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【工业之美】全球新型工业互联网飞机 除了提高上网速度还可节省燃油及飞行时间

为机上乘客提供快速便捷互联网接入服务与内容,只是互联网飞机其中的功能之一。对于航空上游来说,互联网让外包价格更为低廉,并至少能带来燃油和维修损耗两方面的成本节约。

图片来源:视觉中国

工业互联网技术的深入应用,正在改变着民航飞机的使用效率和制造成本。

截至9月10日,国内已经有6架具备天地互联网功能的波音787-9型号飞机得到交付。据波音公司(The Boeing Company)资料显示,与普通的飞机相比,波音787系列结构更简化,功能更加强大,其核心系统将采用开放式架构,能够进行自我监测,并将维护需求报告给地面计算机系统。波音787-9型飞机是波音787系列中最先进的一款互联网飞机,“波音787-9梦想飞机客舱内可实现天空和地面互联,让旅客在飞行途中享受上网功能。”

波音787-9梦想飞机飞行示意图 来源:波音官网

而为机上乘客提供快速便捷互联网接入服务与内容,只是互联网飞机其中的功能之一。“对于航空上游来说,互联网让外包价格更为低廉,维持和开发产业链的交易成本有所降低。”美国东北大学复杂网络研究中心主任Albert表示,依靠光缆、卫星以及荧屏共同带来的互联网大数据,每一架波音787客机90%的工程量,是由遍布于全球各地的40个合作伙伴共同完成的。“当线路联通,全球各地的设计师都能看到清晰的三维图纸。”

波音787-9梦想飞机局部零件示意图 来源:波音官网

工业互联网(Industrial Internet)的概念最早由通用电气(GE)在2012年提出,即让互联网进入产业链的上游,从根本上革新产业。根据飞常准的数据显示,美国已有78%的航班提供机上互联服务。

在航天航空领域,工业互联网会打破软件、硬件和人员之间的信息壁垒,依靠大数据的分析,让飞机建立自己的声音,表达给飞行员和维修人员飞行员,具体飞行状况如何或者哪里需要维修。

通用电气数据显示,工业互联网技术至少能带来燃油和维修损耗两方面的成本节约。工业互联网计算航班等大数据的效率提高1%,未来15年中国就能节约1%的燃油,即每年约2亿美元的燃油成本;从维修来看,工业互联网发动机维护的效率提高1%,商用喷气发动机的维护成本减少2.4亿美元。一架双发动机宽体商用喷气式飞机的年维护成本平均约为600亿美元,发动机维护就占总维护成本的40%,折合240亿美元。

7月6日,国际航空设备制造商霍尼韦尔(Honeywell International)最新型互联网飞机抵达天津,正式展开中国段的巡展。按原定计划,从5月31日起,这架全球最新款的互联网飞机,将从霍尼韦尔总部美国启航,途径北美洲、欧洲、亚洲,在全球16个城市停留。

霍尼韦尔互联网飞机新技术示意图 来源:霍尼韦尔官网

“最主要的改变是减少了飞行颠簸和航班延误,提高网速,为乘客创造更舒适的飞行体验。”霍尼韦尔航空航天集团互联飞机事业部副总裁Kristin Slyke表示,飞机上高速、实时的数据传输与分析能够避免恶劣天气带来的影响,并对故障进行预诊断,消除因维修而引起的延误。

霍尼韦尔互联网飞机起飞瞬间 来源:霍尼韦尔官网

乘坐该飞机时,乘客可以访问十多个GoDirect应用程序和服务,包括实时电视、电视点播、高速宽带网络、视频会议、电子邮件和语音IP。霍尼韦尔采用的Ka波段卫星技术,网络理论带宽可达2GHz,并首次得到美国联邦航空局(FAA)的认证。国内目前使用的Ka波段卫星技术即4G网络,一般在500MHz左右。Ka波段卫星技术应用于飞机的改装费用,一般需要100万美元左右,成本为原来的1/20。

2GHz带宽是实现5G通信标准的一个基础。2016年4月,移动通信公司罗德与施瓦茨公司推出新的R&S SMW-B9宽带基带生成选件,该选件将射频调制带宽扩展至2GHz,可使研发工程师到微波频段都可产生高带宽信号。现代雷达系统的测试要求,移动通信公司设备研发设计工程師們需要能够产生极宽信号带宽的仪器。R&S SMW200A是全球第一台在高达40GHz的频率范围内提供2GHz内部调制带宽的矢量信号发生器。

霍尼韦尔互联网飞机在飞行过程中的技术示意图 来源:霍尼韦尔官网

而飞行员在驾驶这款互联网飞机时,能够在起飞前看到高度精准的三维跑道和地形预览图,并随时得到航线上的实时气象数据,可以规划更安全高效的飞行路线。

“新技术可使飞机降低近5%的油耗及排放,降低86%失效设备的出现,机上WiFi的速度会是现有的数倍,减少5%的飞行时长,并降低25%的故障诊断时间。”霍尼韦尔亚太区业务发展总监那保罗在接受《解放日报》采访时表示。

就公司自身而言,波音公司对空中每一架波音787客机实施从生产到服役的全球监控,随时获知每一架客机的航班行程。“相对于民用互联网,工业互联网的应用给飞机带来的影响更大。”美国南加州大学传播学院教授Manuel castel表示,随着工业互联网时代的到来,长远型的大规模企业组织已经崩溃,协作方之间联系实际上源于项目,而这些项目是由产业网络支持的,即网络企业。

国际机场协会数据显示,2045年前中国将是全球民航业增长最快的市场,目前中国已成为世界上机场数目增长最快的国家,国际民航平均的人机比是1/100,而中国民航业平均的人机比是1/200。

作为全球第二大民航市场,中国民航局在其《中国民用航空发展第十三个五年规划》中指出,要进一步发展民航业,必须实现从资源驱动型技术向创新型技术的转型。据霍尼韦尔公司预测,到2025年全球将有2.5万架飞机装载空中WiFi,互联飞机技术的市场需求约为70亿美元。

除国际航空企业外,国内各家航空公司都在尝试将空中互联网投入商业运营。最早开始尝试的是东方航空。2015年11月12日,东方航空上海至洛杉矶的MU583航班开启了中国空中互联服务。截至今年3月,东航已经改装完成53架宽体客机,航线覆盖东航全部北美航线、大部分欧洲航线以及国内重点商务航线航班,目前东方航空采用的是Ku波段卫星技术,理论网速可达50M/s,相当于地面4G网络速度。

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