走进一架波音737这样的商用客机，坐下，看向窗外：你很可能会看到机翼从飞机机身的下部伸出，部分遮挡了你对下方地面的视线。
但今天，NASA 宣布，将与波音公司合作，生产一款外观与乘客们习惯看到的喷气式飞机截然不同的实验性新飞机演示器。这种飞行器将拥有细长的大翼，从飞机机身的顶部，也就是窗户上方伸出，而不是下方。由于这些机翼比商用飞机的典型机翼更细长，它们将需要桁架支撑。
制造这款名为“可持续飞行演示器”的新飞机的目的是很简单：找到一种方法，让飞机更节能，对环境更友好。NASA的目标是实现高达30%的能效提升，尽管这种革命性的能效提升并非仅靠新机翼就能实现。
在今天于华盛顿特区举行的新闻发布会上，NASA副局长帕梅拉·梅尔罗伊（Pamela Melroy）表示，该计划是“NASA为减少航空运输系统的碳排放做出的重大新承诺”，她称其为“最难脱碳的行业之一”。
除了那些细长的大翼外，该飞机还将配备两个发动机——每个机翼下方一个——以及一个T形尾翼。它将是一款与波音737或空客A320类似的单通道飞机，而不是像787或A350那样的双通道宽体飞机。目标是让这类飞机服务于典型的、日常的商用航空航班，连接纽约市与芝加哥等目的地。
这场秀的明星是机翼。
“我们将使燃油消耗减少高达30%——通过更好的发动机，看看这个机翼，”NASA局长比尔·纳尔逊（Bill Nelson）在活动中说道。这个机翼“如此长而细，以至于必须有支架。”
除了支撑机翼——机翼是飞机获得飞行所需升力的来源——桁架或支架还可以发挥另一个作用。“你实际上可以在这个支架上获得升力，就像从机翼上获得升力一样，[就像]老式双翼飞机的旧概念一样，”纳尔逊补充道。
飞机工程就是权衡取舍：这款实验性飞机需要这些桁架来支撑细长的机翼，但机翼本身之所以要设计得细长，是有充分理由的。“我们的计划是展示这种超长细翼——由支架稳定——它将通过减少阻力，大大提高商用客机的燃油效率，”他说。
这款飞机设计在技术上被称为TTBW，代表“跨音速桁架支撑翼”（Transonic Truss-Braced Wing）。2020年5月，《流行科学》杂志仔细研究了NASA在这类飞机上的努力。航空航天工程师表示，细长机翼产生阻力较小的原因是它们可以减少翼尖涡流。NASA高级航空航天工程师凯文·詹姆斯（Kevin James）当时解释道：“在机翼的尖端，没有比空气能看到的更多的翼展了，空气非常聪明，它会绕着尖端流动，”他说。但通过使机翼更长，可以“更有效地产生更多的升力”。
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这类设计的缺点包括细长机翼可能会发生颤振，就像桥梁或标志在强风中摇摆一样，这就是为什么使用这种机翼的飞机需要桁架。当然，如果采用这种设计的飞机最终取代了737等窄体飞机，它们需要能够停靠在机场的登机口——而长机翼可能会带来挑战。
NASA今天表示，他们计划与波音公司合作，在2028年让这款未来感十足、更节能的飞机投入飞行，甚至表示这类飞机可能在2030年代投入使用。
根据国际能源署（International Energy Agency）的数据，2021年，全球航空相关的“能源相关”二氧化碳排放量占2%以上。除了探索可持续飞行演示器形式的TTBW等新型飞机设计外，还有其他方法可以使飞机更环保，包括让小型飞机完全依靠电力运行，以及使用 可持续航空燃料。“我仍然非常关注全球航空旅行的碳足迹，”梅尔罗伊在活动开始时说道。“航空业是全球经济中的巨头，我们必须认真对待。”
