• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

К 2030 году самолеты станут более экологичными

В настоящем выпуске информационного бюллетеня охарактеризованы три перспективных направления технологических разработок, способных повысить экологичность авиатранспорта. Ожидается, что к 2050 году количество полетов гражданской авиации вырастет вдвое. Это приведет к дефициту нефти, усилит эмиссию парниковых газов и общую негативную нагрузку на окружающую среду. Поиск технологических решений в ответ на эти глобальные вызовы лежит в плоскости повышения топливной эффективности воздушных судов — через сокращение объемов потребления традиционного топлива и снижение выбросов парниковых газов — и предполагает оптимизацию, в частности облегчение, конструкции воздушного судна, двигателя, бортового оборудования, и улучшение средств контроля и мониторинга систем управления самолетом.

Версия для печати:   

 

Отказ от авиадвигателей внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — самые распространенные энергоустановки в современной авиации. Из-за больших объемов потребляемого топлива и вырабатываемых парниковых газов они крайне негативно влияют на окружающую среду. Отказ от ДВС станет вехой на пути к повышению экологичности авиационного транспорта.

Заменить ДВС могут двигатели нового типа, работающие от энергии солнечных батарей или других видов возобновляемых источников. Для введения в коммерческую эксплуатацию пилотируемых летательных средств этого типа надо решить задачу снижения взлетной массы воздушного судна за счет уменьшения веса солнечных батарей и его корпуса.

Уже созданы первые прототипы аппаратов на солнечных батареях. В 2009 году прошел летные испытания прототип самолета Solar Impulse. Его доработанная версия Solar Impulse2 смогла развить скорость до 140 км / час и установить мировой рекорд продолжительности пилотируемого полета для воздушных судов этого типа — 26 часов.

Благодаря мощным аккумуляторам, которые заряжаются в течение светового дня, такие самолеты способны совершать полеты и в ночное время. В скором будущем они могут стать популярным видом транспорта для перевозки грузов и пассажиров на региональных и местных маршрутах. 

 


 


 

Нанотехнологии для миниатюризации бортового авиаоборудования

Значительное повышение экологичности авиации может быть достигнуто за счет уменьшения размеров и массы базовых элементов бортового оборудования воздушных судов — систем навигации, коммуникации, автоматического управления — при усилении их надежности и повышении энергоэффективности.

Снижение максимальной взлетной массы воздушных судов посредством миниатюризации бортового авиационного оборудования позволит, с одной стороны, уменьшить расход топлива, с другой — сократить количество полетов за счет увеличения коммерческой загрузки каждого совершаемого рейса.

Для реализации тренда потребуется качественное изменение конструкции воздушных судов, а также использование принципиально новых материалов для нанодатчиков, встраиваемых в разные части корпуса самолета.

 


 


 

Самолеты с изменяемой геометрией (стреловидностью) крыла

Повысить топливную эффективность воздушного судна можно за счет оптимизации динамики полета и распределения максимальной взлетной массы. На решение этих задач нацелены разработки в области изменяемой геометрии крыла.

Адаптация конструкции крыла к условиям полета (при высокой скорости эффективна большая стреловидность крыльев, на низких скоростях — меньшая) позволяет на 15–20 % увеличить отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению крыльев, что способствует уменьшению расхода топлива.

Одну из самых перспективных разработок в этой области ведет компания FlexSys Inc. по заказу NASA. Ее технология трансформируемых закрылок (крепятся к неподвижной части крыла с помощью не оставляющего зазоров гофра, перемещаются вверх-вниз во встречном воздушном потоке, изменяя таким образом геометрию крыла в зависимости от условий полета) уже прошла летные испытания на базе воздушного судна Gulfstream III, показав высокую эффективность.

 


 


 
Мониторинг глобальных технологических трендов проводится Институтом статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (issek.hse.ru) в рамках Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ.

При подготовке трендлеттера использовались следующие источники: Прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 года (prognoz2030.hse.ru), материалы научного журнала «Форсайт» (foresight-journal.hse.ru), данные Web of Science, Orbit, nasa.gov, forecastinternational.com, iea.org, icao.int, boeing.com, airbus.com, avascent.com, faa.gov,aviaport.ru, researchandmarkets.com, marketsandmarkets.com и др.

Более детальную информацию о результатах мониторингового исследования можно получить в ИСИЭЗ НИУ ВШЭ: issek@hse.ru, +7 (495) 621-82-74.

© Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2014