Инсектицидная краска и электросамолеты: может ли технология сделать авиацию экологически чистой?

Современность принесла нам множество изобретений, способных снизить объем выбросов в атмосферу, от экспериментальных Икс-планов НАСА до дирижаблей Гугла, но промышленности еще есть куда двигаться.

Насекомые не кажутся самой серьезной проблемой для авиастроителей, но если бы от них можно было избавиться, то затраты на топливо и выбросы в атмосферу во время взлета снизились бы на 10%.

Эту идею уже проверили в НАСА. В прошлом году агентство протестировало высокотехнологичные покрытия, благодаря которым мертвые насекомые соскальзывали с крыльев, так что объем состоящего из них налета на крыльях уменьшился на 40%.

Это – лишь одна из многих попыток сделать авиастроение более экологически чистым. Самолеты вырабатывают 2% всего углекислого газа из всех его антропогенных источников в мире, а согласно недавнему докладу Европарламента, если темп изменения климата не возрастет, доля эмиссии самолетов может возрасти до 22% всей эмиссии в мире.

Однако прогресс не стоит на месте. Постепенное, но стабильное увеличение топливной эффективности позволяет современному Боингу 737 сжигать примерно вдвое меньше топлива на пассажира, чем первый 737 в далеком 1967 году. Законцовки крыла уменьшили расход топливо примерно на 4%, углеродные тормоза уменьшили массу каждого самолета на сотни килограммов, эффективные турбовентиляторные двигатели обеспечивают большую тяги при меньших затратах топлива, сиденья в эконом классе прочнее и легче, а проверка самолета на предмет сколов и царапин краски уменьшает его расход топлива на 0,5%.

Кроме того, самолеты можно пилотировать более рационально. Пологий, длительный спуск может сэкономить 40% топлива во время посадки, а более рациональный диспетчерский контроль в Европе и США, - включая более эффективное управление взлетом и посадкой, более точные маршруты следования и сокращение времени круговых полетов над аэродромом, - сможет уменьшить выброс углекислого газа на десятки миллионов тонн за следующие десять лет.

Мощный эффект

Но эти постепенные усовершенствования меркнут на фоне тех вызовов, которые бросает рост этой индустрии. За последние десять лет доходы авиакомпаний увеличились вдвое – с 379 млрд $ в 2004 до 727 млрд. $ в 2015, в основном благодаря лоукостерам.

Авиация не фигурирует в Парижском климатическом соглашении, ее вообще тяжело регулировать; к тому же международные соглашения по стандартам выбросов поставили прогресс в тупик. Однако за последний месяц 23 страны, включая США и Соединенное Королевство, подписали первое в мире соглашение о стандартах выбросов гражданской авиации, которые впредь обяжет всех авиастроителей использовать достижения научно-технического прогресса для повышения топливной эффективности самолетов путем оптимизации их конструкции.

Стивен Барретт, директор Лаборатории проблем авиации и окружающей среды в Массачусетском технологическом институте утверждает, что сделать авиацию «зеленой» - очень сложная задача, «во многом, потому что жизненный цикл авиационной технологии составляет почти сто лет. Боинг 747 был разработан в 60-е, а его последняя модификация, 747-8, будет на ходу до 2050-2060 годов. Изобретенное сегодня, может найти применение в авиации только через 30 лет, потому что старые самолеты списывают только тогда, когда становятся нерентабельными».

Другим направлением развития может стать изменение формы крыльев. Поддержка крыла подкосами или даже превращение всего самолета в огромное крыло – «крыло-фюзеляж» – может позволить увеличить подъемную силу самолета и радикально снизить затраты топлива. В следующем десятилетии НАСА планирует построить экспериментальные Икс-планов, впрочем, вопросы о том, удастся ли стабилизировать такую конструкцию и понравится ли она пассажирам, остаются открытыми.

Также можно предпринять шаги к созданию электрического авиатранспорта. Недавно Эйрбас продемонстрировал двухместное воздушное судно под названием И-Фан, которое может летать в течение часа, а теперь продвигает и другие маленькие электрические и гибридные самолеты. В это же время НАСА работает над экспериментальным электросамолетом на девять пассажиров с десятками маленьких винтовых двигателями по всей длине крыла – такое решение призвано сделать полет плавным, тихим и энергоэффективным.

Также НАСА надеется к 2019 году построить самолет, названный Скептором с использованием технологии масштабируемой сходящейся электрической тяги. Он будет нести литий-ионные батареи и электростанцию на 500 кВт. Генеральный исполнительный директор компании Тесла Элон Маск дал понять, что создание электросамолета вертикального взлета и посадки кажется ему интересной идеей.

«Вероятно, электросамолеты станут использоваться для полетов на небольшие расстояния, например, - из одного города в другой за час», - сказал Барретт.

Гибридные электросамолеты, возможно, даже смогут рекуперировать энергию во время посадки так же, как и электромобили – во время торможения.

Однако, чтобы всерьез сократить расходы и выхлопы, нужно притормозить. Астро Теллер, капитан лунной программы Гугл, сообщил, что ранее в этом месяце корпорация вела работы над грузовым дирижаблем с изменяемой подъемной силой: «Это может удешевить воздушные грузоперевозки до уровня морских и к тому же снизить размер углеродного следа, остающегося после перевозки по воздуху, даже ниже того уровня, который сейчас оставляют перевозки по морю. Скорость такой перевозки будет где-то посередине между судна и самолета, при том, что никаких аэродромов строить не нужно» - написал он.

Однако, корпорация Гугл подсчитала, что стоимость постройки прототипа составить приблизительно 200 млн. $. «[Это] слишком высока цена только лишь за то, чтобы мы оценили перспективность этой технологии», - сказал Теллер.

В то же время Боинг инвестировал внушительную сумму в 32 млрд. $ в разработку самолета Дримлайнер 787, а авиакомпании США ежегодно тратят на топливо приблизительно 50 млрд $.