На авиацията се дължат около 2,5 % от глобалните емисии на CO2
(снимка: CC0 Public Domain)
Том Касауърс
При всяко излитане и кацане на самолет задкрилките се спускат или прибират, за да поддържат стабилността и да ни напомнят нагледно, че самолетът се състои от хиляди сложни части. Промяната на конструкцията на някои от тези компоненти може да намали и изпусканите от самолетите парникови газове — включително въглеродния диоксид.
На авиацията се дължат около 2,5 % от глобалните емисии на CO2. „Трябва да поемем водещата роля в намаляването на парниковите газове“, казва Ян Дюранто от френската авиокосмическа компания Safran. „Самолетите трябва да станат по-чисти“.
Всички на борда
В дискусията за по-екологична авиация голямо внимание се обръща на проблеми като алтернативните горива. През април тази година държавите — членки на ЕС, постигнаха съгласие да си поставят обвързващи цели за осигуряване на устойчиви авиационни горива в Европа.
Известна като ReFuelEU, новата законодателна инициатива предвижда от 2025 г. 2 % от горивото, предлагано от доставчиците в летищата на ЕС, да бъде устойчиво. Този дял се повишава до 6 % за 2030 г., 20 % за 2035 г. и 70 % за 2050 г.
Независимо от това, други действия също могат да бъдат от полза. Олекотяването на самолетите например може да намали консумацията на гориво и оттам — емисиите. Тази стратегия се прилага от финансирания от ЕС тригодишен проект SWING, приключил през септември 2022 г.
„Нуждаем се от всички решения в борбата срещу изменението на климата“, казва Кристоф Корню, който е координатор на SWING и изследовател във френския Технически център по машиностроителна промишленост, или Cetim. „Това включва намаляване на теглото“.
Предкрилки
SWING се фокусира върху предкрилките на Крюгер, намиращи се в предната част на самолетните крила.
При кацане или излитане тези предкрилки се спускат, за да направят крилото по-голямо и да променят аеродинамичната му форма. Това придава по-голяма устойчивост на самолета в онези критични моменти, когато лети с по-ниска скорост.
SWING създаде нова конструкция на тези предкрилки, като използва термопластични полимери — материал, който може да се рециклира и е по-лек от обичайно използваните метали.
„Намалихме теглото на този компонент с почти 20 %“, казва Корню.
Той се надява, че разработените по проекта материали ще бъдат използвани за повече части освен само за предкрилките на Крюгер.
„Необходими са повече изследвания, разработки и изпитвания“, казва Корню. „Ако обаче можем да проектираме наново целия самолет с тези нови материали, можем да намалим изпусканите от него емисии с до 20%“.
Надежди във водорода
Друг компонент на самолета, който се преосмисля, е аварийният захранващ модул. В случай на спиране на електричеството това устройство дава възможност критично важните системи, като например системите за управление на полета, да продължат да функционират.
Понастоящем в гражданските самолети за аварийно захранване често се използват малки вятърни турбини. Въртенето на тази част от оборудването, наречена аварийна авиационна турбина, която се спуска от корпуса на самолета по време на полет, захранва електрически генератор или хидравлична помпа.
Целта на финансирания от ЕС проект FLHYSAFE, който завърши миналия месец след пет и половина години работа, бе да замени тази система с алтернативна, задвижвана от водород.
Главната цел на новата система е да направи самолетите по-безопасни, макар че се обещават и екологични ползи.
„Турбината не може да се проверява за всеки полет — прекалено сложно би било да се възпроизвеждат въздушните скорости на земята, за да се завърти тя“, казва Дюранто от Safran, който е координатор на проекта FLHYSAFE. „Система с горивни клетки може обаче да се наблюдава непрекъснато и да не се допускат скрити неизправности, което я прави по-безопасна“.
Изследователите в проекта се надяват, че тяхната система, която в момента се изпитва, ще работи в аварийна обстановка по-добре от използваните днес турбини. Екипът има и допълнителната мотивация да докаже, че водородът може да се използва в авиацията и да служи като гориво с нулеви емисии.
„Преразглеждането на конкретни части като тази ни дава възможност да разберем по-добре какво може да прави водородът за авиацията“, казва Дюранто. „Аварийният захранващ модул е сложна система с голям брой ограничения. Като успяхме да осигурим функционирането на тази система с водород, направихме голяма стъпка напред“.
В законодателната инициатива ReFuelEU водородът е включен като част от устойчивата горивна смес и се очаква все повече да подпомага декарбонизирането на въздушния транспорт.
С далечен прицел
Аварийният захранващ блок, разработен от FLHYSAFE, и новите предкрилки, които са резултат от SWING, могат да се използват в съществуващи въздухоплавателни средства.
Но поради дългото време за разработване и сертифициране, изисквани в авиацията, същинското им въвеждане ще се осъществи не по-рано от 2030 г. Новите части ще трябва освен това да се интегрират безпроблемно с другите секции на самолета.
„Все още ни предстои дълъг път“, казва Дюранто. „Частите за водород в авиацията, като например резервоарите, все още не са в достатъчно напреднал етап. Трябва да ги подобрим, преди да можем да интегрираме този вид системи в самолета“.
Предкрилките на SWING се валидират от Sonaca, белгийска авиокосмическа компания, която доставя части на производителя на самолети Airbus.
„Предкрилката на Крюгер трябва да се интегрира в цялото крило“, казва Корню от Cetim. „Не е достатъчно само да се конструира. Трябва да се промени цялото крило, за да може да проработи“.
В изследователската общност това постижение се счита за малък, но важен принос към борбата с изменението на климата.
„Днес променяме конструкцията само на малка част от крилото“, казва Корню. „Но наученото може да се използва за много от компонентите на самолета. Това, което правим тук, има потенциал за радикална промяна на начина на функциониране на самолета“.
Изследванията в тази статия са финансирани от ЕС. Статията е публикувана за пръв път в Horizon, списанието за изследвания и иновации на ЕС.