圖、文/永續新聞網
隨著全球航空業面臨減碳壓力與能源轉型挑戰,創新飛機設計正成為航太產業的新戰略焦點。美國新創企業JetZero日前宣布,與模擬與人工智慧領域的領導企業Altair建立策略合作,結合先進計算流體力學(CFD)與AI技術,推動全球首款商業化「融合翼身體(Blended-Wing Body, BWB)」飛機的開發,為航空永續帶來技術突破。

▲美國新創JetZero與Altair合作,運用AI與模擬技術開發全球首款融合翼身商用飛機,有望於2027年試飛,挑戰傳統航空設計與減碳極限。(圖/永續新聞網)
打破傳統設計框架 融合翼身結構帶來節能與降噪雙重優勢
JetZero所開發的Z4飛機設計大幅顛覆傳統飛機「細長機身+雙翼」的形式,改採融合翼身結構——這種設計將機翼與機身平滑融合,不僅可顯著降低空氣阻力,也有助於飛機更均勻分配升力與載重,減少結構應力與燃料消耗。
根據JetZero測試數據,相較傳統機型,其融合翼身飛機預計可減少燃料使用與碳排放多達50%,並透過機身寬體結構增加載客與貨物空間。此外,Z4飛機將發動機安裝於機身背部上方,使起降時產生的噪音朝上擴散,降低對機場周圍社區的聲音污染。
Altair提供高階模擬與AI能力 縮短設計週期、降低研發風險
此次合作關鍵在於Altair提供的FlightStream軟體,該工具為一種針對高速與次音速飛行器研發的CFD模擬平台,能快速建構飛行外型、分析氣流分布、升力與阻力變化,協助工程團隊在無需大量實體風洞測試的情況下,精準預測飛機表現。
此外,JetZero亦將使用Altair全套模擬、資料分析與AI工具,包括:
1.1多物理量模擬平台(Multiphysics Simulation):分析結構、溫度與材料反應。
2.生成式設計與優化工具(Generative Design):針對機身結構進行拓撲優化,減重並強化耐久性。
3.數據驅動設計流程(Data-Driven Design):結合歷史飛行資料與AI預測演算法,改善性能與安全性。
這些工具整合於Altair的「航太新創加速計畫(ASAP)」,專為協助新創企業突破傳統製造與測試流程限制,實現高效率、低成本的原型機研發。
新一代永續飛行技術布局 2027年試飛挑戰傳統機型
JetZero預計於2027年完成Z4原型機的首次完整試飛,該計畫也受到美國政府與NASA的高度關注,納入美國低碳航空願景發展計畫之一。隨著各國航空監管機構與國際航空運輸協會(IATA)設定2050淨零排放目標,融合翼身機型與電動/混合動力技術被視為未來民用與軍用航空轉型的雙軌核心之一。
JetZero執行長Tom O’Leary表示:「我們相信Z4是繼噴射機問世以來,航空產業最重大的前進一大步。Altair的模擬與AI技術讓我們能在更短時間內測試更多設計假設,真正實現飛行器設計的軟體驅動轉型。」
產業意義:模擬科技加速綠色飛機研發 顛覆「風洞試驗為主」時代
過去幾十年,飛機研發往往仰賴實體風洞試驗與長周期的構型迭代,耗時且成本高昂。隨著運算能力提升與AI演算法成熟,如今工程團隊能在雲端完成複雜的流場分析與設計優化,大幅縮短開發時程,並降低實體測試次數,對資源有限的新創公司特別關鍵。
JetZero結合模擬與永續材料研究的做法,也為航空業展示一種新型研發模式:以「軟體即研發」(Software-Defined R&D)為核心,取代傳統重硬體、長時程的測試流程。
未來,隨著全球航空公司尋求更節能、低噪、靈活的中型航線機種,融合翼身機型可望打入短中程市場,成為綠色轉型的關鍵解方之一。