Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Екологія arrow Транспортна екологія
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Вплив повітряних джерел авіаційного транспорту на навколишнє природне середовище

Повітряні судна забруднюють атмосферу внаслідок викиду шкідливих речовин з відпрацьованими газами авіаційних двигунів.

Літаки під час польоту переміщуються з одного аеропорту в інший, і атмосфера забруднюється в глобальних масштабах, тобто значне забруднення має місце як у зонах аеропортів, так і на трасах польоту. Причому, якщо на трасах польоту (на висоті 8-12 км) небезпека від цього забруднення невелика (польоти літаків на великій висоті та з великою швидкістю обумовлюють розсіювання продуктів згоряння у верхніх шарах атмосфери й на великих територіях, що знижує ступінь їх впливу на живі організми), то в зоні аеропорту не рахуватися з таким забрудненням не можна.

Гази в атмосферне повітря викидають сопла й вихлопні патрубки двигунів. Цей процес називають емісією авіаційних двигунів.

Гази, що утворилися внаслідок роботи двигунів авіаційного транспорту, становлять 87 % усіх викидів цивільної авіації, які включають також викиди спецавтотранспорту та стаціонарних джерел.

Найбільш несприятливими режимами роботи є малі швидкості й "холостий хід" двигуна, коли в атмосферу викидаються забруднюючі речовини в кількостях, що значно перевищують викид на навантажувальних режимах.

Загальна характеристика викидів шкідливих речовин літаками

Хімічний склад викидів унаслідок спалювання палива здебільшого залежить від виду і якості палива, технології виробництва, способу спалювання в двигуні і технічного стану двигуна технічного стану.

Основні компоненти відпрацьованих газів сучасних авіаційних двигунів, які забруднюють атмосферу:

  • – оксиди сірки SOx;
  • – оксиди азоту NOx;
  • – оксид вуглецю СО;
  • – вуглеводні, які не повністю згоріли, СХНУ (метан СН4, ацетилен С2Н2, етан С2Нб, бензол СбНб та ін );
  • – альдегіди (формальдегід НСНО, акролеїн СН2=СН=СНО, оцтовий альдегід СН3СНО та ін );
  • – сажа (дрібнодисперсні частинки чистого вуглецю) – виділяється у вигляді шлейфу за соплами двигунів під час зльоту літака (сажі виділяється загалом небагато).

Вміст NOx у відпрацьованих газах авіаційного двигуна залежить від:

  • – величини температури суміші в камері згоряння (чим вона вища, тим більше утворюється ΝΟХ), а вона максимальна (2500...3000 К) на зльотному режимі;
  • – часу перебування суміші в камері згоряння (чим він більший, тим більше утворюється NOx), а це має місце на невеликих швидкостях літака.

Тобто, максимальний викид ΝΟХ відбувається на зльотному режимі двигуна і режимах, близьких до нього (при здійсненні зльоту літака і при наборі ним висоти польоту).

Вуглеводні (СХНУ) – основний компонент рідких і газоподібних палив. Авіаційні палива – бензин, гас – різняться між собою вмістом парафінових, нафтових та ароматичних вуглеводнів, а також сполук сірки.

У пришляховому просторі під час зльоту літака приблизно 50 % викидів у вигляді мікрочастинок, серед яких – багато важких металів, одразу розсіюється на прилеглих до аеропорту територіях. Інша частина протягом декількох годин знаходиться в повітрі у вигляді аерозолів, а потім також осідає на ґрунт.

Кожний розроблений двигун (для літаків) перед запуском у серійне виробництво проходить серію випробувань (сертифікацію), серед яких є дослідження на екологічну безпечність, тому Міжнародна організація цивільної авіації (ІКАО) розробила жорсткі норми на емісію авіаційних двигунів.

Кількісною характеристикою викидів шкідливих речовин авіаційними двигунами є індекс емісії (EI), який показує, скільки грамів даної шкідливої речовини викидається в повітря при спалюванні 1 кг пального в двигуні. Розмірність індексу емісії – г/кг. Існують та інші.

Надалі розглядатимемо тільки ці три інгредієнти, адже вони найбільше забруднюють атмосферу і викиди у них найбільші.

EI характеризує якість організації процесу згоряння в камері згоряння кожного зразка двигуна і пов'язаний з конструктивними і експлуатаційними характеристиками камери. Тому його часто називають емісійною характеристикою двигуна.

Індекси емісії визначають у процесі їх сертифікаційних випробувань. Вміст інгредієнтів CO та CxHy у відпрацьованих газах авіадвигунів обумовлений неповним згорянням палива в двигуні, а цей процес, у свою чергу, залежить від характеристики його параметрів згоряння, тобто, величини коефіцієнта повноти згоряння ή та режиму роботи двигуна.

З метою створення єдиного підходу до нормування викидів забруднюючих речовин, IKAO було введено поняття стандартного злітно-посадкового циклу, який включає всі операції літака з моменту запуску двигунів до набору висоти 1000 м, а також з моменту заходу на посадку з висоти 1000 м до зупинки двигуна після посадки літака. Параметри злітно-посадкового циклу IKAO наведено в таблиці 6.5. Значення відносної тяги двигунів на етапах злітно-посадкового циклу є середньостатистичними для світового парку літаків цивільної авіації, а значення тривалості етапів зорієнтовано на великі міжнародні аеропорти.

Відносну тяга двигуна визначають за формулою:

(6.1)

де: R – тяга двигуна за заданого режиму;– злітна тяга двигуна (максимальна тяга за злітного режиму).

Злітна тяга двигуна – це тяга, що забезпечує підйом у повітря необхідної та встановленої для даного типу судна ваги.

Очевидно, що найбільш тривалим і шкідливим з екологічної точки зору є режим малого газу (відносна тяга становить 3...9 % від її максимального значення). Такі малі значення відносної тяги двигуна мають місце при рулінні перед зльотом і після посадки, а також шд час прогрівання двигуна після запуску.

Таблиця 6.5

Середньостатистичні характеристики злітно-посадкового циклу літаків цивільної авіації

режиму

Режим роботи двигуна

Відносна тяга, R

Тривалість режиму, t, хв

1

Малий газ (холостий хід) під час руління перед зльотом

0,07

15

2

Злітний режим

1

0,7

3

Режим набору висоти 1000 м

0,85

2,2

4

Режим заходу на посадку

0,3

4

5

Малий газ (холостий хід) під час руління після посадки

0,07

7

Максимальна повнота згоряння палива в двигуні має місце на розрахунковому режимі – злітному (режимі максимальної тяги двигуна).

На цьому режимі сучасні двигуни мають ή = 0,97...0,99, (ή = 1,0 за абсолютно повного згоряння, чого в дійсності досягнути неможливо).

На всіх інших режимах ή нижча, тобто, повнота згоряння менша, (ή = 0,75.. .0,85), у двигуна в атмосферу викидається більше продуктів неповного згоряння і, відповідно, забруднення повітря збільшується.

Очевидно, що викид шкідливих речовин (емісія авіадвигуна) залежить від режиму його роботи й тривалості роботи на цьому режимі. На рисунку 6.16 показано зміну емісії трьох згаданих компонентів забруднень від режиму роботи авіадвигуна.

Емісія буде неоднаковою в зоні аеропорту і під час польоту по маршруту, адже двигуни в цих випадках працюють на принципово різних режимах.

Залежність емісії шкідливих речові ін від режиму роботі г типового двигуна

Рис. 6.16. Залежність емісії шкідливих речові ін від режиму роботі г типового двигуна

Як видно з наведених таблиці й рисунка, забруднення в зоні аеропорту є більшим (на маршруті значення відносної тяги коливається в межах 0.6-0.8). Крім того, локальне забруднення приземного шару повітря в зоні аеропорту, де працює багато людей, є більш концентрованим і стійким, ніж загальне забруднення верхніх шарів тропосфери на маршруті польоту, позаяк робота двигунів є стабільною на великих швидкостях, а забруднюючі речовини швидко розсіюються.

Під зоною аеропорту розуміють простір, обмежений висотою 1000 м і розмірами аеродрому.

Тому розрахунок емісії двигунами ПК в зоні аеропорт} є важливішим і йому слід приділити більше уваги.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші