Гибридно-электрический самолет с очисткой выхлопных газов может сократить выбросы оксидов азота на 95 %

Согласно исследованию, проведенному учеными Массачусетского университета, вредные выбросы оксидов азота от самолетов могут быть сокращены на 95 процентов с помощью новой гибридно-электрической конструкции, которая очищает выхлопные газы.

Оксиды азота (или NOx) задерживаются в воздухе, производя озон и мелкие частицы. Они могут вызвать астму, респираторные и сердечно-сосудистые заболевания.

Выбросы убивают

Эксперты предупредили, что загрязнение NOx мировой авиационной промышленностью является причиной около 16 000 преждевременных смертей ежегодно.

Концепция самолета, разработанная Массачусетским технологическим институтом, может сократить этот показатель на 92 процента. Ученых вдохновили скрубберы выбросов. Это аппараты, используемые для очистки газовоздушных выбросов в дизельных грузовиках.

Ученые говорят, что реализация проекта обеспечит менее загрязняющую альтернативу более крупным самолетам, которые в настоящее время слишком велики, чтобы быть полностью электрическими.

Какие проблемы надо решить

Как и двигатели самолетов, двигатели грузовиков также производят выбросы NOx. Их вред ограничивается системами контроля выбросов после сжигания, которые используют катализаторы для преобразования NOx в выхлопных газах в азот и воду.

В реактивных самолетах выхлоп - это то, что дает самолету тягу. Воздух, всасываемый в переднюю часть двигателя, сжимается гигантскими лопастями вентилятора. Затем в него впрыскивается и воспламеняется топливо, заставляя его нагреваться, расширяться и поступать назад. На выходе из двигателя горячий выхлоп приводит в движение турбину, которая приводит в движение вентиляторы компрессора, позволяя процессу продолжаться.

При такой конфигурации любая попытка использовать устройство ограничения выбросов в реактивном двигателе будет влиять не только на состав выхлопных газов, но и на их роль в продвижении самолета вперед и удержании его в воздухе.

Чтобы обойти это, исследователь в области аэронавтики Стивен Барретт из Массачусетского технологического института и его коллеги предлагают переместить часть двигателя с газовой турбиной в фюзеляж, где его выхлопные газы можно было бы очистить.

Затем это будет приводить в действие генератор для подачи энергии на электрические пропеллеры, прикрепленные к крыльям самолета для создания необходимой тяги для полета.

«Это все равно будет огромной инженерной проблемой, но фундаментальных физических ограничений нет», - сказал профессор Барретт.

Он добавил, что такой подход технологически вполне жизнеспособен.

Сколько понадобится топлива

Согласно расчетам исследователей, гибридно-электрическому самолету в масштабе Boeing 737 или Airbus A320 потребуется всего около 0,6 % топлива для полета, учитывая дополнительный вес конфигурации двигателя.

«Это было бы во много раз более осуществимо, чем то, что предлагалось для полностью электрических самолетов», - пояснил профессор Барретт.

«Такая конструкция добавила бы самолету несколько сотен килограммов, но не добавила бы ему много тонн батарей, что было бы на порядок больше», - утверждает ученый.

Поэтому специалисты решили, что вполне возможно взять электрическую силовую часть из электрического самолета и газовые турбины, которые существуют уже давно (они сверхнадежные и очень эффективные), и объединить все это с технологией контроля выбросов, которая используется в автомобильной промышленности, а также учесть заземление для полуэлектрифицированных самолетов.

Команда представляет вниманию специалистов систему контроля выбросов, использующую катализатор с гофрированной структурой, который максимально увеличивает доступную площадь поверхности, занимая при этом лишь ограниченное пространство в фюзеляже корабля.

Осталось разработать внешний вид

Завершив текущее исследование, команда сейчас работает над дизайном самолета, который мог бы летать без выбросов оксидов азота и других вредных соединений, таких как углекислый газ.

«Нам необходимо добиться практически нулевого воздействия на климат и нулевого уровня смертности от загрязнения воздуха», - сказал профессор Барретт.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание

Как вы считаете, когда-нибудь появятся электрические самолеты?
Комментарии 0
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.