uppnå laminärt flöde. Luftflödet är turbulent över hela ytan på stora kommersiella jetplan, säger Drela. Honda avslöjar inte sina planer för framtida större jetplan.