Концепция гибридно-электрического самолета может уменьшить проблему загрязнения воздуха авиацией

На крейсерской высоте самолеты выбрасывают в атмосферу постоянный поток оксидов азота, где химические вещества могут задерживаться, образуя озон и мелкие частицы. Оксиды азота, или NOx, являются основным источником загрязнения воздуха и связаны с астмой, респираторными заболеваниями и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Предыдущие исследования показали, что образование этих химикатов в результате авиации во всем мире приводит к 16 000 преждевременных смертей ежегодно.


Теперь инженеры Массачусетского технологического института разработали концепцию силовой установки самолета, которая, по их оценкам, устранит 95 процентов выбросов NOx от авиации и тем самым снизит количество связанных с этим преждевременных смертей на 92 процента.

Эта концепция основана на системах контроля выбросов, используемых в наземных транспортных средствах. Многие тяжелые дизельные грузовики сегодня оснащены системами контроля выбросов после сгорания для снижения выбросов NOx, производимых двигателями. Теперь исследователи предлагают аналогичную конструкцию для авиации, но с электрическим поворотом.

Современные самолеты приводятся в движение реактивными двигателями, закрепленными под каждым крылом. В каждом двигателе находится газовая турбина, которая приводит в действие пропеллер, который перемещает самолет по воздуху, когда выхлопные газы из турбины выходят назад. Из-за этой конфигурации было невозможно использовать устройства контроля выбросов, поскольку они могли бы влиять на тягу, создаваемую двигателями.

В новой гибридно-электрической или «турбо-электрической» конструкции источником энергии для самолета по-прежнему будет обычная газовая турбина, но она будет интегрирована в грузовой отсек самолета. Вместо того, чтобы напрямую приводить в действие винты или вентиляторы, газовая турбина будет приводить в действие генератор, также находящийся в трюме, для выработки электроэнергии, которая затем будет приводить в действие установленные на крыльях винты с электрическим приводом или вентиляторы. Выбросы, производимые газовой турбиной, будут подаваться в систему контроля выбросов, в целом аналогичную системам в дизельных транспортных средствах, которая очищает выхлопные газы перед их выбросом в атмосферу.

«Это все равно будет огромной инженерной проблемой, но фундаментальных физических ограничений нет», – говорит Стивен Барретт, профессор аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института. «Если вы хотите достичь нулевого уровня авиационного сектора, это потенциальный способ решения проблемы загрязнения воздуха, что является значительным и технологически вполне жизнеспособным способом».

Детали проекта, включая анализ его потенциальных затрат на топливо и воздействия на здоровье, опубликованы сегодня в журнале. Энергетика и экология. Соавторами являются Пракаш Прашант, Раймонд Спет, Себастьян Истхэм и Джаянт Сабнинс, все сотрудники Лаборатории авиации и окружающей среды Массачусетского технологического института.

Полуэлектрифицированный план

Семена для гибридно-электрического самолета команды выросли из работы Барретта и его команды по расследованию скандала с выбросами дизельного топлива Volkswagen. В 2015 году экологические регулирующие органы обнаружили, что производитель автомобилей намеренно манипулировал дизельными двигателями, чтобы активировать бортовые системы контроля выбросов только во время лабораторных испытаний, так что они, казалось, соответствовали стандартам выбросов NOx, но на самом деле выделяли в 40 раз больше NOx в реальных условиях. условия вождения в мире.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments