Методы минимизации негативного воздействия на окружающую среду на воздушном транспорте

Киргизбаев Мансур Алишерович – студент факультета летной эксплуатации Санкт-Петербургского Государственного Университета Гражданской Авиации имени А.А. Новикова.

Колесников Василий Николаевич – студент факультета летной эксплуатации Санкт-Петербургского Государственного Университета Гражданской Авиации имени А.А. Новикова.

Аннотация: Авиация является одним из наиболее быстро растущих источников выбросов парниковых газов. Воздушные суда уникальны тем, что они выбрасывают газы непосредственно в верхние слои атмосферы. Исследования показывают, что газы могут оказывать различное воздействие при выбросе на этой высоте по сравнению с выбросами на уровне земли. Но благодаря авиарегуляторам и международным организациям воздушный транспорт становится более экологичным. В соответствии с документами Doc8168, том 1 и том 2 приложения 16 ИКАО устанавливаются требования касающиеся загрязнения окружающей среды воздушным транспортом [1].

Ключевые слова: загрязнение окружающей среды, авиационный шум, эмиссия вредных веществ.

Согласно данным с сайта Flightradar24.com 13.07.2023 года состоялся самый загруженный день в истории коммерческой гражданской авиации, было зафиксировано 137 231 рейсов на рисунке 1, а уже 20.07.2023 этот рекорд был побит числом 139 238 коммерческих рейсов на рисунке 2 [5].

Рисунок1

Рисунок 1. Количество коммерческих рейсов 13.07.2023

Рисунок2

Рисунок 2. Количество коммерческих рейсов 20.07.2023

Современные самолеты оснащены двигателями, которые, как правило, обеспечивают гораздо более высокую топливную экономичность в расчете на пассажира. Дальнемагистральные рейсы теперь можно выполнять на самолетах с двумя двигателями вместо четырех как было на старых самолётах, что значительно повышает топливную экономичность в расчете на пассажира.

Одним из факторов, способствующих эмиссии вредных веществ — это неполное сгорание топлива в камере сгорания двигателя. Современные авиационные двигатели являются очень сложными механизмами, и конструкторы идут на множество разных технических решений, чтобы улучшить полноту сгорания топлива. Как например технологии, которые уже массово применяются во всех современных газотурбинных двигателях. Это использование сложного фронтового устройства в камере сгорания для лучшего завихрения воздуха с целью равномерного горения, а также использование форсунок, которые обеспечивают мелкодисперсный распыл топлива всё это показано на рисунке 3.

3

Рисунок 3. Камера сгорания

Также предлагается газотурбинный двигатель с двухзонной камерой сгорания. В двигателе данного типа топливо подается в каждую горелку через несколько форсунок, благодаря чему снижается интенсивность смешения воздуха с топливом и время пребывания топливновоздушной смеси в камере сгорания. Таким образом достигается высокий коэффициент полноты сгорания топлива, а также существенно снижается эмиссия NOx (почти вдвое по сравнению с традиционными двигателями);

Крупнейший авиастроительный концерн Airbus представил в сентябре три визуальные концепции самолетов с нулевым уровнем выбросов, которые будут использовать в качестве топлива водород на рисунках 4 и 5. Правительства европейских стран настаивают на переходе к транспортным решениям с нулевыми уровнями эмиссии парниковых газов и загрязнения воздушной среды. Airbus заявил о 2035 г. в качестве целевого срока ввода в эксплуатацию коммерческого самолета с нулевыми выбросами углекислого газа. Инициатива компании «ZEROe» включает концепции двух самолетов обычного вида: турбовинтового реактивного двигателя, способного перевозить 120-200 человек на расстояние 3,7 тыс. км, и турбовинтового самолета, способного перевозить до 100 человек на вдвое меньшее расстояние. В отличие от обычных самолетов, двигатели концептов Airbus будут приспособлены для сжигания жидкого водорода, хранящегося в хвостовой части фюзеляжа. [6]

Рисунок4

Рисунок 4. Прототипы Airbus

Рисунок5

Рисунок 5. Концепт двигателя

Для снижения шумового воздействия аэропорты активно принимают меры, включая разработку схем прибытия, соответствующих требованиям и рекомендациям Международной организации гражданской авиации (ИКАО). Эти меры направлены на минимизацию негативного воздействия авиационного шума на окружающую среду и население.

Создание эффективных схем прибытия включает в себя учет следующих аспектов:

Оптимизация маршрутов: разработка оптимальных маршрутов, минимизирующих пролет над населенными пунктами и чувствительными экологическими зонами.

Использование технологий плавного снижения: внедрение технологий, обеспечивающих плавное и постепенное снижение высоты во время прибытия, что способствует уменьшению шума.

Соблюдение стандартов ИКАО: соблюдение рекомендаций и стандартов ИКАО по снижению воздействия шума при разработке и реализации схем прибытия.

Диалог с сообществом: Активное взаимодействие с местными сообществами для учета их интересов и предоставления обратной связи при планировании схем прибытия.

Такие инициативы не только снижают шумовую нагрузку на окружающую среду, но и способствуют улучшению общего качества жизни в районах, прилегающих к аэропортам. На рисунке 6 представлена часть эксплуатационных приёмов по снижению шума в аэропорту Внуково Москва [4].

Рисунок6

Рисунок 6 – Ограничения на взлёт во Внуково

Следует отметить, что представленные методы уменьшения негативного воздействия на окружающую среду воздушным транспортом представляют лишь часть инноваций, используемых в авиации. Несмотря на стремительное развитие этой отрасли, современные самолеты проектируются с учетом высоких экологических стандартов. Это свидетельствует о растущей актуальности исследований в области экологии в авиации, где постоянно появляются новые подходы и технологии для создания более экологичного воздушного транспорта.

Список литературы

  1. Международная организация гражданской авиации ICAO [Электронный ресурс] https://www.icao.int/environmental-protection/pages/aircraft-engine-emissions.aspx (дата обращения 09.12.2023)
  2. Охрана окружающей среды. Том 1. Авиационный шум: Приложение 16 к Конвенции о международной гражданской авиации. ИКАО, Издание 3, июль 2008 г.
  3. Иванова А.Р. //Влияние авиации на окружающую среду и меры по ослаблению негативного воздействия// Гидрометеорологический научно-исследовательский центр – Москва, 2017г.
  4. Сборник аэронавигационных данных [Электронный ресурс] http://www.caiga.ru/ANI_Official/Aip/html/rus.htm (дата обращения 09.12.2023)
  5. [Электронный ресурс] https://www.flightradar24.com/data/statistics (дата обращения 08.12.2023)
  6. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» [Электронный ресурс] https://energy.hse.ru/hydrenergy (дата обращения 09.12.2023)