- Do hoạt động ở nhiều độ cao khác nhau và chịu ảnh hưởng từ môi trường xung quanh (nhiệt độ, độ ẩm, gió,.) khiến cho lượng khí thải, tình trạng ơ nhiễm và hệ quả
5.2Giải pháp khí thải.
5.2.1 Tiết kiệm giảm thiểu nhiên liệu:
•Winglets là các đầu cánh cong của máy bay, giúp tăng hiệu quả hoạt động và tiết kiệm nhiên liệu. Winglets được sử dụng để cải thiện hiệu quả khí động học của cánh tàu bay bằng dòng chảy xung quanh đầu cánh để tạo thêm lực đẩy.
•
• VMM nasa gơv e
•
• Hình 5.5 Cách vận hành của cánh nhỏ. (Ảnh: NASA)
• -I- In 3D / Sợi carbon / Hợp kim thơng minh (SMA):
• Ngành cơng nghiệp hàng không đã bắt đầu sử dụng công nghệ in 3D (sản xuất phụ gia), vật liệu sợi carbon và hợp kim thông minh (SMA) vì tất cả chúng đều có thể giảm trọng lượng tàu bay trong khi tăng khả năng tùy chỉnh và hiệu quả cấu trúc tổng thể. Từ đó làm giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ
• -I- Bong bóng kép D8:
• Năm 2008, là một phần của chương trình N+3 của NASA, một nhóm kỹ sư từ Aurora Flight Science, MIT và Pratt & Whitney bắt đầu xây dựng một thiết kế tàu bay thương mại mới. Họ đặt nên cho dòng tàu bay là Bong bóng kép D8. Khơng giống như các tàu bay chở khách, thiết kế của D8 khơng có động cơ bên dưới cánh. Sự thay đổi này làm giảm đáng kể lực cản và cải thiện hiệu suất nhiên liệu. Giảm 50% tiếng ồn trong cộng đồng và giảm 87% phát thải oxit nitơ trong chu trình cất và hạ cánh.
•
•Hình 5.6 Thiết kế tàu bay Bong bóng kép D8. (Ảnh: NASA)
•
• -I- Thân cánh pha trộn (BWB):
• Trong 10 năm nữa, tàu máy bay sử dụng thiết kế thân lai cánh hồn tồn có thể trở thành hiện thực. Một phiên bản quy mô nhỏ của tàu bay ‘Blended Wing Body’ (BWB) hiện đang được thử nghiệm tại một cơ sở của NASA. NASA cho biết các thiết kế thương mại sẽ có sẵn vào năm 2035. Một số thông số kỹ thuật của máy bay BWB bao gồm:
•
•
• Hình 5.7 Máy bay X-48B Blended Wing Body phiên bản thử nghiệm của Boeing.
• -I- Cắt giảm nhiên liệu dự phịng
• Các phi cơng và điều phối viên thường nạp nhiều nhiên liệu dự phòng hơn mức
cần thiết. Máy bay nặng hơn đốt nhiều nhiên liệu hơn và phun ra nhiều khí thải hơn. Nghiên cứu ước tính rằng việc giảm 661 pound nhiên liệu dự phòng sẽ tiết kiệm được 11.000 gallon nhiên liệu đốt cho mỗi chuyến bay và 32.800 đô la cho một chiếc máy bay mỗi năm dựa trên giá khí đốt năm.
• -I- Ghế nhẹ hơn và nhiều chỗ để chân hơn
•
•
• Hình 5.8 Nhà sản xuất Expliseat của Pháp thiết kế những chiếc ghế máy bay chỉ nặng khoảng 9 pound .(Ảnh củaExpliseat)
• ^ Giảm nhẹ trọng lượng cabin, trong đó các chuyến bay chở một phần ba tải trọng
hiện tại, sẽ cắt giảm 1,2% lượng khí thải carbon dioxide. Kế hoạch này sẽ tiết kiệm 34.000 gallon nhiên liệu hàng năm và 110 đơ la chi phí vận hành cho mỗi chuyến bay. Cách đơn giản nhất để giảm bớt trọng lượng là lắp đặt những chiếc ghế nhẹ. Những chiếc ghế này được làm từ những vật liệu như titan và sợi carbon, có thể nặng bằng một nửa những chiếc ghế hiện tại. Ngoài ra, chúng có xu hướng mỏng hơn, có nghĩa là lối đi rộng hơn và nhiều chỗ hơn để duỗi chân của bạn.
• -I- Quản lý bay giúp giảm thiểu khí thải
• - Vận hành lấy độ cao và giảm độ cao liên tục:
• Một nghiên cứu mới của Imperial cho biết việc thay đổi độ cao của ít hơn 2% các chuyến bay có thể làm giảm 59% sự thay đổi khí hậu liên quan đến trái đất.
• Vận hành nâng và giảm độ cao liên tục (CCO và CDO) là giải pháp được vận hành trong khai thác. CCO và CDO cho phép tàu bay có thể bay theo một đường bay lý tưởng và thích ứng mang lại những lợi thế chính về tự nhiên và tài chính.
• - Hệ thống dẫn đường linh hoạt:
• Dẫn đường theo tính năng (PBN) sử dụng vệ tinh thay thế cho các đài cố định trên mặt đất, cho phép tàu bay di chuyển theo các đường hàng không hiệu quả hơn với độ chính xác cao hơn, do đó giảm lượng khí thải CO2.
••
• Hình 5.9 Tàu bay sử dụng dẫn đường theo tính năng bằng vệ tinh
• + Các đường bay linh hoạt cho phép tàu bay hoạch định với các quỹ đạo ổn định hơn là các tuyến cố định truyền thống, tiết kiệm thời gian bay và giảm phát thải. Tiết kiệm CO2 hàng năm ghi nhận 15.000 tấn ở Áo và Slovenia, 16.000 tấn ở Hungary và 30.000 tấn ở Đức.
• + Kiểm soát viên không lưu cấp “chỉ đạo chiến thuật” trong điều hành các chuyến bay thực tế để đảm bảo đường bay có hiệu quả nhất. Năm 2016, đã tiết kiệm được 938.000 tấn CO2 trên sáu quốc gia ở Trung Âu (FABEC).
• + Trong suốt chuyến bay, trọng lượng của tàu bay giảm khi nó sử dụng nhiên liệu và mực bay hiệu quả nhất trở nên cao hơn. Dự án Engage của NAV Canada cho phép các tàu bay khi bay qua Bắc Đại Tây Dương theo đường bay hiệu quả nhất. Kết quả giảm phát thải từ 1 đến 2%, tương đương khoảng 500 -1.000 kg CO2 mỗi chuyến bay.
• + Việc đưa vào áp dụng các cải tiến của NATS (Vương quốc Anh), như phương pháp tiếp cận giảm độ cao liên tục, quản lý tàu bay đến, phân cách tàu bay theo thời gian và sử dụng vùng trời linh hoạt, đã tiết kiệm được 56.000 tấn CO2 trong năm 2016.
• ❖ Cải tiến từ động cơ
• -I- Ổ đỡ động cơ
• - Kết quả tích cực đạt được từ dự án SNRPBBEARING của Liên minh Châu Âu
(EU) sẽ hỗ trợ cho sự phát triển và thử nghiệm của động cơ turbofan cho hàng không dân dụng, vốn cần nâng cấp ổ đỡ nhằm giảm ma sát xuống mức thấp nhất, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu và hạn chế khí thải.
- Dự án SNRPBBEARING đã hoàn thành 26 ổ đỡ cho động cơ phản lực cánh quạt sau khi tiến hành thử nghiệm mơ hình trong mơi trường mơ phỏng. Các ổ đỡ đã sẵn sàng được thực nghiệm trong môi trường thực tế, đồng thời được tích hợp một phần với các hệ thống khác. Dù vậy, vẫn cịn nhiều khó khăn cần khắc phục, ví dụ như tích hợp động cơ mới vào hệ thống tàu bay và hạn chế tiếng ồn.
- Một ngày khi mẫu thử nghiệm có thể cất cánh, dự án SNRPBBEARING sẽ đóng góp khơng nhỏ vào vận chuyển hàng khơng bền vững nhờ hạn chế khí thải và tiêu thụ năng lượng.
• -I- Propfan
• - Động cơ cánh quạt hở hay cịn gọi là propfans. Gồm động cơ turbine khí cung cấp
năng lượng cho một quạt đơn hoặc một bộ quạt quay ngược chiều thông qua hộp số. Chúng có lợi thế là sử dụng ít nhiên liệu hơn tới 20% so với động cơ high bypass. Điều này là do propfans có bypass ratios lên đến 90:1.
•
• Hình 5.11 Hình ảnh minh họa Propfan
• - Vì những khó khăn trong việc lắp đặt, những động cơ này không phổ biến lắm
trên
các máy bay phản lực hiện nay. Tuy nhiên hứa hẹn trong tương lai gần, khi khắc phục được những khó khăn trong lắp đặt đó, đây sẽ là loại động cơ được sử dụng rộng rãi.
Proptan
• •
• Hình 5.12 Một mơ hình của GE36 tại Musée ắronautique et spatial Safran
• ^ Lắp đặt thử nghiệm trên mặt đất của động cơ Allison 501-M78 với một cánh quạt Hamilton Standard tám cánh, đường kính 9,0 ít (2,7 m) cho Đánh giá Thử nghiệm Propfan của NASA.