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明镜周刊

德国航空航天中心研究:新型稀薄燃烧发动机让飞行更环保

可持续燃料和采用所谓稀薄燃烧技术的发动机能够显著降低航空交通造成的空气污染。德国航空航天中心(DLR)的研究人员在《科学进展》杂志上撰文称,这是通过对飞机排气羽流进行空中测量得出的结论。

飞机通过多种方式加剧全球变暖。一方面,燃烧煤油等含碳燃料会产生温室气体二氧化碳(CO₂)。另一方面,释放的烟尘等颗粒物可作为凝结核促使水滴形成。研究作者指出,由此产生的凝结尾迹对变暖的影响程度与CO₂排放相当。

稀薄燃烧是指供入的空气量超过燃烧所需量。相关发动机正在接受深入研究。技术被视为有望帮助航空业满足日益严格的排放限值的有前景方案。

成云颗粒仅为千分之一 DLR研究员Rebecca Dischl领导的团队在秋季和春季对法国沿海地区上空两架空客飞机(A319neo和A321neo)的试飞排放进行了检测。两架飞机均配备了一台稀薄燃烧发动机,但也可切换至浓混合气燃烧模式。

对比显示,两种燃烧方式产生的颗粒总数相近。然而,在稀薄燃烧下,直径大于14纳米(1纳米等于百万分之一毫米)且有助于形成凝结尾迹的非挥发性颗粒数量,比浓混合气燃烧低1000倍。混合可持续燃料研究人员还测试了一种由植物油、废弃食用油和动物脂肪制成的合成可持续航空煤油。无论是在富燃还是贫燃条件下,这种名为Hefa-SPK的燃料与传统航空煤油相比,挥发性和非挥发性颗粒物的排放量均降低了65%至70%。迪施尔(Dischl)及其同事将这种减排归因于Hefa-SPK的低硫含量。

即使研究人员将81%的Hefa-SPK与19%的传统Jet A-1航空煤油混合后,颗粒物的形成也显著减少。通常情况下,必须添加一定比例的Jet A-1,因为这种煤油含有芳香烃类物质,这对于当前飞机发动机的长期使用在技术上是必要的。外,发动机的磨损程度和状况也起着重要作用:例如,科学家发现,在磨损的发动机中,挥发性颗粒物的形成量增加了十倍。

自去年起,从欧洲机场起飞的航班必须在燃料中掺入2%的所谓可持续燃料。然而,到目前为止,这些燃料的价格仍远高于传统航空煤油。