10 новых тенденций в области аэрокосмических технологий, о которых вы хотите знать

Мировая космическая экономика, доходы которой, по оценкам, к 2040 году превысят 1 триллион долларов, включает в себя ряд видов деятельности, связанных с исследованием, исследованием и использованием космоса. Благодаря такому разнообразию аспектов аэрокосмической промышленности и миллиардам долларов на их поддержку существует множество возможностей для роста и инноваций. Читайте дальше, чтобы узнать больше о 10 тенденциях в области аэрокосмической техники, которых следует ожидать в ближайшие годы.

Быстрые ссылки:

• Что такое аэрокосмические технологии?
• Текущий прогноз аэрокосмической отрасли
• 10 тенденций в области аэрокосмической техники, за которыми стоит следить
• Будущее авиакосмической отрасли уже наступило!

Что такое аэрокосмические технологии?

Аэрокосмическая промышленность в совокупности относится к атмосфере и космическому пространству; это разнообразная отрасль с множеством коммерческих, промышленных и военных приложений. Аэрокосмическая техника состоит из аэронавтики и космонавтики, а исследования, проектирование, производство, эксплуатация или техническое обслуживание самолетов и космических аппаратов связаны с работой множества организаций.

Таким образом, под аэрокосмическими технологиями подразумевается создание, тестирование и техническое обслуживание самолетов и космических аппаратов. Технические специалисты могут участвовать в сборке, обслуживании, тестировании, эксплуатации и ремонте систем, связанных с надежными и многоразовыми космическими ракетами-носителями и сопутствующим наземным вспомогательным оборудованием.

Текущий прогноз аэрокосмической отрасли

Одной из отраслей, наиболее сильно пострадавших от пандемии, были коммерческие и связанные с бизнесом авиаперелеты; Фактически, 2020 год считается худшим годом в истории с точки зрения спроса на авиаперевозки. Однако с повсеместной доступностью вакцины и ослаблением ограничений COVID-19 60% американцев заявляют, что планируют путешествовать больше в 2021 году, чем в 2019 году. модели изменятся в свете пандемии; например, в настоящее время все больше внимания уделяется ближнемагистральным и внутренним рейсам, а не более дальним международным рейсам.

С другой стороны, несмотря на продолжающуюся пандемию, космические запуски в первой половине 2020 года в основном были на уровне предыдущих лет; 41 успешный запуск был лишь немного ниже среднего пятилетнего показателя из 43 успешных запусков. По мере увеличения финансирования и снижения затрат космическая отрасль, вероятно, столкнется с расширенными возможностями, в первую очередь в области спутникового широкополосного доступа в Интернет. В 2020 году объем инвестиций в космос остался на высоком уровне на уровне 25,6 миллиарда долларов, и импульс для инвестиций, вероятно, сохранится и в 2021 году.

В целом аэрокосмическая отрасль медленно, но верно восстанавливается после буквального и метафорического застоя в 2020 году.

10 тенденций в области аэрокосмической техники, за которыми стоит следить

Поскольку аэрокосмическая промышленность постоянно совершенствуется, вот десять тенденций в области аэрокосмической техники, которые стоит держать в поле зрения.

1. Самолет, работающий на нулевом топливе

Airbus недавно представил три концепции первого в мире коммерческого самолета на водороде с нулевым уровнем выбросов, который может быть введен в эксплуатацию к 2035 году. Каждая из этих концепций представляет собой другой подход к достижению полета с нулевым уровнем выбросов за счет изучения различных технологических путей и аэродинамических конфигураций, чтобы поддержать их амбиции. первопроходцев в области декарбонизации всей авиационной промышленности. Все концепции, представленные Airbus, полагаются на водород в качестве основного источника энергии - вариант, который, по их мнению, имеет исключительные перспективы в качестве экологически чистого авиационного топлива и, вероятно, станет решением для аэрокосмической и многих других отраслей промышленности, чтобы соответствовать их климатически нейтральным условиям. цели.

2. Структурный мониторинг состояния (SHM)

Мониторинг состояния конструкций включает в себя наблюдение и анализ системы с течением времени с использованием периодически выбираемых измерений отклика для отслеживания изменений материалов и геометрических свойств инженерных сооружений, таких как мосты, самолеты и здания. Авиационные происшествия с катастрофическим усталостным отказом могут привести к значительным человеческим жертвам, что делает инновации в этой отрасли аэрокосмической промышленности столь важными.

Основой мониторинга состояния конструкций является способность контролировать конструкции с помощью встроенных или подключенных датчиков неразрушающего контроля (NDE) и использовать данные для оценки состояния конструкции. За последние десять лет исследователи добились значительных успехов в разработке датчиков неразрушающего контроля для SHM, и они разработали аппаратное и программное обеспечение, необходимое для анализа и передачи результатов SHM. Датчики NDE SHM, которые достигли некоторой умеренной степени зрелости и могут контролировать значительно большие площади конструкций, включают волоконную оптику, активный ультразвук и пассивную акустическую эмиссию.

Кроме того, дешевое новое вычислительное оборудование, такое как графические процессоры (ГП), позволяет все шире использовать передовые физические модели для улучшенного контроля неразрушающего контроля и для передовых методов анализа данных, таких как машинное обучение. Это особенно актуально, например, для НАСА, поскольку необходимо разработать новые инструменты для поддержки длительных космических полетов.

3. Расширенные материалы

Инновационные материалы могут использоваться в самых разных областях - от более легких и маневренных самолетов и новых гиперзвуковых систем до средств индивидуальной защиты и везде, где можно снизить риски или повреждения. Ожидается, что прогресс в разработке передовых материалов будет направлен на интеграцию таких функций, как сбор энергии, маскировка, структурный и личный мониторинг здоровья. Например, графен представляет собой материал на основе углерода, который имеет толщину всего один атом и может быть использован для создания легких, прочных и применимых в накопителях энергии большой емкости аккумуляторов, к тому же они заряжаются быстрее, чем обычные аккумуляторы.

4. Умная автоматизация и блокчейн

Блокчейн, который обычно ассоциируется с системами криптовалюты, использует прозрачность данных для повышения безопасности. Шифрование с открытым ключом для обеспечения безопасности данных на уровне записей и повышения отказоустойчивости сети возможно благодаря отсутствию единой точки отказа. Кроме того, права доступа и управление правами можно автоматизировать, что освобождает ресурсы для решения других мер безопасности или решения других проблем.

Как это работает? Вместо значительных усилий по перемещению компонентов, оборудования и систем по цепочке создания стоимости блокчейн может организовать обмен внутренними и внешними участниками цепочки поставок на всем пути до конечного потребителя. Он также предлагает безопасную, контролируемую, отслеживаемую и доступную для общего доступа запись в распределенной совокупности. Консенсус между производственным партнером и их клиентом может быть быстро достигнут с помощью общей бухгалтерской книги блокчейна, потому что это оставляет после себя четкую и неизменяемую историю дизайна, всех изменений в нем, результатов испытаний, записи сертификации для источника всех компонентов, и многое другое.

5. Аддитивное производство (3D-печать)

3D-печать, также известная как аддитивное производство, зарекомендовала себя как отличное производственное решение для производства компонентов и деталей, которые используют значительно меньше материала, чем другие сопоставимые, традиционно производимые детали. Поскольку этот материал можно использовать для создания изделия посредством аддитивного производства, можно создавать чрезвычайно сложные геометрические формы, обладающие большой прочностью, несмотря на пониженную плотность используемого материала.

Снижение веса имеет первостепенное значение для отрасли аэрокосмических технологий за счет повышения производительности в таких областях, как скорость, мощность, расход топлива, выбросы и т. Д. Осознание этого заставляет авиакосмическую и оборонную промышленность искать возможности применения 3D-печати в своих новейших продуктах, от каркасов сидений до воздуховодов.

6. Сверхзвуковые полеты

Сверхзвуковой полет - это когда самолет движется быстрее скорости звука. Американская авиакомпания United объявила о планах купить 15 новых сверхзвуковых авиалайнеров и «вернуть сверхзвуковые скорости авиации» в 2029 году. Сверхзвуковые полеты кажутся знакомыми? Такие пассажирские рейсы прекратились в 2003 году, когда Air France и British Airways отказались от Concorde.

Новый самолет Overture будет производить компания Boom из Денвера, которая еще не провела летные испытания сверхзвукового самолета. Сделка United зависит от того, будет ли новый самолет соответствовать стандартам безопасности и проблемам шумового загрязнения.

7. Более устойчивые и динамичные цепочки поставок A&D

Снижение спроса на воздушные суда и ограничения на передвижение людей и товаров из-за пандемии привели к разрыву многих основных цепочек поставок в аэрокосмической и оборонной промышленности (A&D). Это оказало влияние на более мелких поставщиков, особенно тех, кто сильно зависит от коммерческой авиакосмической отрасли и послепродажного обслуживания.

В 2021 году отрасль, вероятно, сместится в сторону преобразования цепочек поставок в более устойчивые и динамичные сети, что можно будет сделать с помощью таких стратегий, как on-shoring, вертикальная интеграция и усиление киберзащиты. Для дальнейшего укрепления цепочек поставок OEM-производители и поставщики должны использовать цифровые инструменты, включая автоматизацию внутренних процессов и оптимизацию рабочих процессов, внедрение интеллектуальных систем управления и использование аналитики данных. В недавнем опросе, проведенном Deloitte, 72% руководителей отрасли заявили, что они инвестируют в экосистемы цепочки поставок, чтобы привлечь внешних партнеров по альянсу.

8. Использование Интернета вещей (IoT) для предупреждения проблем с обслуживанием

Компании по техническому обслуживанию и ремонту самолетов широко используют технологию Интернета вещей для профилактического обслуживания деталей и оборудования самолетов. Решение для профилактического обслуживания на основе Интернета вещей может помочь предсказать потенциальные повреждения, например, путем сбора данных с ультразвуковых датчиков и датчиков вибрации, прикрепленных к шпинделю станка с ЧПУ. Анализ собранных данных помогает идентифицировать хрупкие шпиндели и инструменты до того, как они сломаются. Технология IoT используется для отправки критически важных данных о двигателях, закрылках, значениях прокачки и шасси техническим специалистам для профилактического обслуживания. Эти данные помогают техническим специалистам составлять графики обслуживания, закупать запчасти и составлять график ремонта оборудования.

9. Искусственный интеллект (AI)

Отрасль аэрокосмических технологий также извлекает выгоду из искусственного интеллекта и использования машинного или активного обучения в исследованиях и образовании. Машинное обучение дает возможность по-новому взглянуть на материалы, используя искусственный интеллект для обнаружения новых закономерностей и взаимосвязей в данных. ИИ может справляться с гораздо более сложными проблемами, чем люди, и может управлять тысячами результатов за считанные секунды по сравнению с тем, сколько времени требуется человеческому мозгу для обработки информации.

Например, чтобы создать новое поколение технологий, исследователи из Исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL) используют машинное обучение, искусственный интеллект и автономные системы для экспоненциального увеличения скорости открытия материалов и снижения стоимости технологий.

10. Автономные летные системы

Внедрение автономных технологий стало растущей тенденцией в нескольких отраслях, и аэрокосмическая промышленность не исключение. Большая часть этого была сосредоточена на увеличении количества автономных полетов с конечной целью - запуск полетов, полностью свободных от людей. Хотя до этого может еще несколько лет, в ближайшие годы инвестиции и инновации будут последовательно ориентированы на это. Мы можем увидеть, что в ближайшие годы количество самолетов сократится до одного пилота, а затем они станут автономными. Это уже произошло с дронами, хотя очевидно, что эту технологию нужно будет расширить, прежде чем она будет готова для пассажирских самолетов и дальних путешествий.

Будущее авиакосмической отрасли уже наступило!

Инновационные технологии и производственные процессы развиваются на кажущейся постоянной основе, и малые и средние производители пожинают плоды, поскольку аэрокосмические компании ищут нишевых поставщиков, чтобы помочь расширить свою цепочку поставок. Быть в курсе последних тенденций может помочь вашему производственному бизнесу воспользоваться всем, что может предложить аэрокосмическая промышленность.

Сегодняшняя аэрокосмическая отрасль, как никогда, сложна и уязвима, поэтому консультации экспертов не менее важны. Свяжитесь с CMTC сегодня, чтобы узнать, как мы можем помочь оптимизировать ваши операции в области аэрокосмических технологий!