到2014年，以飛機為主要出行工具的乘客人數有望從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模以增加載客量 -

以外，他們也需設法讓航空業變得更環保。航空業雖然總體規模不大，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，航空業占12%。即使不考慮環境因素，燃料也是航空公司最大的開銷之一。因此，航空公司亟須節能減排。

　　“改頭換面”

　　才能與時俱進

　　毫無疑問，現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的發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動機。很多飛機設計師認為，對傳統形狀的飛機來說，其節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，讓大多數乘客遠離窗戶和門。安全規范要求所有乘客在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。另外，機場設施也要隨著飛機的設計發生改變，現有的機艙門、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。

　　現實的選擇

　　盡管存在諸多限制，美國麻省理工學院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�；�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勢，最主要的是使機尾變小。傳統飛機擁有高的、垂直的機尾，主要用于補償當裝在機翼下的發動機出現故障時造成的偏航；而D系列飛機將發動機裝在機尾（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%。

　　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動機。這種飛機根本沒有尾翼。

　　瑟費德斯解釋道，過去，飛機沒有尾翼很難飛行，但現在，情況發生了變化。機械飛行控制系統已經被主動式電腦控制飛行系統所取代，這種系統使用計算機來響應飛行員的操作指令，使飛行員的操作更安全更高效。因此，取消水平尾翼和垂直尾翼并非一個激進的想法。采用了計算機的飛機控制系統能將所需要的信號組合在一起，使機翼的副翼、襟翼和其他控制面協同運動，起到水平尾翼和垂直尾翼的作用。

　　瑟費德斯在模擬器上測試了其設計方案并進行了模擬飛行，結果良好。

　　同時，改善機翼上方的氣流也至關重要。由于紊流會產生阻力，因此，層流（很平滑的氣流）比紊流更利于飛行。完全符合空氣動力學的機翼，從其前緣直到后緣只有層流。但大多機翼并不那么完美，在某個階段，空氣會從平流變換到紊流。因此，大約需要燃燒一半燃料來克服紊流邊界層產生的阻力，以便讓飛機保持水平航行。