難以平衡的航空環(huán)保

Glen

最新環(huán)保驗證機推出

巴航工業(yè)與波音公司在7月7日聯(lián)合推出了一架新的“環(huán)保驗證機”。雙方將以一架E170作為試飛平臺，在8月和9月在巴西測試一系列先進的環(huán)保技術(shù)。

而在2012年的時候，波音公司就與巴航工業(yè)共同宣布合作開展“環(huán)保驗證機計劃”（ecoDemonstrator Program），旨在加強雙方在環(huán)保飛行測試方面的合作，共同改善航空界在環(huán)境保護方面的表現(xiàn)。

事實上，波音公司早在2011年就啟動了“環(huán)保驗證機計劃”，以加速降低油耗、二氧化碳排放及噪音等新技術(shù)的測試及使用。而且，波音公司已利用旗下新一代737-800、787夢想客機及757測試了50多項技術(shù)。

此外，巴航工業(yè)一直在致力于通過環(huán)境可持續(xù)產(chǎn)品項目（DIPAS）將環(huán)境要素納入產(chǎn)品研發(fā)。巴航工業(yè)飛機的設(shè)計重點在于融合創(chuàng)新，并堅持環(huán)保標準。通過該環(huán)保驗證機項目，可加快尚處于研發(fā)階段中的可降低環(huán)境影響的新技術(shù)的測試及完善工作。

根據(jù)兩家公司在2015年7月的計劃，雙方約定于今年使用巴航工業(yè)的飛機共同開展環(huán)保驗證機測試。如今這項計劃得以具體實施。這次將測試的環(huán)保技術(shù)包括：“光探測和測距”技術(shù)，使用激光測量真實空速、迎角、外部溫度等大氣數(shù)據(jù)參數(shù)；防冰涂層，可以阻止結(jié)冰以及塵土和昆蟲堆積；帶有改進的縫翼的新型機翼設(shè)計，可減小起降噪聲；機翼表面的傳感器和氣流可視化技術(shù)，可以更好地了解氣動性能；巴西本地生產(chǎn)的混合航空生物燃料，含有10%的生物煤油。

國家利益平衡

《航空與氣候變化》報告的作者凱特·瓦特（Kat Watts）表示：“1997年的《京都議定書》要求航空業(yè)行動起來，不過業(yè)內(nèi)似乎并未意識到氣候科學、環(huán)境污染的嚴重性，碳排放總量有增無減?！彼€說：“有關(guān)氣候環(huán)境的磋商主要由氣候與環(huán)境部門發(fā)起，而交通部門普遍缺乏對氣候科學的理解，同時尚未認識到快速深度減輕碳排放的必要性。”

今年4月，共有超過60位國家元首和政府首腦出席了在紐約聯(lián)合國總部舉行的氣候變化《巴黎協(xié)定》高級別簽署儀式。當天共有175個國家簽署該協(xié)定，創(chuàng)下國際協(xié)定開放首日簽署國家數(shù)量最多紀錄。外界普遍認為，全球環(huán)境治理進入了一個嶄新時代。

隨著2016年氣溫上升幅度創(chuàng)下紀錄，《巴黎協(xié)定》的實施已經(jīng)刻不容緩。《巴黎協(xié)定》自2016年4月22日至2017年4月21日開放簽署，協(xié)定將在至少55個《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方交存其批準、接受、核準或加入文書之日后第三十天起生效，這些締約方的溫室氣體排放量應(yīng)至少約占全球總排放量的55%。

據(jù)估計，飛機碳排放量大約占全球碳排放量的2%～5%，然而業(yè)內(nèi)尚未接受任何有實際意義的減排計劃。政府間的博弈是一大主因。根據(jù)瓦特的看法，按照航線制定方案似乎是解決上述問題的良方。國際民航組織（ICAO）會在2016年的秋天探討該問題，希望能夠出臺一項能被業(yè)內(nèi)接受的解決方案。如果各界達不成協(xié)議，有專家認為歐洲將繼續(xù)根據(jù)已經(jīng)引起了大范圍爭議的EU-ETS（歐洲碳排放交易體系）標準行事。

技術(shù)平衡之道

雖然航空業(yè)環(huán)保減排的力度有待提升，但這并不表示業(yè)界沒做努力，過去25年來，我們的飛機已經(jīng)變得更為高效。事實上，飛機與發(fā)動機制造企業(yè)已經(jīng)投入了數(shù)以百萬計的美元對其產(chǎn)品加以改進。時至今日帶來的結(jié)果就是發(fā)動機燃料更加干凈，耗油更少。

NASA現(xiàn)金飛行器項目戰(zhàn)略技術(shù)顧問Richard Wahls說：“過去的照片上，飛機飛過總會留下明顯的尾跡，現(xiàn)在這種場景很難見到了?！盬ahls認為，飛機環(huán)保技術(shù)一直在持續(xù)發(fā)展中，不過與汽車行業(yè)相比，它面臨的問題更為復(fù)雜。

首先是重量問題，并且所有的改進都要涉及到重量。例如，混合式飛機，這類飛機可能燃油消耗少了，但是其油箱的重量卻不得不增大。

另外，航空業(yè)還必須面對龐大的管理結(jié)構(gòu)。任何新技術(shù)在應(yīng)用到飛機制造中時必須要經(jīng)過嚴格的測試。進一步說，飛機制造要經(jīng)歷一個較長的發(fā)展時間，通常來說需要5～10年的時間。Wahls說：“每年都有新車型問世，飛機卻做不到。耗時長、風險大是飛機制造商面臨的巨大的問題?！?/p>

為了平衡飛機制造的“快速”與“效率”的需求，業(yè)內(nèi)更傾向于“改造”飛機。Wahls指出，翼尖小翼（Winglet）技術(shù)就是一個實例。上世紀70年代的時候，飛機制造公司就開始了翼尖小翼技術(shù)的試驗，然而直到90年代末期，這項技術(shù)才開始應(yīng)用到飛機設(shè)計方面。

據(jù)Wahls表示，大多數(shù)汽車行業(yè)的能源節(jié)約研究都逐漸被應(yīng)用到了航空業(yè)的研究與設(shè)計中。比如NASA就與很多私企在飛機設(shè)計環(huán)保技術(shù)方面展開了合作。其中一個項目是SUGAR Volt，波音公司的研究人員為混合動力飛機研發(fā)了一種可用于短途飛行的設(shè)計，其創(chuàng)新包括設(shè)計了一種大于標準機翼的新機翼，這種機翼在飛機降落時可以折疊起來。飛機最大巡航速度可達0.79馬赫，飛行里程為3500海里。除了燃油效率得以提高，噪音污染也大為降低。

在SUGAR Volt項目之前，波音甚至開始了電動飛機的研究。Wahls表示，波音787的很多系統(tǒng)都采用電力驅(qū)動，其在設(shè)計方面也做了大量改進，使得這款飛機比767的燃油效率大為提升?！拔覀円娮C了這些發(fā)展，飛機越來越多的方面采用了電力。然而時間過去了那么久，飛機的動力系統(tǒng)卻仍舊不能采用這一技術(shù)。這就是業(yè)內(nèi)目前面臨的挑戰(zhàn)！”當前，很多混合動力的飛機都在研發(fā)中，不過業(yè)內(nèi)人士表示，混合動力飛機概念是未來的趨勢，然而它在解決降低碳排放量方面仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。

空客公司同樣在做著這方面的努力，不久前該公司的全電力試驗飛機E-Fan飛越了英吉利海峽，飛行距離38英里。E-Fan續(xù)航高度達到5500英尺，不僅做到了碳平衡，同時也不產(chǎn)生任何噪聲?？湛头矫媛暦Q，計劃先開發(fā)一款通航版本的這種飛機，然后再開發(fā)民航飛機版本。