Полная версия

Главная arrow Техника arrow Авиационная экология. Воздействие авиационных горюче-смазочных материалов на окружающую среду

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Введение

Защита и улучшение состояния окружающей среды является важнейшей задачей международного сообщества в XXI столетии. Чтобы сохранить Землю пригодной для жизни будущих поколений, необходимо создать и внедрить передовые технологии, позволяющие снизить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду.

Создание и совершенствование различных типов авиационных газотурбинных двигателей для самолетов и вертолетов, комбинированных ВРД для летательных аппаратов аэрокосмического назначения, их внедрение в эксплуатацию вызвало ряд существенных экологических проблем. Возникла реальная угроза развития «парникового» эффекта, разрушения озонового слоя Земли, накопления канцерогенных и мутагенных продуктов, выпадение кислотных дождей. Происходит накопление вредных веществ в атмосфере, воде и почве.

Количество веществ, выделяющихся из двигателей летательных аппаратов, в 40 - 50 раз меньше, чем от других источников (транспорт, энергетика, промышленность, сельское хозяйство) [I]. По сравнению с автомобильным транспортом авиация выделяет в 1,5 раза меньше 1ЧОх и в 11 раз меньше СО [2]. Однако авиация является источником прямого воздействия на атмосферу. Эмиссия происходит в слоях атмосферы, особенно чувствительных к различным возмущениям - верхней тропосфере и нижней стратосфере, там, где зарождаются погодные процессы и где в значительном количестве содержится парниковый газ озон. Локальное загрязнение создается в зоне аэропортов и воздушных магистралей - по трассам полета самолетов. Полеты дозвуковых самолетов происходят в основном в верхней тропосфере или нижней стратосфере на высотах 9-13 км, а сверхзвуковых - в стратосфере на высотах 15-25 км. Полеты сверхзвуковых самолетов приводят к уменьшению концентрации озона в стратосфере [3, 4]. Основной причиной этого эффекта является наличие в выбросах двигателей этих аппаратов оксидов ИОх, НОх и их соединений. Полеты дозвуковых самолетов оказывают влияние на изменение концентрации 03 и N0 в тропосфере, на плотность облаков в верхней тропосфере, на стратосферный аэрозольный слой и на стратосферно-тропосферный обмен.

По опубликованным данным (5] доля авиации в суммарном антропогенном загрязнении составляет примерно 3,5%. Влияние авиации на глобальное потепление оценивается в 3%, и этот вклад к 2005 г. может вырасти до 10 - 20 % [6].

В настоящее время авиация потребляет 2 - 3% от общего количества ископаемого топлива, из них 80% расходуется в гражданской авиации [6].

Основным видом реактивного топлива является керосин, и, так как пока еще нет альтернативных топлив такой же энергоёмкости и лёгкости хранения, облик самолета в обозримом будущем останется без изменения.

Ученые и конструкторы осознают неотвратимость перемен в связи с загрязнениями атмосферы воздушным транспортом и уделяют всё больше внимания принятию долгосрочных планов предотвращения вредного воздействия авиации на окружающую среду. Ужесточение экологических норм заставляет переходить на более экологически чистые топлива и малоэмиссионные и малошумные двигатели, усовершенствовать технологию производства двигателя и планера, систему управления полетом и т.д.

В течение последних лет наблюдается резкая тенденция снижения вредных выбросов ГТД (рис. 1 и 2). Этот прогресс достигнут благодаря совершенствованию конструкций камер сгорания и постоянному повышению общей эффективности двигателей, что позволило уменьшить расход топлива и тем самым сократить выброс вредных веществ в атмосферу. За последние 40 лет потребление авиационного топлива уменьшилось на 70% [6].Современная авиация использует топливо вдвое эффективнее, чем 20 лет назад. К 2015 году предполагается дальнейшее повышение эффективности -более чем на 20%, а к 2050 году - на 40-50%, объём перевозок к 2015 году возрастёт на 5%, а потребление топлива за счёт усовершенствования двигателей - только на 3% [5, 9] .

Прогресс в области снижения эмиссии авиационных ГТД [10]

Рис. 1. Прогресс в области снижения эмиссии авиационных ГТД [10]: I - эмиссия в % от требований ICAO 1986 г. юо,о;

гг

;

і

?

198В

.

і

«

І...........

* !

п"тг".........

:

ь. . _ А Т

ПС-90 .

1

199В

* ‘

І!

__^

........г

.........

ГС

^'004

- - *

Эмиссия окислов азота в авиационных двигателях [11]

Рис. 2. Эмиссия окислов азота в авиационных двигателях [11]

Л Rolls-Royse о General Electric* с Pratt-Whrtney • CFM х Textron

|< Цели NASA І - Цели ЦИАМ

  • 60 40
  • 20,0___________1
  • 0,0 _______I
  • 10.0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0

Вопросы экологии в авиации освещены в ряде работ [1-11]. Особое внимание уделяется влиянию авиационной техники на атмосферу.

В данном учебном пособии сделана попытка систематизации и обобщения накопленных за последние годы опытных и расчетных данных по экологическим проблемам в авиации. Рассмотрены вопросы эмиссии вредных веществ авиационными двигателями, физико-химического воздействия на окружающую среду, нормирования выбросов, а также методы контроля загрязнений и способы защиты окружающей среды от воздействия авиационной техники (АТ).

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>