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          小科技 大綠色 綠色民航發(fā)展的科技密碼

          時(shí)間:2023年07月08日   來源:

          小科技大綠色綠色民航發(fā)展的科技密碼

          本報(bào)記者 張人尹


            民航綠色發(fā)展不只是清潔能源和可持續(xù)航空燃料的使用,而是涉及民航高質(zhì)量發(fā)展的各領(lǐng)域和全過程。近年來,民航綠色發(fā)展聚焦人民群眾綠色出行需求,以航空器節(jié)能減碳為核心,以提高空管效率為抓手,以綠色機(jī)場建設(shè)為保障,建立從地面到空中、從場內(nèi)到場外、從生產(chǎn)到管理、從行業(yè)到產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展新模式。推動(dòng)民航綠色發(fā)展,不僅需要科技手段的加持,更需要產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。
            CCO/CDO運(yùn)行
            發(fā)力空管減排
            CCO/CDO是空管術(shù)語。CDO指的是連續(xù)下降運(yùn)行,是飛行員或自動(dòng)駕駛儀對航空器構(gòu)型和油門進(jìn)行管理,使航空器盡可能以閑置推力、連續(xù)下降的方式進(jìn)場、進(jìn)近與著陸。CCO指的是連續(xù)爬升運(yùn)行,通過設(shè)置最佳速度、推力,以連續(xù)爬升的方式盡快達(dá)到初始巡航高度。
            目前,各大機(jī)場采用的進(jìn)離場方式都是階段式的,通過航道上的雷達(dá)和導(dǎo)航設(shè)備,可以準(zhǔn)確得知飛機(jī)位置,通知飛行員航跡點(diǎn)。但是,對飛行員來說,頻繁改變發(fā)動(dòng)機(jī)推力,做好油門與剎車配合,比較考驗(yàn)飛行技術(shù)。隨著導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展,空管準(zhǔn)確率大幅提升,同時(shí)隨著社會環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng),如何在保證航空器安全運(yùn)行的前提下,盡可能減少燃油消耗、機(jī)場噪聲、廢氣排放等成為民航業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。在這樣的背景下,近年來,CCO與CDO相繼在我國各大機(jī)場正式運(yùn)行。
            2022年,民航局印發(fā)的《“十四五”民航綠色發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》明確,將CCO/ CDO常態(tài)化運(yùn)行列入低碳民航建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目,將在成渝、西安、烏魯木齊、長春等機(jī)場推進(jìn)低碳民航建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目常態(tài)化運(yùn)行。
            為貫徹落實(shí)《“十四五”民航綠色發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》要求,民航新疆管理局積極推進(jìn)烏魯木齊機(jī)場CCO/CDO常態(tài)化運(yùn)行。自2022年5月19日起,烏魯木齊機(jī)場取消CCO/CDO僅夜間運(yùn)行的限制,正式啟動(dòng)常態(tài)化運(yùn)行。CCO/CDO常態(tài)化運(yùn)行給予航空器上升、下降自主權(quán),飛行員可以通過該技術(shù)減輕空地協(xié)同工作負(fù)荷,縮短進(jìn)近時(shí)間,節(jié)約燃油消耗,減少人為“錯(cuò)忘漏”現(xiàn)象,減少發(fā)動(dòng)機(jī)損耗,減少廢氣排放。CCO/CDO的運(yùn)行,還有效減輕了機(jī)組和管制員的工作負(fù)荷,提高了整體運(yùn)行效率,在保障航班正點(diǎn)率、減少噪聲、提升旅客舒適度以及提高空管服務(wù)品質(zhì)等方面發(fā)揮了重要作用。
            APU替代 推動(dòng)綠色機(jī)場建設(shè)
            飛機(jī)APU為航空器上主動(dòng)力裝置(發(fā)動(dòng)機(jī))之外可獨(dú)立輸出壓縮空氣或供電的小型輔助動(dòng)力裝置。飛機(jī)??亢?,如果沒有外接能源供給,只能通過APU燃燒航空煤油的方式給自身供能。這樣的方式不僅工作效率較低、耗油量大,而且會造成空氣污染。據(jù)測算,一架常規(guī)大小的飛機(jī)???5分鐘需要消耗150余千克航空煤油,會產(chǎn)生近500千克二氧化碳,除此之外還伴隨著多種氮氧化物排放。
            APU替代設(shè)施通過輸電線和供冷管道將清潔能源輸送給停場飛機(jī),從而減少飛機(jī)APU裝置的使用。建設(shè)APU替代設(shè)施是機(jī)場減少污染、持續(xù)推動(dòng)節(jié)能減排工作、踐行環(huán)保理念的重要手段。
            重慶江北國際機(jī)場通過使用橋載APU替代設(shè)施,即安裝在機(jī)場廊橋的400赫茲靜變電源和空調(diào)設(shè)備,為??康娘w機(jī)提供機(jī)上用電,確??照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行,有效提高了機(jī)坪及周邊區(qū)域的空氣質(zhì)量。北京大興國際機(jī)場與所有駐場航空公司均簽訂了地面設(shè)備替代APU使用協(xié)議。與重慶機(jī)場不同,北京大興機(jī)場使用近機(jī)位廊橋下的機(jī)坪升降地井替代APU靜變電源和空調(diào)等設(shè)備。在不使用時(shí),這些設(shè)備均停留在地井內(nèi)。截至目前,北京大興機(jī)場76個(gè)近機(jī)位全部安裝了APU替代設(shè)施,實(shí)現(xiàn)了100%覆蓋。
            除機(jī)場外,也有飛機(jī)制造商嘗試使用氫燃料電池替代傳統(tǒng)的輔助動(dòng)力裝置,為飛機(jī)空調(diào)、機(jī)艙照明和航電設(shè)備供電,從而達(dá)到節(jié)約能源、減少污染的目的。該型飛機(jī)計(jì)劃在2035年投入運(yùn)營。
            翼梢小翼 以更少燃油飛行
            飛機(jī)機(jī)翼兩端向上或向下折疊、彎折的部分叫作翼梢小翼,一般位于飛機(jī)機(jī)翼翼梢,它們的作用是提高固定翼航空器機(jī)翼的效率以及航空器的操縱特性,使飛機(jī)的飛行狀態(tài)更穩(wěn)定、更安全,也能夠在一定程度上減小飛行阻力,從而節(jié)省航空燃料。
            當(dāng)氣流流過機(jī)翼上下兩個(gè)表面時(shí),所形成的氣壓差會在機(jī)翼產(chǎn)生向上的升力,當(dāng)升力大于飛機(jī)重量時(shí),飛機(jī)便能夠在天空中飛行。但這時(shí),機(jī)翼下表面的高壓區(qū)氣流會繞過翼尖流向上翼面,產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦氣流。飛機(jī)飛得越快,產(chǎn)生的旋渦氣流就越強(qiáng),從而會增加飛行時(shí)的阻力和燃料消耗。
            翼梢小翼重新調(diào)整翼尖渦流,使其遠(yuǎn)離機(jī)翼外側(cè)并上移至層流之上。加裝翼梢小翼后,由其重新配位的小翼渦流在翼梢小翼周圍產(chǎn)生交叉氣流,該氣流通常與流過機(jī)翼表面的氣流垂直。由交叉氣流產(chǎn)生的側(cè)向力含有向前的分量,因而產(chǎn)生阻力。翼梢小翼同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)推力,有效減少飛行時(shí)的阻力和燃料消耗。
            目前,固定翼飛機(jī)上常見的翼梢小翼有上下小翼、雙羽小翼、融合小翼、雙彎刀小翼、盒形小翼和環(huán)形小翼等多種樣式。不過,最初的飛機(jī)普遍沒有安裝翼梢小翼。直到現(xiàn)代梯形翼梢小翼方案被提出,客機(jī)上才逐步安裝了翼梢小翼并不斷發(fā)展出更多樣式。
            光伏發(fā)電 為機(jī)場提供綠色動(dòng)能
            光伏產(chǎn)業(yè)是全球能源科技和產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,是具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ某柈a(chǎn)業(yè),也是我國具有國際競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。目前,部分機(jī)場有較大可用空間、暢通無阻的交通和大量能源需求,對于發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)對其調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式變革、促進(jìn)綠色機(jī)場建設(shè)與低碳運(yùn)行具有重要意義。
            杭州蕭山國際機(jī)場貨站屋面的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目通過光伏電板將清潔的太陽能轉(zhuǎn)化為電能,既可供機(jī)場使用,也可向國家電網(wǎng)供應(yīng)。該光伏發(fā)電項(xiàng)目面積2.4萬平方米,裝機(jī)容量2.3兆瓦,預(yù)計(jì)年發(fā)電量307.8萬千瓦時(shí)、日均發(fā)電量8500千瓦時(shí)。與傳統(tǒng)火力發(fā)電相比,光伏發(fā)電每年可節(jié)約煤炭1231.1噸,減少二氧化碳3225.5噸。
            除了分布式光伏發(fā)電,北京大興國際機(jī)場在飛行區(qū)北一跑道建設(shè)了中國首個(gè)民航系統(tǒng)跑道周邊的光伏系統(tǒng)。該光伏項(xiàng)目利用23832塊光伏薄膜組件實(shí)現(xiàn)了光伏與屋面景觀綠化的結(jié)合,引領(lǐng)了民航領(lǐng)域光伏應(yīng)用的創(chuàng)新發(fā)展。北京首都機(jī)場還在傳統(tǒng)光伏發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)上不斷深挖,從空間、深度上拓展光伏發(fā)電技術(shù)思路,先后將“光伏發(fā)電+儲能”和“光儲充一體化功率型增容充電車棚”等技術(shù)引入光伏項(xiàng)目,創(chuàng)新性地將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于機(jī)場地面交通中心綠化屋面、地面交通中心玻璃穹頂屋面以及首都機(jī)場附近的西湖水面等處。
            由于各機(jī)場建設(shè)情況不盡相同,目前,大型機(jī)場和中小機(jī)場都在因地制宜地開展光伏系統(tǒng)建設(shè)。


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