Группа ученых завершила тесты для количественной оценки выбросов при сжигании экологически чистого авиационного топлива, выявив значительное снижение выбросов по сравнению с обычным авиатопливом.

Исследователи из Национального центра атмосферных наук (NCAS), в том числе из Манчестерского университета, сравнили стандартное реактивное топливо с несколькими различными смесями экологически чистого авиационного топлива, включая топливо, поставляемое компанией Neste.

Они провели мониторинг выбросов, производимых двумя разными двигателями, включая те, которые используются на самолете BAe-146-301 Лаборатории FAAM Airborne Laboratory, используя оборудование CFS Aero в аэропорту Хаварден.

Авиационный сектор был ответственен за более чем 2% глобальных выбросов парниковых газов в 2021 году, но экологически чистое авиационное топливо обладает потенциалом для сокращения выбросов парниковых газов, вызывающих изменение климата, таких как углекислый газ, в авиации до 80% по сравнению со стандартным авиатопливом. Это также потенциально может улучшить качество местного воздуха.

Результаты исследования показали, что выбросы ультрадисперсного черного углерода при малой тяге, которые непосредственно влияют на качество местного воздуха, были на 45% меньше по количеству и на 80% меньше по массе на каждый сожженный килограмм смесевого экологически чистого авиационного топлива.

Полученные результаты могут помочь уменьшить последствия авиации для потепления климата во всем мире.

Доктор Пол И. Уильямс, научный сотрудник NCAS из Манчестерского университета, сказал: «По мере того, как авиация и финансирующие UKRI организации продвигаются к углеродно-нейтральному режиму, важно понимать, какое влияние оказывают эти альтернативные виды топлива. Это исследование действительно важно для понимания этих эффектов и для предоставления Великобритании возможности проводить подобные оценки в будущем по мере разработки новых видов топлива и технологий «.

Экологически чистое авиационное топливо производится из возобновляемой биомассы и отходов и может использоваться в качестве прямой замены авиатоплива, получаемого из сырой нефти. Эти виды топлива смешиваются со стандартным реактивным топливом, поэтому они совместимы со всеми современными воздушными судами, включая самолеты FAAM.

Цель состоит в том, чтобы к 2050 году все авиатопливо было на 100% синтетическим, а не из ископаемого топлива.

«Это исследование действительно важно для понимания того, какое влияние оказывают эти альтернативные виды топлива, и для предоставления Великобритании возможности проводить подобные оценки в будущем по мере разработки новых видов топлива и технологий», — говорит доктор Пол И. Уильямс.

Наземные испытания двигателей позволили команде обнаружить ряд выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, образующихся при сгорании смешанного авиационного биотоплива и топлива HEFA, — сравнить выбросы между видами топлива из устойчивых и неустойчивых источников.

Были оценены химические и физические свойства выбрасываемых газов и частиц, таких как углекислый газ, монооксид углерода, оксиды азота и взвешенные мелкие частицы.

С помощью пробоотборника, разработанного SCITEK, и оборудования Манчестерского, Кардиффского и Йоркского университетов были измерены выбросы в выхлопных газах двигателей.

«В рамках наземных испытаний двигателя мы взяли пробы выбросов ультрадисперсного черного углерода, также известного как нелетучие твердые частицы. Выбросы нелетучих твердых частиц от авиационных двигателей с малой тягой напрямую влияют на качество местного воздуха вблизи поверхности земли и на людей, которые живут и работают вблизи аэропортов. Испытания показывают, что при малой тяге на каждый сгоревший килограмм смесевого экологически чистого авиационного топлива приходится примерно на 45% меньше количества и на 80% меньше массы нелетучих твердых частиц», — добавил доктор Уильямс.

«При крейсерской тяге мы обнаружили, что при сжигании экологически чистого авиационного топлива также выделяется меньшее количество нелетучих твердых частиц. Это указывает на то, что во время полета самолета будет образовываться меньше нелетучих твердых частиц, что, в свою очередь, влияет на образование инверсионного следа. Это может потенциально снизить воздействие авиации на потепление климата во всем мире».

Использование экологически чистого авиационного топлива, а также внедрение ряда других устойчивых методов — это быстрый способ сократить выбросы углерода от авиации, в том числе от научно-исследовательских самолетов и эксплуатации в Великобритании.

Исследование является продолжением первого в мире исследования выбросов в полете, которое недавно совершило свой первый полет с использованием смеси экологически чистого авиационного топлива.

«Для NCAS и бортовой лаборатории FAAM результаты этой работы по тестированию выбросов послужат основой для принятия решений об инвестициях и использовании экологически чистого авиационного топлива для будущих научных миссий по всему миру», — сказал Алан Вулли, глава управляемой NCAS бортовой лаборатории FAAM.

«Авиационный сектор сможет использовать наши данные для улучшения понимания в масштабах всего сектора газов и частиц, выбрасываемых газотурбинными двигателями — таких размеров, которые используются на исследовательских самолетах авиационной лаборатории FAAM».