圖1：MIT設計的飛機。

　　據(jù)英國《經濟學家》3月14日報道，乘飛機旅行的需求并沒有下降，但利潤卻令投資者泄氣。到2014年，以飛機為主要出行工具的乘客人數(shù)有望從2009年的25億人次增加至33億人次。原因之一是機票越來越便宜：事實上，過去40年間，機票已降價60%。

　　然而，令航空公司憂心忡忡的除了要在保持低票價的同時擴大機隊規(guī)模以增加載客量以外，他們也需設法讓航空業(yè)變得更環(huán)保。航空業(yè)雖然總體規(guī)模不大，但也是促使全球變暖的因素之一，各種交通工具排放的二氧化碳中，航空業(yè)占12%。即使不考慮環(huán)境因素，燃料也是航空公司最大的開銷之一。因此，航空公司亟須節(jié)能減排。

“改頭換面”才能與時俱進

　　毫無疑問，現(xiàn)代飛機的效率比以前要高很多。1967年，第一架波音737客機能搭乘100名乘客飛行2775公里，而最新型號的波音737-800則能在搭載多一倍乘客、飛行多一倍航程的同時，將燃料消耗減少23%。更高效的渦輪風扇發(fā)動機，更輕的機體結構，空氣動力學方面的各種改進以及飛行管理系統(tǒng)的發(fā)展共同促成了這一進步。不過飛機還是老樣子：雪茄狀的機身、大大的尾巴、兩只翅膀，每只翅膀上吊著一個豆莢形的發(fā)動機。很多飛機設計師認為，對傳統(tǒng)形狀的飛機來說，其節(jié)能降耗的潛力已然用盡，只有讓飛機“改頭換面”才能進一步大幅削減燃料消耗。

　　過去幾年中，已經有設計師提出了一些激進的全新設計，但還沒有一種真正成為現(xiàn)實。例如，外形像巨大翅膀一樣的飛翼式飛機的效率可能更高，但目前還沒有真正在航線上運營。首先，這種飛機的乘客座位和電影院中的座位一樣，讓大多數(shù)乘客遠離窗戶和門。安全規(guī)范要求所有乘客在90秒內從一側的安全出口逃離，這在飛翼式飛機上很難實現(xiàn)。另外，機場設施也要隨著飛機的設計發(fā)生改變，現(xiàn)有的機艙門、行李架、服務設施都不能適應新要求；并且，單就舒適度而言，這種飛機一次突兀的急拉（升）側（翻）轉會讓處于飛機邊緣的乘客感到更加眩暈。

現(xiàn)實的選擇

　　盡管存在諸多限制，美國麻省理工學院（MIT）和英國帝國理工學院的兩個科研小組仍然推出了既能滿足業(yè)界實際需求、又能將燃料消耗減少一半的飛機設計，其設計方案在很大程度上依賴現(xiàn)有技術。

　　麻省理工學院的馬克·德萊拉正在該學院的風洞實驗室設計D系列的飛機，如果一架波音737-800飛機能變形為D系列中的一種，那么，在同樣尺寸、航線和載客量下，D8.1版飛機（也采用金屬鋁制成）的能耗將減少49%；D8.5（與D8.1外形類似，但采用2035年才可能被廣泛使用的復合材料制成）的能耗將減少71%。

　　德萊拉的D系列飛機與現(xiàn)有飛機大不相同，它不采用單個圓柱形的機身，而是將兩個圓柱體的部分結合在一起作為機身，以提供額外的升力；它的機頭向上傾斜，這也會進一步提供升力。基于這兩個設計，這種飛機機翼的厚度將有所減少，從而可以減輕飛機的重量。

　　3個發(fā)動機安裝在飛機的機尾，與機身齊平。德萊拉說，這樣的設計有很多優(yōu)勢，最主要的是使機尾變小。傳統(tǒng)飛機擁有高的、垂直的機尾，主要用于補償當裝在機翼下的發(fā)動機出現(xiàn)故障時造成的偏航；而D系列飛機將發(fā)動機裝在機尾（這種設計思路在上世紀50年代很流行，當時，法國南方航空公司的卡拉維爾飛機就采用了這種設計思路，但隨后，這種設計理念被其他大飛機摒棄），這意味著偏航程度更小，因此只需要一個小垂尾。D系列的雙垂尾總重量比波音737的單垂尾還要輕70%。

　　機身尾部附面層吹除設計能使進入發(fā)動機的氣流更加平滑。摩擦阻力能降低靠近機身的氣流的速度，發(fā)動機吸入低速氣流時，能更好地利用燃料來產生同樣的推力。然而，附面層吹除設計也會造成進入發(fā)動機的氣流紊亂?？諝怆x機身越遠，其移動速度越快，可能給發(fā)動機零件造成不必要的壓力。

　　飛機發(fā)動機制造商普拉特惠特尼公司也參與了麻省理工學院的這個項目，他們嘗試著通過重新設計和加固噴氣發(fā)動機中的部件來克服空氣給發(fā)動機零件造成壓力這個問題。解決辦法之一是降低飛行速度，結果，D8.1版飛機可以以0.72馬赫（音速的0.7倍）的速度飛行；D8.5的速度為0.74馬赫。德萊拉表示，盡管上述兩個D系列飛機的速度都不及波音737-800的速度（0.79馬赫），但是，D系列的寬機身可以彌補這一缺陷。與圓柱形機身的737相比，D系列機身多了一個額外的過道，這將大大提高人們上下飛機的速度，因此，在短途不換乘航行中，其航行速度還是會快過737。

無尾翼設計

　　英國帝國理工學院的瓦拉瓦斯·瑟費德斯也提出了一些設計方案，其核心是通過減輕飛機的重量來減少所需推力，從而節(jié)約燃料。其中的一個設計方案有一對安裝在尾部、但在機翼上方的噴氣式發(fā)動機。這種飛機根本沒有尾翼。