航空航天技术发展趋势

全球太空经济,估计超过超越到2040年,收入将超过1万亿美元包括参与研究,探索和利用空间的一系列活动。在航空航天行业中有这么多方面 - 以及支持它们的数十亿美元 - 有许多增长和创新机会。继续阅读更多关于未来几年的航空航天技术趋势的更多信息。

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什么是航空航天技术?

航空航天统称大气和外层空间;这是一个多样化的行业,具有多种商业、工业和军事应用。航空航天工程包括航空学和航天学,研究、设计、生产、操作或维修飞机和航天器涉及许多组织的工作。

然后,航空航天技术是指飞机和太空车辆的建设,测试和维护。技术人员可以参与与可靠和可重复使用的空间发射车辆和相关接地支持设备相关的系统的装配,服务,测试,操作和修理系统。

当前航空工业展望

受疫情影响最严重的行业之一是商业和与商业有关的飞机旅行行业;事实上,2020年排名为历史上最糟糕的一年航空旅行需求。然而,随着疫苗的广泛供应和COVID-19限制的放松,60%的美国人说他们计划在2021年比2019年旅行更多。尽管全球航空旅行预计会增加,但消费者的行为模式可能会因疫情而改变;例如,目前有一个增加了对短途和国内航班的关注国际航班而不是更长的国际航班。

另一方面 - 尽管持续的大流行性 - 2020年上半年的空间推出是基本与前几年持平;41次成功发射仅略低于43次成功发射的5年平均水平。随着资金的持续增加和成本的下降,航天工业可能会有更多的机会,主要是在卫星宽带互联网接入方面。2020年,太空投资依然强劲256亿美元2021年,投资势头可能也会保持稳定。

总体而言,航空航天行业正在从2020年字面上和隐喻上的停滞中缓慢复苏,但这是肯定的。

航空航天技术

航空航天工程技术趋势值得关注

随着航空航天工业的不断改进,以下是10种航空航天工程技术趋势,请您关注。

1.Zero-Fuel飞机

空中客车最近透露了三个概念世界上第一个零排放氢气商用飞机它将于2035年投入使用。这些概念都代表了实现零排放飞行的不同方法,通过探索各种技术路径和空气动力结构,以支持他们开创整个航空工业脱碳的雄心。所有的概念提出了空客依靠氢作为主要电源-一种选择他们认为拥有特殊的承诺作为一个清洁航空燃料和可能是航空-和许多其他行业解决方案来满足他们立下汗马功劳的目标。

2.结构健康监察(SHM)

结构健康监测使用周期性采样的响应测量涉及随着时间的推移观察和分析系统,以监测对工程结构的材料和几何特性,例如桥梁,飞机和建筑物。涉及灾难性疲劳失败的飞机事故具有大量生命损失的潜力,这使得航空航天行业的这一分支在这家分支中如此重要。

结构健康监测的基础是能够使用嵌入式或附加的非破坏性评估(NDE)传感器监测结构,并利用数据来评估结构的状态。在过去的十年中,研究人员在开发用于SHM的NDE传感器方面取得了重大进展,并且他们开发了SHM结果的分析和通信所需的硬件和软件。已经达到了一些适度的成熟度并且能够监测的NDE SHM传感器,并且能够明显大的结构包括光纤,主动超声波和被动声发射。

此外,低成本的新兴计算硬件,如图形处理单元(gpu),正在使越来越多的应用成为可能先进的基于物理模型用于改进的NDE检查和用于机器学习等先进数据分析方法。这尤其重要美国国家航空航天局例如,由于需要开发新工具以支持长时间的空间飞行。

3.先进的材料

创新材料可用于广泛的领域——从更轻、更灵活的飞机和新兴的高超音速系统,到个人保护设备,以及任何可以减少风险或损坏的地方。在开发先进材料方面的进展预计将解决功能的整合,例如能量收获,伪装,结构和个人健康监测。例如,石墨烯是一种基于碳的材料,仅仅是一个原子厚,可用于制造轻质,耐用性和适用于高容量能量存储的电池,它们比典型的电池更快地充电。

4.智能自动化和区块链

区块链通常与加密货币系统相关,它使用数据透明度来增强安全性。由于没有单点故障,为记录级数据安全性和更大的网络弹性提供公钥加密是可能的。此外,还可以进行访问权限和授权管理自动化,释放资源以解决其他安全措施或疑虑。

这是怎么做到的呢?而不是大量的努力,以移动组件,设备和系统沿价值链在美国,区块链可以安排内部和外部供应链参与者的交换直至最终客户。它还提供了一个安全的、可审计的、可跟踪的、可共享的跨分布式总体的记录。通过共享区块链账簿,制造合作伙伴和客户之间可以迅速达成共识,因为这留下了清晰且不可更改的设计历史、所有更改、测试结果、所有组件来源的认证记录,等等。

区块链

5.增材制造(3D打印)

3D打印,也称为加法制造,已被证明是一种卓越的制造解决方案,用于生产组件和部件,比其他可比的,传统制造的部件使用更少的材料。由于这种材料可以通过增材制造来创建物品,因此即使使用的材料密度降低,也可以制作出具有很大强度的极其复杂的几何形状。

由于在速度、容量、油耗、排放等方面的性能不断提高,减轻重量对航空技术行业至关重要。这一认识正在引领航空航天和国防工业寻找应用3D打印在其最新产品中,从座椅框架到风管。

6.超音速飞行

超音速飞行是飞机比声速快得多。美国航空公司曼联已宣布计划在今年购买15位新的超音速客机和“返回超声波速度”2029.超音速飞行听起来很熟悉吧?2003年,法国航空公司和英国航空公司终止了协和式飞机的飞行。

新的序曲飞机将由一家位于丹佛的公司生产繁荣该公司尚未对一架超音速喷气式飞机进行飞行测试。联合航空的交易是以新飞机满足安全标准和噪音污染问题为条件的。

7.更具弹性和活力的A&D供应链

由于大流行,飞机需求降低以及人员和货物流动受到限制,导致许多重要的航空航天和国防系统崩溃(A&D)。供应链.这对较小的供应商造成了影响,特别是那些对商业航空航天和售后市场业务有很大敞口的供应商。

2021年,该行业的重点可能会转向将供应链转变为更多弹性和动态网络,这可以使用诸如纵向,垂直集成和增加的网络防御等策略来完成。为了进一步加强供应链,OEM和供应商应该利用数字工具,包括自动化内部流程和简化工作流,实现智能管理系统,并使用数据分析。在最近由Deloitte进行的调查中,72%的行业高管他们正在投资于供应链生态系统,以利用外部联盟伙伴。

8.利用物联网(IoT)预测维护问题

飞机维修公司正在广泛使用事物技术用于飞机部件和设备的预见性维修。一个IoT-based预见性维护例如,通过收集附在数控机床主轴上的超声波和振动传感器的数据,可以帮助预测潜在的损伤。分析收集到的数据有助于在易碎的纺锤和工具断裂之前识别它们。物联网技术用于将来自发动机、襟翼、排气值和起落架的关键数据发送给技术人员进行预防性维护。这些数据帮助技术人员制定维护计划,采购零件,安排相关工人修理设备。

9.人工智能(AI)

航空航天技术产业也从中受益人工智能以及在研究和教育中使用机器或主动学习。机器学习能够通过人工智能发现数据中的新模式和关系,从而获得对材料的新见解。人工智能可以处理比人类复杂得多的问题,可以在瞬间处理数千种结果,而人脑处理信息的时间要长得多。

例如,为了创造下一代技术,美国的研究人员空军研究实验室(AFRL)正在使用机器学习、人工智能和自主系统,以指数级的速度提高材料发现速度,降低技术成本。

10.自动飞行系统

实现自动驾驶技术已经一个越来越明显的趋势在几个行业,航空航天行业也不例外。其中大部分都集中在增加自主飞行中,最终目标是出现完全无人机的航班。虽然这可能仍有几年的几年,但投资和创新将在未来几年始终如一地削弱这一点。我们可能会看到飞机被削减到一名飞行员,随后在未来几年内变得自主运作。这已经发生了无人机,尽管在它准备好乘客飞机和更长的旅程之前,这项技术明显需要进行缩放。

航空航天工程

航空航天的未来就在这里!

创新技术和制造工艺似乎在不断发展,随着航空航天公司寻找小众供应商以帮助扩大供应链,中小型制造商正在从中获益。紧跟最新的趋势可以帮助你的制造企业利用航天工业提供的所有优势。

随着当今航空航天的行业与以往一样复杂和脆弱,具有专家咨询是必不可少的。接触CMTC今天看看我们如何可以帮助优化您的航空航天技术操作!

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关于作者

格雷格·菲多哥

Gregg Profozich是一名制造业、运营和技术高管,他认为制造业是经济财富的主要创造者,强大的制造业对我们国家的繁荣和安全至关重要,无论是现在还是未来几代人。在他20多年的制造、运营和技术咨询职业生涯中,他帮助从财富500强到小型独立制造公司显著提高其生产率和竞争力。

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