10 opkomende trends in lucht- en ruimtevaarttechnologie die u wilt kennen

De wereldwijde ruimte-economie, die naar schatting tegen 2040 een omzet van meer dan $ 1 biljoen zal overtreffen, omvat een reeks activiteiten die te maken hebben met het onderzoeken, verkennen en gebruiken van de ruimte. Met zoveel facetten in de lucht- en ruimtevaartindustrie - en miljarden dollars die hen ondersteunen - zijn er talloze kansen voor groei en innovatie. Lees verder om meer te weten te komen over 10 lucht- en ruimtevaarttechnologietrends waarop u de komende jaren kunt anticiperen.

Snelle links:

• Wat is ruimtevaarttechnologie?
• Huidige vooruitzichten voor de luchtvaartindustrie
• 10 trends op het gebied van lucht- en ruimtevaarttechnologie om in de gaten te houden
• De toekomst van de ruimtevaart is hier!

Wat is ruimtevaarttechnologie?

Aerospace verwijst gezamenlijk naar de atmosfeer en de ruimte; het is een diverse industrie met een veelvoud aan commerciële, industriële en militaire toepassingen. Lucht- en ruimtevaarttechniek omvat luchtvaart en ruimtevaart en het onderzoek, het ontwerp, de productie, de exploitatie of het onderhoud van vliegtuigen en ruimtevaartuigen omvat het werk van tal van organisaties.

Lucht- en ruimtevaarttechnologie verwijst dan naar de constructie, het testen en het onderhoud van vliegtuigen en ruimtevoertuigen. Technici kunnen betrokken zijn bij de montage, het onderhoud, het testen, de bediening en de reparatie van systemen die verband houden met betrouwbare en herbruikbare ruimtelanceervoertuigen en aanverwante grondondersteuningsapparatuur.

Huidige vooruitzichten voor de luchtvaartindustrie

Een van de sectoren die het sterkst door de pandemie werden getroffen, was die van commerciële en zakelijke vliegtuigreizen; in feite werd 2020 gerangschikt als het slechtste jaar in de geschiedenis voor de vraag naar vliegreizen. Nu de wijdverbreide beschikbaarheid van het vaccin en de COVID-19-beperkingen echter versoepelen, zegt 60% van de Amerikanen dat ze van plan zijn in 2021 meer te reizen dan in 2019. Ondanks deze geschatte toename van het wereldwijde vliegverkeer, is het waarschijnlijk dat het gedrag van consumenten patronen zullen zijn veranderd in het licht van de pandemie; er is momenteel bijvoorbeeld meer aandacht voor korte-afstandsvluchten en binnenlandse vluchten in plaats van langere, internationale vluchten.

Aan de andere kant - en ondanks de aanhoudende pandemie - waren de lanceringen van de ruimte voor de eerste helft van 2020 grotendeels op hetzelfde niveau als voorgaande jaren; de 41 succesvolle lanceringen lagen slechts iets onder het vijfjarig gemiddelde van 43 succesvolle lanceringen. Naarmate de financiering blijft toenemen en de kosten dalen, zal de ruimtevaartindustrie waarschijnlijk meer kansen krijgen, voornamelijk op het gebied van breedbandinternettoegang via satelliet. In 2020 bleven de investeringen in ruimtevaart sterk met $ 25,6 miljard, en het momentum voor investeringen zal waarschijnlijk ook in 2021 solide blijven.

Over het algemeen herstelt de lucht- en ruimtevaartindustrie langzaam maar zeker van de letterlijke en metaforische stilstand in 2020.

10 trends in lucht- en ruimtevaarttechnologie om in de gaten te houden

Nu de lucht- en ruimtevaartindustrie voortdurend verbeteringen aanbrengt, zijn hier tien technologietrends op het gebied van lucht- en ruimtevaarttechniek die u in de gaten moet houden.

1. Nulbrandstofvliegtuigen

Airbus heeft onlangs drie concepten onthuld voor 's werelds eerste emissievrije commerciële waterstofvliegtuig, dat tegen 2035 in gebruik zou kunnen worden genomen. Deze concepten vertegenwoordigen elk een andere benadering voor het bereiken van emissievrije vluchten door verschillende technologische paden en aerodynamische configuraties te verkennen om hun ambitie te ondersteunen van het pionieren van de decarbonisatie van de hele luchtvaartindustrie. Alle door Airbus gepresenteerde concepten zijn gebaseerd op waterstof als primaire energiebron - een optie die volgens hen een uitzonderlijke belofte inhoudt als schone vliegtuigbrandstof en waarschijnlijk een oplossing zal zijn voor de ruimtevaart - en vele andere industrieën - om te voldoen aan hun klimaatneutrale doelen.

2. Structurele gezondheidsmonitoring (SHM)

Structurele gezondheidsmonitoring omvat de observatie en analyse van een systeem in de loop van de tijd met behulp van periodiek bemonsterde responsmetingen om veranderingen in de materiaal- en geometrische eigenschappen van technische constructies zoals bruggen, vliegtuigen en gebouwen te bewaken. Vliegtuigongevallen met catastrofale vermoeidheidsbreuken hebben het potentieel voor aanzienlijk verlies aan mensenlevens, wat innovatie in deze tak van de lucht- en ruimtevaartindustrie zo belangrijk maakt.

De basis van structurele gezondheidsmonitoring is de mogelijkheid om structuren te bewaken met behulp van ingebouwde of aangesloten niet-destructieve evaluatie (NDE)-sensoren en om de gegevens te gebruiken om de staat van de structuur te beoordelen. In de afgelopen tien jaar hebben onderzoekers aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het ontwikkelen van BDE-sensoren voor SHM en hebben ze de hardware en software ontwikkeld die nodig zijn voor analyse en communicatie van de SHM-resultaten. De NDE SHM-sensoren die een bescheiden mate van volwassenheid hebben bereikt en in staat zijn om aanzienlijk grote delen van structuren te bewaken, omvatten glasvezel, actieve ultrasone trillingen en passieve akoestische emissie.

Bovendien maakt goedkope opkomende computerhardware, zoals grafische verwerkingseenheden (GPU's), het toenemende gebruik mogelijk van geavanceerde, op fysica gebaseerde modellen voor verbeterde BDE-inspectie en voor geavanceerde gegevensanalysemethoden zoals machine learning. Dit is met name relevant voor bijvoorbeeld NASA, omdat er nieuwe hulpmiddelen moeten worden ontwikkeld om langdurige ruimtevluchten te ondersteunen.

3. Geavanceerde materialen

Innovatieve materialen kunnen op een groot aantal verschillende gebieden worden gebruikt - van lichtere, wendbare vliegtuigen en opkomende hypersonische systemen tot persoonlijke beschermingsmiddelen en overal waar risico's of schade kunnen worden verminderd. Verwacht wordt dat vooruitgang bij de ontwikkeling van geavanceerde materialen de integratie van functies zoals energiewinning, camouflage, structurele en persoonlijke gezondheidsmonitoring zal aanpakken. Grafeen is bijvoorbeeld een op koolstof gebaseerd materiaal, dat slechts één atoom dik is en kan worden gebruikt om batterijen te maken die lichtgewicht, duurzaam en toepasbaar zijn in energieopslag met hoge capaciteit - bovendien laden ze sneller op dan een typische batterij.

4. Slimme automatisering en blockchain

De blockchain, die doorgaans wordt geassocieerd met cryptocurrency-systemen, gebruikt gegevenstransparantie om de beveiliging te verbeteren. Versleuteling met openbare sleutels voor gegevensbeveiliging op recordniveau en grotere netwerkbestendigheid zijn mogelijk omdat er geen enkel storingspunt is. Bovendien kunnen toegangsrechten en het beheer van rechten worden geautomatiseerd, waardoor er middelen vrijkomen om andere beveiligingsmaatregelen of problemen aan te pakken.

Hoe werkt dit? In plaats van aanzienlijke inspanningen om componenten, apparatuur en systemen langs de waardeketen te verplaatsen, kan de blockchain de uitwisseling van interne en externe supply chain-deelnemers tot aan de eindklant regelen. Het biedt ook een veilig, controleerbaar, traceerbaar en deelbaar record voor een gedistribueerde populatie. Een consensus tussen de productiepartner en hun klant kan snel worden bereikt via een gedeeld blockchain-grootboek, omdat dit een duidelijke en onveranderlijke geschiedenis van het ontwerp achterlaat, alle wijzigingen eraan, testresultaten, een certificeringsrecord voor de bron van alle componenten, en meer.

5. Additive Manufacturing (3D-printen)

Het is bewezen dat 3D-printen, ook wel additive manufacturing genoemd, een uitstekende productieoplossing is voor het produceren van componenten en onderdelen die aanzienlijk minder materiaal gebruiken dan andere vergelijkbare, traditioneel vervaardigde onderdelen. Omdat het materiaal kan worden gebruikt om een ​​item te maken door middel van additive manufacturing, kunnen extreem complexe geometrische vormen worden gebouwd die ondanks de verminderde dichtheid van het gebruikte materiaal een grote sterkte hebben.

Gewichtsbesparing is van het grootste belang voor de luchtvaarttechnologie-industrie vanwege de betere prestaties op het gebied van snelheid, capaciteit, brandstofverbruik, emissies en meer. Dit besef leidt ertoe dat de lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie op zoek gaat naar toepassingen van 3D-printen in haar nieuwste producten, van stoelframes tot luchtkanalen.

6. Supersonische vluchten

Supersonische vlucht is wanneer een vliegtuig sneller reist dan de snelheid van het geluid. De Amerikaanse luchtvaartmaatschappij United heeft plannen aangekondigd om in het jaar 2029 15 nieuwe supersonische vliegtuigen te kopen en "supersonische snelheden terug te geven aan de luchtvaart". Supersonische vluchten klinken je bekend in de oren? Dergelijke passagiersvluchten eindigden in 2003 toen Air France en British Airways Concorde met pensioen gingen.

Het nieuwe Overture-vliegtuig zal worden geproduceerd door een in Denver gevestigd bedrijf genaamd Boom, dat nog een supersonische jet moet testen. De deal van United is afhankelijk van de voorwaarde dat het nieuwe vliegtuig voldoet aan de veiligheidsnormen en zorgen over geluidsoverlast.

7. Veerkrachtigere en dynamischere A&D-toeleveringsketens

Een lagere vraag naar vliegtuigen en beperkingen op het verkeer van mensen en goederen als gevolg van de pandemie leidden tot het uitvallen van veel essentiële toeleveringsketens voor de lucht- en ruimtevaart en defensie (A&D). Dit heeft een impact gehad op kleinere leveranciers, vooral die met een grote blootstelling aan commerciële lucht- en ruimtevaart en de aftermarket-activiteiten.

In 2021 zal de focus van de industrie waarschijnlijk verschuiven naar het transformeren van toeleveringsketens in veerkrachtigere en dynamischere netwerken, wat kan worden gedaan met behulp van strategieën zoals on-shoring, verticale integratie en verhoogde cyberdefensie. Om supply chains verder te versterken, moeten OEM's en leveranciers gebruikmaken van digitale tools, waaronder het automatiseren van interne processen en het stroomlijnen van workflows, het implementeren van slimme managementsystemen en het gebruik van data-analyse. In een recent onderzoek uitgevoerd door Deloitte zei 72% van de leidinggevenden in de sector dat ze investeren in supply chain-ecosystemen om externe alliantiepartners te benutten.

8. Internet of Things (IoT) gebruiken om onderhoudsproblemen te anticiperen

Vliegtuigonderhouds- en reparatiebedrijven maken op grote schaal gebruik van Internet of Things-technologie voor voorspellend onderhoud van vliegtuigonderdelen en -apparatuur. Een op IoT gebaseerde oplossing voor voorspellend onderhoud kan helpen om potentiële schade te voorspellen, bijvoorbeeld door gegevens te verzamelen van ultrasone en trillingssensoren die op de spil van een CNC-machine zijn bevestigd. Door de verzamelde gegevens te analyseren, kunnen kwetsbare spindels en gereedschappen worden geïdentificeerd voordat ze breken. IoT-technologie wordt gebruikt om kritieke gegevens van motoren, vleugelkleppen, bleed-waarden en landingsgestel naar technici te sturen voor preventief onderhoud. Deze gegevens helpen technici om onderhoudsschema's te maken, onderdelen aan te schaffen en relevante werknemers in te plannen om apparatuur te repareren.

9. Kunstmatige intelligentie (AI)

De luchtvaarttechnologie-industrie profiteert ook van kunstmatige intelligentie en het gebruik van machinaal of actief leren in onderzoek en onderwijs. Machine learning biedt de mogelijkheid om nieuwe inzichten in materialen te krijgen door kunstmatige intelligentie in te zetten om nieuwe patronen en relaties in de data te ontdekken. AI kan veel complexere problemen aan dan mensen en kan binnen enkele ogenblikken duizenden resultaten opleveren in vergelijking met de tijd die het menselijk brein nodig heeft om informatie te verwerken.

Om bijvoorbeeld de volgende generatie technologie te creëren, gebruiken onderzoekers van het United States Air Force Research Laboratory (AFRL) machine learning, AI en autonome systemen om de snelheid van materiaalontdekking exponentieel te verhogen en de kosten van technologie te verlagen.

10. Autonome vluchtsystemen

Het implementeren van autonome technologieën is een groeiende trend in verschillende industrieën, en de lucht- en ruimtevaartindustrie is geen uitzondering. Veel hiervan was gericht op het vergroten van autonome vluchten, met als einddoel het lanceren van volledig mensvrije vluchten. Hoewel dit nog enkele jaren kan duren, zullen investeringen en innovatie de komende jaren hier consequent op gericht zijn. We zouden kunnen zien dat vliegtuigen de komende jaren worden teruggebracht tot slechts één piloot en vervolgens autonoom worden geëxploiteerd. Dit is al gebeurd met drones, hoewel deze technologie natuurlijk moet worden opgeschaald voordat deze klaar is voor passagiersvliegtuigen en langere reizen.

De toekomst van de ruimtevaart is hier!

Innovatieve technologieën en productieprocessen worden schijnbaar constant ontwikkeld, en kleine tot middelgrote fabrikanten plukken de vruchten van de tijd dat lucht- en ruimtevaartbedrijven nicheleveranciers zoeken om hun toeleveringsketen uit te breiden. Door op de hoogte te blijven van de nieuwste trends, kan uw productiebedrijf profiteren van alles wat de lucht- en ruimtevaartindustrie te bieden heeft.

Met de huidige luchtvaartindustrie zo complex en kwetsbaar als altijd, is deskundig advies net zo essentieel. Neem vandaag nog contact op met CMTC om te zien hoe we u kunnen helpen bij het optimaliseren van uw activiteiten op het gebied van ruimtevaarttechnologie!