以下是2020年具有挑戰(zhàn)性的航空創(chuàng)新，其中包括：擁有折疊機(jī)翼末端的大型客機(jī)、配備人工智能系統(tǒng)的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)、向火星快速推進(jìn)的核動力探測車，以及美國自2011年以來首次實(shí)現(xiàn)宇航員本土發(fā)射升空……

　航空創(chuàng)新第一名：美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的“毅力號”火星探測器

　在火星表面搜尋生命跡象的探索者

航空創(chuàng)新第一名：美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的“毅力號”火星探測器。

美國宇航局花費(fèi)幾十年時間研究火星的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，隨著2020年火星任務(wù)的逐步開展，該機(jī)構(gòu)正在解決一個重要的生物學(xué)問題：這顆行星曾存在生命嗎？7月30日，美國宇航局成功發(fā)射一枚火箭，搭載重達(dá)1噸重的核動力“毅力號”火星探測器升空，預(yù)計將于2021年2月著陸火星表面。它將成為第一個專門探索地外遠(yuǎn)古或者當(dāng)前生物跡象而設(shè)計的登陸探測器，它與前身“好奇號”探測器十分相似，但它具備探索火星的新功能，例如：SHERLOC光譜儀的強(qiáng)大激光能掃描巖石樣本，尋找不足百萬分之一含量的生物分子。研究人員將這些勘測信息和清晰圖像，以及PIXL成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，尋找那些代表生命（至少是我們已知的）的分子簇，例如：氨基酸或者脂肪。如果我們能將火星樣本帶回地球進(jìn)行深入研究，它們將成為強(qiáng)有力的證據(jù)。“毅力號”探測器或許能提供幫助，因?yàn)樗鞘讉€被設(shè)計用于儲存樣本便于未來任務(wù)中送回地球的太空機(jī)器人。

　SpaceX公司Dragon飛船

　美國商業(yè)載人飛船

SpaceX公司Dragon飛船

5月30日，當(dāng)宇航員道格·赫爾利（Doug Hurley）和鮑勃·班肯（Bob Behnken）在執(zhí)行Dragon Demo-2任務(wù)時，他們從美國卡納維拉爾角基地發(fā)射升空，這是具有歷史意義的一次發(fā)射，是2011年以來首次從美國本土將人類送入太空，也是美國歷史上第五艘載人飛船首次成功發(fā)射。赫爾利和班肯搭載的是Crew Dragon，配備了SpaceX公司最新21世紀(jì)太空飛行系統(tǒng)，以及寬大的觸摸屏，能夠在不需要飛行員輸入信息的情況下就能到達(dá)國際空間站。而且美國宇航局首次將任務(wù)控制移交給一家商業(yè)公司。美國宇航局休斯敦總部工作人員密切關(guān)注火箭運(yùn)行情況，而SpaceX公司工作人員負(fù)責(zé)管理操控，當(dāng)8月2日宇航員順利降落地面時，SpaceX公司一位負(fù)責(zé)人稱，歡迎宇航員們順利回到地面，感謝SpaceX公司的太空飛行，未來商業(yè)太空飛行將有美好廣泛的前景！

歐洲航天局太陽軌道器

直接凝視太陽

歐洲航天局太陽軌道器

今年2月份，歐洲航天局將一個太陽實(shí)驗(yàn)室裝入火箭，向太陽方向發(fā)射，美國宇航局帕克太陽探測器避開了直接面向太陽的相機(jī)，以及其他笨重、精密的科學(xué)設(shè)備，從而便于更加接近太陽，而歐洲航天局的軌道飛行器則做出了妥協(xié)：它停留在太陽較遠(yuǎn)的區(qū)域，但裝配了多個儀器，作為首個裝配近距離直視太陽的相機(jī)的探測器，它的目標(biāo)是探測太陽風(fēng)輻射，并跟蹤這些太陽風(fēng)，發(fā)現(xiàn)爆發(fā)太陽風(fēng)的太陽表面區(qū)域。探測器的10部儀器都隱藏在先進(jìn)的防熱罩中，這樣能夠抵御熾熱的太陽射線。

　諾斯羅普·格魯曼公司的任務(wù)擴(kuò)展運(yùn)載器（MEV-1）

　使老衛(wèi)星煥發(fā)新生

諾斯羅普__格魯曼公司的任務(wù)擴(kuò)展運(yùn)載器(MEV-1)

燃料是衛(wèi)星的命脈：燃料耗盡就意味著衛(wèi)星任務(wù)的終結(jié)。此前的太空任務(wù)大多如此，但是首個任務(wù)擴(kuò)展運(yùn)載器（MEV-1）改變該現(xiàn)狀，它將奄奄一息的地球同步衛(wèi)星從死亡邊緣挽救回來。今年2月份，當(dāng)MEV-1與Intelsat 901通信衛(wèi)星同時以每小時11265公里（7000英里）的速度在太空中呼嘯而過時，MEV-1開始逐漸接近該通信衛(wèi)星，作為MEV-1“眼睛”的三個傳感器、激光雷達(dá)測距儀，能夠以毫米精度的距離通過加速引擎成功捕捉到Intelsat 901通信衛(wèi)星，隨著MEV-1的電子推進(jìn)裝置替換老化的衛(wèi)星化學(xué)推進(jìn)器，該衛(wèi)星的硬件可使飛行器壽命再延長5年。該系統(tǒng)的設(shè)計能與地球同步軌道上400多顆衛(wèi)星中的80%實(shí)現(xiàn)對接，8月15日發(fā)射第二次MEV-2，當(dāng)軌道器完成一年任務(wù)后通常就進(jìn)入“僵尸狀態(tài)”，下一步可以對它們分離和“復(fù)活”。

　貝爾公司的電子分布反扭矩演示器（EDAT）

　直升機(jī)上的全新自旋裝置

貝爾公司的電子分布反扭矩演示器(EDAT)

直升機(jī)頂部有一個較大的旋翼，起到起重的作用，而尾旋翼起到反扭矩裝置的作用，如果尾槳（通過傳動軸、齒輪箱等物理部件與主旋翼內(nèi)部機(jī)械部分連接）不存在，直升機(jī)就會在空中繞圈盤旋。貝爾公司設(shè)計的電子分布反扭矩演示器（EDAT）具有不同的功能：其代替機(jī)械連接的是電子系統(tǒng)。附在主轉(zhuǎn)子齒輪箱上的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能帶動機(jī)尾四個葉片運(yùn)轉(zhuǎn)，將產(chǎn)生一種更安靜的葉片旋轉(zhuǎn)聲音，同時更加安全。當(dāng)直升機(jī)停在地面上時，主旋翼可以在關(guān)閉尾翼葉片的情況下旋轉(zhuǎn)，從而消除對地面工作人員的致命威脅，這是普通直升機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的。

超音速客機(jī)XB-1

超音速客機(jī)“卷土重來”

超音速客機(jī)XB-1

預(yù)計20年后，人們只要支付一大筆費(fèi)用就可以通過協(xié)和式飛機(jī)實(shí)現(xiàn)超音速飛行！但自2003年協(xié)和式飛機(jī)停飛以來，這種超音速飛行除軍用之外已被禁止使用。今年10月初，初創(chuàng)公司Boom最新公布一款飛行器——XB-1，該飛行器將成為未來超音速飛行的“跳板”，未來從美國紐約飛往英國倫敦僅用3.5小時或?qū)⒊蓪?shí)現(xiàn)！XB-1長度21.6米，目前尚未試飛，比計劃中的未來客機(jī)版Overture小一些。但是原型機(jī)的一些元素，例如：使用相機(jī)系統(tǒng)可以幫助飛行員著陸時看到跑道，將有助于Boom公司未來制造新型協(xié)和式噴氣飛機(jī)，預(yù)計XB-1將于2021年首次試飛。

Garmin公司自動降落系統(tǒng)

飛機(jī)按鈕式著陸

Garmin公司自動降落系統(tǒng)

想象一下，如果飛機(jī)駕駛員因心臟病發(fā)作等緊急醫(yī)療情況而失去行動能力，小型客機(jī)上的乘客將感到多么恐怖？現(xiàn)在乘客們不必?fù)?dān)心了，在一些通用航空飛機(jī)上，乘客將有一個新選擇：簡單按下一個按鈕，可以讓飛機(jī)降落。自動降落系統(tǒng)將就近選擇一個機(jī)場，并在正確的時間放下起落架，使飛機(jī)安全著陸。如果飛機(jī)駕駛員在規(guī)定時間內(nèi)沒有操作響應(yīng)，將通過無線電廣播當(dāng)前狀況，并啟動自動降落系統(tǒng)。目前，裝配自動降落系統(tǒng)的都是小型客機(jī)，Garmin公司表示，現(xiàn)已完成1000多次自動降落測試，但還沒有在真正緊急情況下使用，我們估計該系統(tǒng)每年可預(yù)防美國至少3次飛機(jī)墜毀事件。

　　Otto Aviation公司Celera 500L飛機(jī)

　　私人飛行的“子彈飛機(jī)”

Otto Aviation公司Celera 500L飛機(jī)

我們對普通航班非常熟悉，乘客肩并肩擁擠地坐在一起，目前Otto Aviation公司最新推出一款私人機(jī)原型——Celera 500L，僅乘坐6名乘客，該私人機(jī)能將飛行成本和時間降至商業(yè)航班水平，使普通人也能乘坐更小、更舒適的飛機(jī)。其外形有點(diǎn)兒接近軟式飛艇，后螺旋槳設(shè)計可以制造一種被稱為層流的空氣動力學(xué)現(xiàn)象，即空氣在飛機(jī)上平滑地層級流動。由于該飛機(jī)比其他競爭型號飛機(jī)更節(jié)省燃油，機(jī)票價格也相應(yīng)較低。

　波音公司的“忠誠僚機(jī)（Loyal Wingman）”

　配備人工智能系統(tǒng)的無人戰(zhàn)斗機(jī)

波音公司的“忠誠僚機(jī)(Loyal Wingman)”

波音公司設(shè)計的這款11.58米長的“忠誠僚機(jī)（Loyal Wingman）”頗似傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機(jī)，但與之不同的是，該機(jī)沒有駕駛機(jī)的座位，這款無人機(jī)配備先進(jìn)的人工智能系統(tǒng)，可以完成復(fù)雜任務(wù)，它是空中打擊力量協(xié)同系統(tǒng)的一部分。“忠誠僚機(jī)”可以完成一些特殊任務(wù)，例如：冒險進(jìn)入危險空域，或者保護(hù)伴機(jī)。每架無人機(jī)都有一個完全可移動的機(jī)頭，地面操控小組可依據(jù)任務(wù)需要快速更換飛機(jī)的有效載荷。

　波音777X客機(jī)

　具有折疊機(jī)翼

波音777X客機(jī)

這款XXL級商業(yè)客機(jī)于今年1月首次飛行，其獨(dú)特之處在于機(jī)翼末端可以上下折疊，向上收起機(jī)翼時，翼展跨度僅64.9米，但在起飛前，機(jī)翼會向下伸展，翼展跨度為71.6米。機(jī)翼折疊起到什么作用呢？較長機(jī)翼的飛行效率更高，但停在機(jī)場時，由于空間有限，需要客機(jī)翼展縮小。此外，這款巨大客機(jī)還配備GE9X噴氣式發(fā)動機(jī)，每個發(fā)動機(jī)都有一個直徑3.35米的風(fēng)扇。

　微軟飛行模擬器

　最逼真的飛行模擬軟件

微軟飛行模擬器

今年新冠疫情對航空業(yè)帶來重創(chuàng)，但是想鉆進(jìn)駕駛艙的“沙發(fā)飛行機(jī)”有了新的機(jī)會：微軟公司最新推出一款大型噴氣式飛機(jī)版飛行模擬器，這是自2006年以來首次推出超逼真效果的飛行模擬軟件。通過人工智能在游戲軟件中添加一些華麗圖像，例如：建筑物外形，這種模擬飛行的新方法使飛機(jī)在空中操控更加逼真現(xiàn)實(shí)。玩家可以模擬坐在賽斯納172或者波音夢想客機(jī)的駕駛艙中，根本不需要上飛行課。

　客中巴士的自動空對空加油系統(tǒng)（A3R）

　更安全、更平穩(wěn)的空中加油

客中巴士的自動空對空加油系統(tǒng)(A3R)

在空中將燃料從加油機(jī)加載到戰(zhàn)斗機(jī)是一項(xiàng)高風(fēng)險操作，兩架飛機(jī)都在空中高速飛行，數(shù)千公斤的燃料在兩架飛機(jī)之間傳輸，傳統(tǒng)方法是使用一個長吊桿，加油機(jī)降至接收飛機(jī)的頂部，然后傳輸燃料。但空中巴士公司最新設(shè)計一種新方法——A3R系統(tǒng)，只需按下一個按鈕，就能將這種高風(fēng)險操作自動化處理，該系統(tǒng)利用加油機(jī)下方攝像機(jī)和其他傳感器監(jiān)測接收飛機(jī)的位置，然后將吊桿移到合適位置，然后進(jìn)行燃料傳輸。目前，空中客機(jī)表示，A3R系統(tǒng)可顯著提高效率和安全性，并減少人類工作量。