stratul de fundal 1

stratul de fundal 1

stratul de fundal 1

Eficiența combustibilului se referă la câte mile poate călători un avion cu un galon de combustibil. Acest lucru este adesea inclus în discuțiile despre încălzirea globală, precum și obiectivele pe termen lung de a conține încălzirea medie sub limita de 2 ° C. Atingerea acestei limite ar necesita reduceri profunde ale emisiilor din toate sectoarele. În ultimii 20 de ani, locurile disponibile pe avioane au crescut cu mai mult de 25% și se estimează că cererea va continua să crească cu aproximativ 5% anual. Flota globală este de așteptat să crească cu 20.930 de avioane, ajungând la aproximativ 40.000 în total în 2032.

S-a estimat că cererile de combustibil din partea aviației vor crește între 1,9% și 2,6% în fiecare an până în 2025. Creșterea proiectată în industria aviației în absența unor măsuri de atenuare suplimentare ar putea vedea cota sa din emisiile globale crește la 22% până în 2050. În timp ce cea mai eficientă măsură de reducere a emisiilor din aviație este reducerea creșterii, acest lucru nu ar fi cu siguranță ideal pentru jucătorii din industrie. Ceea ce este interesant aici este că producătorii de aeronave și companiile aeriene își asumă sarcina de a reduce emisiile prin reducerea consumului de combustibil, iar concentrația actuală a acestui efort crește eficiența consumului de combustibil.

Lumea aviației actuale caută noi tehnologii, modele și materiale care să crească în mod durabil eficiența consumului de combustibil. Avioanele produc mai puțin CO2 îmbunătățind motoarele, îmbunătățind aerodinamica și folosind materiale mai ușoare.

Aripi:

Aripile sunt dispozitive montate la vârful aripilor. Aripile sunt utilizate pentru a îmbunătăți eficiența aerodinamică a unei aripi prin fluxul din jurul vârfului aripii pentru a crea o tracțiune suplimentară. Pot îmbunătăți performanțele avionului cu până la 10% până la 15%. O aripă planificată corespunzător într-un punct ușor față de vântul care se apropie și curentul care se învârte în jurul acesteia determină o „ridicare” pe aripă, care este coordonată intern de-a lungul aripii și înainte. În cele din urmă, prin reducerea rezistenței, pot reduce emisiile cu 6%.

Sistem de navigare flexibil:

Prin înlocuirea prezentului plan de navigație a avionului cu actualizări în timp real, aeronavele pot evita condițiile meteorologice nefavorabile, cum ar fi furtuni, vânt puternic etc. și să profite de condițiile meteorologice favorabile. Studiile arată că 1,4 tone de CO2 pe zbor sunt economisite prin utilizarea unui sistem de navigație flexibil .

cele

Operațiuni continue de urcare și coborâre:

Operațiunile continue de urcare și coborâre (CCO și CDO) sunt strategii de lucru. CCO și CDO permit aeronavelor să urmeze o traiectorie de zbor adaptabilă și ideală, care oferă avantaje naturale și financiare majore. Acestea includ: o scădere a consumului de combustibil, scăderea emisiilor globale de gaze, zgomot și costuri ale combustibilului - toate fără impact ostil asupra bunăstării.

Imagine schematică a operației de coborâre continuă (CDO) și a operației de urcare continuă (CCO). Sursa: Toratani, Daichi. (2016). Studiu privind metoda de optimizare simultană pentru traiectorie și secvența managementului traficului aerian.

Imprimare 3D/Fibre de carbon/Aliaje de memorie de formă (SMA):

Industria aviației a început să utilizeze tehnologia de imprimare 3D (fabricarea aditivă), materialele din fibră de carbon și aliajele cu memorie de formă (SMA), deoarece toate pot reduce greutatea aeronavei, crescând în același timp personalizarea și eficiența generală a construcției. Conform acestui raport, se preconizează că piața globală de imprimare 3D aerospațială va crește cu 55,85% CAGR în perioada 2016-2020.

Aliajele cu memorie de formă funcționează prin căldură: la temperatura necesară, aliajul metalic se transformă în diferite forme. SMA sunt explorate ca amortizoare de vibrații pentru vehicule de lansare și motoare cu reacție comerciale. Reducerea greutății totale a avionului este întotdeauna o prioritate pentru creșterea eficienței consumului de combustibil.

Modificări ale aliajului de memorie la diferite temperaturi și presiuni. Sursă: Du Quan, Xu Hai, Aliaj de memorie de formă în diverse domenii aviatice, Procedia Engineering, volumul 99, 2015, paginile 1241-1246.

Double-Bubble D8:

În 2008, ca parte a programului N + 3 al NASA, o echipă de ingineri de la Aurora Flight Science, MIT și Pratt & Whitney a început să lucreze la un concept de proiectare pentru avioane comerciale. L-au numit „dublu balon” D8 și, dacă noua mașină funcționează așa cum se anticipase, ar putea reduce substanțial zgomotul, emisiile și arderile de combustibil ale aeronavelor comerciale asociate călătoriilor comerciale.

Spre deosebire de alte avioane de pasageri, modelele D8 nu au un motor sub aripi. În schimb, proiectanții au optat pentru a plasa motoarele pe partea superioară a corpului planului, lângă coadă. Această modificare reduce dramatic rezistența și îmbunătățește consumul de combustibil. Dacă D8 este proiectat și implementat conform planificării în întreaga lume, va avea un potențial imens de a reduce consumul de combustibil legat de aviație și va reduce potențial emisiile cu până la 66% în 20 de ani. De asemenea, va duce la:

  • Consumul de combustibil cu 37% mai mic decât avioanele pasagerilor.
  • Reducere cu 50% a zgomotului comunitar.
  • Reducere cu 87% a aterizării și preluării ciclului de emisie de oxid de azot.

Corpul aripii amestecate (BWB):

În doar zece ani, un avion care zboară folosind un corp radical în formă de aripă hibridă ar putea deveni realitate. O versiune la scară a avionului ‘Blended Wing Body’ (BWB) este în prezent testată la o instalație NASA. NASA spune că proiectele comerciale vor fi disponibile până în 2035.

Demonstrantul tehnologic Boeing X-48B Blended Wing Body își arată liniile sale unice la apusul soarelui pe lacul Rogers Dry, adiacent NASA DFRC. Credite: Boeing Photo/Robert Ferguson

Unele specificații ale avionului BWB includ:

    • Cu 27% mai puțin combustibil
    • Reducere în greutate cu 15%
    • Raport de ridicare cu tragere cu 20% mai mare
    • Este necesară o forță cu 27% mai mică

Concluzie:

Odată cu progresul diferitelor vehicule electrice (EV) pe piață, transportul rutier se apropie cu siguranță de zero emisii de CO2. Pe de altă parte, în sectorul aviației, încă discutăm despre cum să creștem eficiența consumului de combustibil pentru a reduce emisiile de CO2 la niveluri mai ridicate. În viitorul apropiat, sunt necesare cercetări aprofundate pentru a putea plasa industria aviației în coșul cu emisii zero.

Imagine prezentată prin amabilitatea lui NASA/MIT/Aurora Flight Sciences.

Dacă aveți întrebări sau doriți să știți dacă vă putem ajuta afacerea cu provocările sale inovatoare, vă rugăm să ne contactați aici sau să ne trimiteți un e-mail la [email protected].

Despre autor

Rajasimha Koppula

Rajasimha și-a absolvit recent diploma de master în management industrial la Universitatea Texas A&M, Kingsville și Bachelor of Technology in Mechanical Engineering la Jawaharlal Nehru Technological University, Anantapur, India. Înainte de a obține diploma de absolvire, a lucrat în sectorul prelucrător pentru o perioadă de patru ani. Este interesat de îmbunătățirea proceselor, automatizare, educație STEM, energie durabilă și reducerea emisiilor de carbon. Îi place să urmărească documentare.