2014 年顶级航空航天创新

三年多以来，美国宇航员一直搭乘俄罗斯的太空飞船前往太空。很快他们就不需要这样做了。今年，SpaceX 推出了首批私人开发的载人航天器之一。几个月后，NASA 正式选定 Dragon Version 2 和波音的 CST-100 作为美国往返国际空间站的新出租车。

SpaceX 在 Dragon 的设计中既强调安全性，又强调效率。大多数航天器，包括目前运送宇航员的联盟号太空舱，都依靠降落伞来减缓再入速​​度，这会导致着陆不平稳。SpaceX 为 Dragon 2 号配备了推进式着陆系统。这项技术应该更温和，可以保护精密仪器，也更精确，可以像直升机一样精确地运送飞船上的七名乘客。Dragon 还可以在几周内准备好重新发射，大大缩短任务周转时间，并可能节省数百万美元。因此，最后的边疆将变得比以往任何时候都更容易进入。

随着两年前秘密进行的 Project Wing 项目公开发布，无人机送货距离现实又近了一步。在澳大利亚进行测试期间，原型无人机像飞机一样飞行了半英里多，然后像直升机一样盘旋，投递狗粮和其他物品。通过用缆绳将货物降下，Google X 计划让车辆远离触手可及的地方，保护机器和旁观者。最终，该公司可能会设计出能够运送不同有效载荷的各种无人机。

2013 年 12 月，嫦娥三号探测器抵达月球，中国成为第三个成功实现月球软着陆的国家，也是近 40 年来第一个实现这一目标的国家。此次任务部署了一辆名为“玉兔”的月球车，用于研究月球表面的土壤和地壳结构。玉兔号经历了一些小故障，但这并没有削弱中国国家航天局的雄心：利用嫦娥五号任务将月球样本带回地球。

6 月，美国空军证实了 RQ-180 无人机的存在，尽管该无人机仍处于保密状态。虽然大多数现有侦察机都在防御薄弱的空域运行，但诺斯罗普·格鲁曼公司设计的 RQ-180 无人机可用于巡逻防御和探测技术强大的地区。为此，该无人机配备了先进的隐身和空气动力学效率，以及用于雷达、电子监视和电子攻击的新系统。

Icon A5 用途广泛。这架轻型飞机既可以在跑道上起飞，也可以在水上降落，机翼可以向后折叠，方便存放。要驾驶它，只需要一个运动飞行员执照，这比联邦航空管理局的其他认证更便宜，需要的培训也更少。这架飞机专为业余爱好者设计，拥有双人座位，最高时速为每小时 120 英里，航程为 345 英里

Airlander 可能是世界上最长、最大的飞行器，但其独特的外形却让它具有革命性：它提供了 40% 的飞行器气动升力（其余部分来自氦气）——足以让 10 吨货物和全体机组人员在空中飞行五天。这款飞艇-齐柏林飞艇混合体具有较长的飞行时间，能够降落在任何平坦的地面上，是人道主义、边境巡逻、运输和搜救任务的完美工具。

E-Fan 是第一架完全由电池供电的教练机：包括空气动力学和安全系统在内的所有系统都设计为安静、无排放的飞行。电动马达将驱动两个涵道风扇飞行约 75 分钟，然后 E-Fan 必须降落为其机翼内置的高功率锂聚合物电池充电。今年首次公开试飞后，双座版 E-Fan 2.0 将于 2017 年发布。

如果你拿一架玩具六旋翼飞行器，将其放大以搭载人类，并将旋翼数量增加三倍，你就会得到类似 Volocopter 的东西。十八个 1.8 米长的碳纤维螺旋桨使飞行器稳定且极其安全：Volocopter 于 2013 年 11 月首次飞行，即使失去几个旋翼也能继续飞行。它重量轻且节能，非常适合短途通勤。

安全降落在外星球上需要在超音速下进行急刹车。为了练习减速技术，NASA 喷气推进实验室建造了 LDSD。6 月，一个高空气球将飞行器升至 120,000 英尺，然后一枚火箭将其再升至 60,000 英尺。最后，一个 20 英尺宽的管状气球充气，LDSD 坠落回地球。在下降过程中，气球增加了大气阻力，使 LDSD 减速，直到降落伞能够展开，使飞船以相对平稳的 30 英里每小时的速度着陆。未来有一天，类似的方法可能会将宇宙飞船降落在火星上。

在过去十年中，一匹黑马成为最节能的旅行方式：航空。自 20 世纪 70 年代以来，航空业已将每位乘客每英里的能源消耗减少了 75%，足以使航空旅行的平均能耗低于汽车。其节能效果超过了公交车、火车和汽车。对于一个尽可能节约能源的行业来说，电动飞机（如空中客车 E-Fan）或许是合乎逻辑的下一步。

高效的飞机具有：

更好的空气动力学
飞机在大气层中穿行得越平稳，它从一个城市飞到另一个城市所需的燃料就越少。翼梢小翼（机翼尖端的小翼）可以分散气流并减少飞机的阻力。波音公司发现，翼梢小翼可将效率提高 4%，这一增幅足以让一些航空公司在现有机队中安装它们。

优化引擎
高效发动机的关键是最大限度地压缩空气以获得更大的推力。设计改进使飞机发动机能够更轻松地挤压空气，新材料使它们能够承受更高效的推进器产生的更高温度。结果是发动机更轻，可以用更少的喷气燃料产生更大的推力。

减轻重量
即使是很小的重量减轻也会产生影响。例如，波音公司不再用铆钉将许多铝板连接在一起，而是用几个部件来构建其 787 梦想飞机机身，每个部件都由轻质复合材料制成。这种设计每个部件所需的紧固件减少了 50,000 个，因此重量略轻。

更多传单
航空公司还有另一种提高人均乘客效率的方法：增加乘客数量。近年来，航空公司通过减少航班数量并在飞机上增加更多座位，增加了每架飞机上的乘客数量。