УДК 614.8.084

Снижение негативного влияния розливов авиационного топлива путем замены авиакеросина на авиационное биотопливо

Рыбьяков Артем Викторович – аспирант Московского государственного технического университета гражданской авиации; советник председателя совета Клуба ветеранов высшего руководящего состава гражданской авиации «ОПЫТ».

Потапова Дарья Юрьевна – кандидат технических наук, старший преподаватель Московского государственного технического университета гражданской авиации.

Научный руководитель Феоктистова Оксана Геннадьевна – доктор технических наук, доцент Московского государственного технического университета гражданской авиации.

Аннотация: Данная статья посвящена вопросам снижения негативного влияния на экологию при розливах топлива.

Ключевые слова: авиация, техническое обслуживания, самолет, биотопливо.

Современную транспортную систему невозможно представить без авиационного транспорта, способного за раз перевозить сотни пассажиров и тонны грузов на тысячи километров, сближая города и страны. Ежегодный рост авиаперевозок, в соответствии с прогнозами корпорации Airbus, будет составлять около 5 % ежегодно, с небольшой разницей по макрорегионам. Но особую роль воздушный транспорт сыграл во время ограничений, связанных с коронавирусной инфекцией. Воздушным транспортом, в том числе пассажирским, перевозились лицевые маски, пилоты совершали рейсы, а инженеры обслуживали воздушные суда. С появлением вакцин от вируса, ставшего проблемой для всего мира, авиация вновь встала на передовую борьбы с короновирусной инфекцией, перевозя миллионы вакцин в самые дальние уголки нашей планеты.

Кроме очевидной пользы воздушный транспорт приносит и вред человеческому здоровью: периодически происходят розливы топлива, угрожающие здоровью людей и жизням животных, находящимся вблизи розлива, после авиационных происшествий и катастроф авиационное топливо, попадающее в почву, отравляет ее и грунтовые воды, а при происшествиях и катастрофах над водной поверхностью становятся непригодными гектолитры воды. Таким образом, авиационное топливо и смазочные материалы, используемые на воздушном транспорте, представляют очевидную угрозу биосфере нашей планеты, а с учетом летучести и растворимости фракций, при несвоевременном или недостаточном принятии мер, распространение негативного влияния возможно на большие расстояния.

Рассмотрим фактические опасности и ранее проведенные исследования о розливах авиационного топлива и пути снижения вредных последствий от данных событий.

Авиационный керосин содержит повышенное количество циклических соединений, в том числе ароматических, вследствие чего он обладает повышенной токсичностью. Основными источниками загрязнения окружающей среды авиационным керосином являются розливы при заправке и обслуживании топливных систем воздушных судов, потери при транспортировке и хранении, при сливе невыработанного топлива в воздухе в аварийных ситуациях (у современных типов воздушных судов возможность слива топлива не предусмотрена конструкцией, в аварийной ситуации экипаж вынужден вырабатывать топливо, совершая полет в безопасной зоне, не далеко от аэродрома). Таким образом, полностью предотвратить розливы авиационного топлива, обладающего повышенной токсичностью, фактически, невозможно.

Рассмотрим вопрос со стороны возможности естественной регенерации почвы при розливе.

Природное самоочищение почвы, в зависимости от природно-климатических условий, требует не менее 5–10 лет, а в условиях Сибири и Крайнего Севера – 15–20 лет, так как низкие температуры в этих районах замедляют биологические процессы (а территория нашей страны, по большей части, входит именно в зону холодного климата). Нефтепродукты растекаются по линзе вечной мерзлоты, нарушая температурный баланс и газовый обмен, мерзлота подтаивает, меняется структура почвы. Таким образом, негативное влияние от розливов топлива не только сохраняется на протяжении долгих лет, но и способно распространяться на обширные территории внутри почвы.

Уменьшить негативное влияние от техногенных происшествий могут современные разработки. Переход на новые виды топлива, такие как авиационное биотопливо, e-fuel и другие виды топлива, способен помочь сохранить биосферу максимально пригодной для следующих поколений.

В настоящее время все большую популярность приобретает использование авиационного биотоплива. Как показывают проведенные исследования – современное биотопливо безвредно для человека и окружающей среды, так как производится из масел, жиросодержащих отходов или водорослей.

Исследования токсичности биотоплива продемонстрировали отсутствие смертности и незначительное токсическое воздействие на крыс и кроликов при дозе до 5000 мг/кг. Традиционное топливо показало токсические эффекты, такие как выпадение волос и изменение цвета мочи, уже при концентрациях от 2000 мг/кг. Как наиболее наглядный пример – в случае, если здоровый человек весом 100 килограмм выпьет 0,5 литра биотоплива – воздействие на организм будет незначительным.

Кроме того, в случае розлива или утечки биотопливо в течение 3 недель подвергается почти полному распаду (99%) без какого-либо ущерба для биосферы, если сравнивать эти сроки со средними сроками восстановления почвы после розлива авиатоплива, созданного на основе нефти, то разница более, чем в 125 раз (то есть – распад на 99 % классического авиационного топлива потребует более 7 лет). Также использование авиационного биотоплива позволяет говорить о минимизации загрязнения морей, рек, озер и грунтовых вод, так как при попадании в воду оно не причиняет вреда растениям и животным.

Как показали исследование Университета Айдахо, проведенное в 2004 году даже смесь биотоплива с обычным ускоряет разложение за счет совместного метаболизма. Таким образом, даже частичное использование авиационного биотоплива позволит снизить вред от розливов авиатоплива на окружающую среду, а как показал ряд тестовых полетов, произведенных компанией Rolls-Royce и полет корпорации Airbus в марте 2023 года, современные авиадвигатели способны осуществлять все необходимые для полета операции на 100% авиационном биотопливе (уже сейчас часть рейсов некоторых авиаперевозчиков выполняется на смеси традиционного и биотоплива).

Рассмотрим другие альтернативы авиационному керосину.

Впервые о замене традиционного авиакеросина заговорили еще в 40-х годах прошлого вера, СССР и США проводили ряд испытаний, по возможности совершения полетов на атомолетах (самолетах с ядерными установками), данные проекты были признаны опасными и уже к 1960-м годам были полностью остановлены.

В 1980-х годах на базе Ту-154 был создан самолет-летающая лаборатория, для проведения испытаний двигателей на криогенном топливе. Данные испытания были передовыми и только в 2020-х годах иностранные производители самолетов смогли произвести полет на криотопливе. Но применение данного вида топлива потребует очень больших инвестиций на переработку топливозаправочной инфраструктуры, изменение конструкции самолетных двигателей и планеров самолетов.

Также в наше время большой популярностью пользуется идея создания самолета на полностью электрической тяге. Но на сегодня максимальный взлетный вес таких самолетов не способен удовлетворить требованиям гражданской авиации.

Подводя итог исследования – для сохранения биосферы от неизбежного негативного влияния розливов авиационного топлива необходим скорейший переход на биотопливо, уже доказавшее возможность использования на всех этапах полета и заметно снижающее влияние негативных факторов на окружающую среду.

Список литературы

1. Переславцев А.В., Холодов О.М., Дякин А.Б., Последствия разлива авиатоплива для экологии окружающей среды, Межвузовский сборник научных трудов №23. Краснодар, 2019. С. 261-265.
2. Черкасова Н. Г., Веркеев А. В., Проблема загрязнения окружающей среды при разливе авиационного топлива на территории аэродрома, Актуальные проблемы авиации и космонавтики, том 2, Красноярск,, 2018. с. 494-496.
3. Рыбьяков А.В., Феоктистова О.Г. Обзор альтернативных видов авиационного топлива В книге: Авиация и космонавтика. тезисы 21ой международной конференции. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет). Москва, 2022. С. 167-168.