Вдосконалення розрахункового модуля оцінки емісії забруднюючих речовин традіційних та гібридних регіональних літаків

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.302793

Ключові слова:

емісія забруднюючих речовин, моделювання траєкторії польоту, гібридна силова установка

Анотація

Для авіаційного сектора вкрай важлива розробка революційних рішень в області технологій для стримання потенційного впливу цивільної авіації на довкілля до рівня встановлених стратегічних цілей ACARE (FlightPath2050). Впровадження інноваційних технологій (удосконалення камери згорання, впровадження електричних гібридних силових установок на літаках та використання альтернативного авіаційного палива) забезпечить стале зростання авіаперевезень.

Для оцінки ефективності прогресивних технологій вкрай важлива наявність модель з обчислення глобальної/локальної емісії, що враховує параметри траєкторії польоту традиційного та гібридного літака, експлуатаційні характеристики авіадвигуна й гібридної установки, особливості стійкого палива.

Вдосконалений модуль з обчислення індексів емісії  шляхом комбінування модулю з обрахунку параметрів траєкторії польоту та результатів обчислення термогазодинамічного розрахунку авіадвигуна дозволяє виявити вплив витрати палива (тяги двигуна) на величини індексів емісії. Ця особливість є репрезентативною для оцінки ефективності гібридних двигунів, адже електрифікація авіапарку спрямована перш за все на скорочення витрати палива.

Аналіз отриманих результатів моделювання демонструє, що витрата палива та EINOx суттєво зменшуються (для етапу набору висоти – 25 %; для етапу зниження – 30 %) для гібридного АН26 у порівнянні з традиційним АН26. Зазначений експлуатаційний захід, в частині пологого зниження, суттєво знижує EICO для гібридного АН26 в середньому на 50 % в порівнянні з етапом зниження для традиційної траєкторії.

Результати обчислень для всієї траєкторії польоту демонструють, що застосування гібридної силової установки для Ан26 сприяє скороченню витрати палива в середньому на 10 %, викиду NOx – 25 %, викидів парів води – 10 %, CO2 –10 %

Біографії авторів

Катерина Вікторівна Синило, Національний авіаційний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра цивільної та промислової безпеки

Віталій Миколайович Макаренко, Національний авіаційний університет

Кандидат технічних наук

Науково-дослідна частина

Андрій Ігорович Крупко, Національний авіаційний університет

Аспірант

Кафедра цивільної та промислової безпеки

Вадим Іванович Токарев, Національний авіаційний університет

Доктор технічних наук

Науково-дослідна частина

Посилання

  1. Zaporozhets, O., Isaienko, V., Synylo, K. (2021). PARE preliminary analysis of ACARE FlightPath 2050 environmental impact goals. CEAS Aeronautical Journal, 12 (3), 653–667. https://doi.org/10.1007/s13272-021-00525-7
  2. Boeing Market Outlook (2018). Seattle.
  3. Global Networks, Global Citizens. Global Market Forecast 2018-2037. Airbus. Available at: https://www.airbus.com/sites/g/files/jlcbta136/files/2021-07/Presentation-Eric-Schulz-GMF-2018.pdf
  4. Effects of Novel Coronavirus (COVID-19) on Civil Aviation: Economic Impact Analysis. ICAO. Available at: https://www.icao.int/sustainability/Documents/COVID-19/ICAO_Coronavirus_Econ_Impact.pdf
  5. ICAO Environmental Report 2022. ICAO. Available at: https://www.icao.int/environmental-protection/Pages/envrep2022.aspx
  6. Flightpath 2050. Europe’s Vision for Aviation. Report of the High Level Group on Aviation Research. Available at: https://www.arcs.aero/sites/default/files/downloads/Bericht_Flightpath_2050.pdf
  7. Aviation Environmental Report 2022. Office of the European Union. https://doi.org/10.2822/04357
  8. Doc 9889. Airport Air Quality (2011). ICAO.
  9. Turbovintovoy dvigatel' TVZ-117VMA-SBM1. Rukovodstvo po tehnicheskoy ekspluatatsii. Kniga 3.
  10. GRABIT. Available at: https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/7173-grabit
  11. Kim, B., Rachami, J. Aircraft Emissions Modeling under Low Power Conditions. Paper # 716. Available at: https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=4506739f2ff5d5d38b499f7ba39d37bf176e766f
  12. Aircraft and Airport-Related Hazardous Air Pollutants: Research Needs and Analysis (2008). Transportation Research Board. https://doi.org/10.17226/14168
  13. Madden, P., Park, K. (2003). Methodology for Predicting NOx Emissions at Altitude Conditions from Ground Level Engine Emissions and Performance Test Information. Technical Report DNS 90713.
  14. Duchêne, N., Synylo, K., Carlier-Haouzi, S. (2011). Deliverable D1 – Validation Test Report, CS-GA-2009-255674-TURBOGAS. TURBOGAS Deliverable.
  15. Tereshchenko, Yu. M., Kulyk, M. S., Mitrakhovych, M. M., Volianska, L. H. (2015). Teoriya teplovykh dvyhuniv. Hazodynamichnyi rozrakhunok elementiv hazoturbinnykh dvyhuniv. Kyiv: NAU, 292.
  16. de Vries, R., Brown, M., Vos, R. (2019). Preliminary Sizing Method for Hybrid-Electric Distributed-Propulsion Aircraft. Journal of Aircraft, 56 (6), 2172–2188. https://doi.org/10.2514/1.c035388
  17. Zaporozhets, O., Makarenko, V., Tokarev, V., Kazhan, K., Synylo, K. (2023). Modelling the noise characteristics of a regional turboprop hybrid-electric aircraft. International Symposium on Electric Aviation and Autonomous Systems. Warsaw. Available at: https://2023.iseasci.org
Вдосконалення розрахункового модуля оцінки емісії забруднюючих речовин традіційних та гібридних регіональних літаків

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-04-30

Як цитувати

Синило, К. В., Макаренко, В. М., Крупко, А. І., & Токарев, В. І. (2024). Вдосконалення розрахункового модуля оцінки емісії забруднюючих речовин традіційних та гібридних регіональних літаків. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10 (128), 34–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.302793

Номер

Том 2 № 10 (128) (2024): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Kateryna Synylo, Vitalii Makarenko, Andrii Krupko, Vadim Tokarev

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.