CC BY
197
Секция
«ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ»
УДК 502/504
ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Е.А. Аралова, А.А. Алявдин Научный руководитель - Е.Н. Бельская
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: Liza.aralova.97@mail.ru
В работе рассмотрены проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды выбросами воздушных судов. Представлены основные направления развития авиационной промышленности, инновационные технологии, позволяющие создавать более совершенные конструкции и как следствие, сокращать ущерб наносимый окружающей среде.
Ключевые слова: авиационная промышленность, загрязнение атмосферы, экологичность полетов.
THE IMPACT OF AIR TRANSPORT ON THE ENVIRONMENT
E.A. Aralova , A.A. Alyavdin Scientific Supervisor - E.N. Belskaya
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: Liza.aralova.97@mail.ru
The paper deals with the problems associated with environmental pollution by aircraft emissions. The main directions of development of the aviation industry, innovative technologies allowing to create more perfect designs and as a result, to reduce the damage caused to environment are presented.
Keywords: aviation industry, air pollution, environmental flight
В последние десятилетия, в связи со стремительным развитием авиации, существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от данных подвижных источников. Вопрос о выбросе парниковых газов в контексте изменения климата становится более актуальным.
На фоне глобальной критики со стороны общественности, связанной с загрязнением окружающей среды, а также стремительного сокращения объемов невозобновляемых ресурсов происходит неуклонный рост объёмов перевозок воздушным транспортом. Повышаются требования к обеспечению безопасности и экологичности полетов, и это заставляет компании - производители воздушных судов менять свои подходы к работе, внедрять современную технику, совершенствовать производственные процессы, разрабатывать новые технологии, позволяющие снижать негативное воздействие на экосистемы.
Гражданская авиация вносит значительный вклад в загрязнение атмосферы. Так, в конце XX века, только на авиаперевозки в Европе и России тратилось около 200 млн. тонн топлива в год, т.е. почти 10% от всей нефтедобычи. Сжигание такого объема топлива приводит к поступлению в окружающую среду большого количества выхлопных газов, содержащих твердые частицы, углеводороды, окислы азота, серы и другие вредные примеси. Авиационный шум, выбросы
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2019. Том 2
вредных веществ, электромагнитные излучения - все это факторы отрицательного воздействующие как на здоровье населения так и на окружающую природную среду.
Самым опасным считается то, что при осуществлении полета в стратосфере двигатель самолёта выделяет оксид азота, воздействие которого на человека приводит к нарушению функций легких и бронхов. Вторичная реакция проявляется в образовании в человеческом организме нитритов и всасывании их в кровь. Это вызывает превращение гемоглобина в метгемоглобин, что приводит к нарушению сердечной деятельности [1].
Также опасными загрязнителями окружающей среды являются оксиды углерода и несгорев-шие углеводороды (бензол, пропан, этан, ацетилен, метан и др.). При большой концентрации первого вещества человек ощущает головокружение, головную боль и усталость. В случае воздействия на организм углеводородов происходит нарушения функционального состояния центральной нервной системы [2].
В целом, вредные выбросы воздушных судов составляют около 3-5% от основного вклада в загрязнение атмосферы [3]. И всё бы было хорошо, за исключением одной серьёзной проблемы, которая заключается не в количестве, а в качестве воздействия на атмосферу.
Выбросы самолётов оказывают немаловажное влияние на озоновый слой Земли. По оценкам экспертов, при сохранении данной тенденции через 10-15 лет содержание озона в атмосфере уменьшится на 15-18% [4]. А ведь существуют большое количество других факторов, оказывающих вредоносное влияние на озоновый слой.
К тому же воздушный транспорт отличается наиболее высокой степенью шумового воздействия. Данный вид загрязнения вызывает нарушение естественного баланса в экосистемах. В определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека, а также на близлежащие объекты окружающей среды.
Все эти факторы задают стимул к прогрессивным тенденциям в развитии авиастроения, и делают необходимым поиск новых подходов к конструированию летательных аппаратов и внедрению оптимальных технических решений. Цель создания экологичных самолетов достигается различными путями. Основной задачей является сокращение расхода авиатоплива, снижение выброса С02 [5]. Это будет выгодно авиакомпаниям вдвойне, так как сегодня они платят за керосин, но вскоре будут вынуждены платить и за выброс углекислого газа. Но забота об окружающей среде не сводится только к производству самолетов с минимальными выбросами, здесь важна вся цепочка, начиная от проектирования и завершая утилизацией. Нельзя создавать экологически чистый самолет, загрязняя атмосферу и расходуя огромное количество энергии при его производстве [5].
В последние годы меняются приоритеты: если ранее компании выбирая технологический процесс, руководствовались таким параметром как скорость, чтобы выпуск тех или иных комплектующих занимал минимальное время, то сегодня они думают о том, насколько больше энергии тратится на такой процесс производства. Расход электрической и тепловой энергии, объем отходов производства стали исключительно важными факторами, определяющими технологию производства тех или иных узлов. В результате, сегодня компании, производящие самолеты интересует не только фаза эксплуатации, но и экологичность жизненного цикла в целом [6].
Международная ассоциация воздушного транспорта поставила перед авиационным сообществом амбициозные ориентиры в части сокращения производимых вредных выбросов. К 2020 году вполне может быть создан набор технологий, который обеспечит сокращение выбросов С02 вдвое относительно уровня 2010 года.
Одно из прогрессивных решений экологической проблемы это создание самолетов без двигателей внутреннего сгорания (ДВС), которые являются самыми распространенными энергоустановками в авиации. Загрязнение окружающей среды парниковыми газами, происходит по причине больших объемов потребляемого топлива. Отказ от ДВС приведет к повышению экологичности самолетов.
Ученые предлагают заменить ДВС на двигатели, которые будут работать от энергии солнечных батарей или других видов возобновляемых источников. Для использования этой технологии необходимо уменьшить вес солнечных батарей, что приведет к снижению взлетной массы воз-
Секция « Техносфернаябезопасность »
душного транспорта. Самолеты на солнечных батареях позволят кардинально снизить количество выбросов парниковых газов в окружающую среду.
Вторым решением данной экологической проблемы является улучшение функциональных свойств летательных аппаратов. Для минимизирования эксплуатационных расходов, снижения веса самолета на 20-30%, необходимо использование конструкционных композиционных материалов (композитов) нового поколения. Современные металлические композиционные материалы, которые обладают высокой жаропрочностью, могут использоваться для создания деталей двигателей нового поколения: сопловых лопаток и створок регулируемого сопла. Керамические композиционные материалы применяются для изготовления теплонагруженных поверхностей носовой части фюзеляжа и передней части крыла высокоскоростных летательных аппаратов. Эта модернизация приведет к значительному сокращение веса самолетов и расхода топлива.
Еще одним значительным прорывом становятся самолеты с изменяемой геометрией (стреловидностью) крыла. Главная идея состоит в оптимизации динамики полета и распределении максимальной взлетной массы, что дает возможность повысить топливную эффективность воздушного судна. Крылья самолета адаптированы к условиям полета и это позволяет увеличить отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению крыльев, что способствует уменьшению расхода топлива.
В заключении хотелось бы отметить, что традиционный авиатранспорт представляет угрозу для стабильной экологической ситуации, несмотря на то, что ущерб от воздушного транспорта, относительно наземного транспорта, намного меньше. Использование новейших разработок (технологий) в конструировании и разработке летательных аппаратов позволит значительно сократить вредные выбросы от авиатранспорта. Все это даст положительный импульс для дальнейшего стремительного развития авиационной промышленности.
Библиографические ссылки
1. Реакция организма человека на воздействие оксидов азота. [Электронный ресурс]. URL: http://www. 1435mm.ru/ecology/reakciya-organizma-cheloveka-na-vozdejstvie-oksidov-azota.html (дата обращения 14.03.2019)
2. Углеводороды, их действия на организм человека. [Электронный ресурс]. URL: https://lektsii.com/2-48281.html (дата обращения 14.03.2019)
3. Чубик М.П.Экология человека. Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2006. - 147 с.
4. Аксенов И. Я., Аксенов В. И. Транспорт и охрана окружающей среды. М., Транспорт, 1986. - 176 с.
5. Нельзя создавать экологически чистый самолет, загрязняя атмосферу. АвиаПорт: [Электронный ресурс]. URL: https://www.aviaport.ru/news/2010/10/29/204931.htm (дата обращения 15.03.2019)
6. Названы самые экологичные авиакомпании 2017 [Электронный ресурс]. URL: http://www.geo.ru/ekologia/231685-nazvany-samye-ekologicnye-aviakompanii-2017 (дата обращения 15.03.2019)
© Аралова Е.А., Алявдин А. А., 2019
