Биотопливо снижает негативное воздействие самолётов на климат
По оценке коалиции авиационных экспертов, в 2015 году самолёты оставили в атмосфере около 780 миллионов тонн углекислого газа. Чтобы сократить масштабы загрязнения, авиакомпании рассматривают альтернативные маршруты подальше от густонаселённых территорий. Но основные надежды связаны с биотопливом.
Исследователи американского космического агентства НАСА выяснили, что использование биотоплива значительно сокращает ущерб окружающей среде, который наносят самолёты. Данные, собранные в ходе анализа инверсионных или конденсационных следов, показывают, что содержание частиц в выбросах двигателей в этом случае снижается на целых 70 процентов.
В качестве эксперимента американские авиакомпании United Airlines, Virgin Atlantic, а также военно-воздушные силы США использовали в своих самолётах горючее, полученное из растительного сырья. Параллельно специалисты НАСА совместно с учёными из Германии и Канады провели серию тестов для оценки выбросов.
В 2013 и 2014 году команда исследователей использовала для лётных испытаний самолёт Douglas DC-8, заправленный смесью стандартного авиационного керосина и биотоплива, полученного из масляничного растения – рыжика посевного.
Во время полёта за воздушным судном следовали два самолёта, оборудованные измерительными приборами, которые не только анализировали концентрацию углерода в выхлопных газах, но и отслеживали параметры, влияющие на формирование конденсационного следа, такие как содержание частиц сажи.
Одной из задач был сбор данных о выбросах двигателей. Для этого пилотам пришлось в полной мере продемонстрировать своё мастерство, держась всего в нескольких десятках метров позади DC-8. Второй исследовательский самолёт отставал от основной группы на 32 километра и регистрировал стабильность конденсационного следа.
Всем известные белые полосы позади самолётов (тот самый конденсационный след), летящих на большой высоте, возникают от контакта горячих струй из реактивных двигателей с холодным воздухом и состоят из водяного пара, кристаллов льда и, в гораздо меньшей степени, сажи. По мнению климатологов, эти следы наносят гораздо больший вред экологии, чем сами выбросы углекислого газа, потому что их особо стабильные формы могут превращаться в искусственные перистые облака, которые нарушают естественные погодные процессы.
Вот тут-то и проявляется положительный эффект биотоплива. Замеры показали, что альтернативное горючее более чем на половину сокращает выброс твёрдых частиц, которые играют важную роль в образовании кристаллов льда. В свою очередь снижение содержания льда в конденсационном следе делает его менее стабильным и предотвращает появление искусственных облаков.
"Выброс сажи является одним из основных факторов, обуславливающих свойства конденсационного следа, – говорит в пресс-релизе Брюс Андерсон (Bruce Anderson) из Исследовательского центра Лэнгли. – Сокращение числа твёрдых частиц, которое мы наблюдали во время эксперимента, должно привести к снижению концентрации кристаллов льда, что в свою очередь должно свести к минимуму воздействие авиации на окружающую среду".
Однако полностью заменить керосин биотопливом пока не получится, так как в последнем содержится много ароматических углеводородов, которые плохо совместимы с современными топливными системами.
В настоящее время НАСА разрабатывает экспериментальный самолёт, который не только будет полностью работать на биотопливе, но и разгоняться до сверхзвуковых скоростей.
Подробные результаты описанного исследования были опубликованы в журнале Nature.
Многие видят в биотопливе путь в светлое экологически чистое будущее. Учёные ищут новые способы его усовершенствования и удешевления и вместе с тем продолжают изучать воздействие на окружающую среду. Некоторые работы, кстати, показывают, что и здесь с экологической стороной не так всё гладко, как хотелось бы. Впрочем, область активно развивается и обещает, в конце концов, предложить оптимальное решение.