CC BY
52
УДК 504.3.064:656.7
О КОМПЛЕКСНОМ ПОКАЗАТЕЛЕ ЭКОЛОГИЧНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОЗДУШНОГО СУДНА
С.Ю. СКРИПНИЧЕНКО, Г.Е. МАСЛЕННИКОВА, А.И. ПЛЕШАКОВ
Предложен комплексный показатель экологичности воздушного судна в эксплуатации, учитывающий выбросы парниковых газов, загрязнений, шумовых и электромагнитных воздействий на окружающую среду.
Ключевые слова: комплексный показатель, экология, воздушные суда, эксплуатация, парниковые газы, загрязнения атмосферы, шум и электромагнитные воздействия.
Развитие воздушного транспорта связано с неизбежным возрастанием его воздействия на окружающую среду, поэтому при проектировании и эксплуатации воздушного судна на всё более важное место выдвигается свойство воздушного судна обеспечивать наименьшее воздействие на окружающую среду, что определяет характеристику его экологичности. Поскольку многие факторы характеризуют воздействие воздушного судна (ВС) на окружающую среду (рис. 1), то для сопоставления воздушных судов или производственных процессов целесообразно использовать комбинированный показатель экологичности эксплуатации воздушного судна. В настоящей статье дается предложение по одному из вариантов такого показателя.
К числу факторов, определяющих экологическое воздействие воздушного судна на окружающую среду, можно прежде всего отнести следующее:
- выбросы парниковых газов в атмосферу земли;
- выбросы загрязняющих веществ в районе аэропортов;
- шум в районе аэропорта при взлете и посадке;
- акустическое воздействие на окружающую среду при полете по маршруту;
- электромагнитное воздействие на окружающую среду.
Для составления комплексного показателя экологичности воздушного судна рассмотрим влияние каждого из указанных выше факторов.
Парниковые выбросы создаются при сгорании авиатоплива в авиадвигателях и выбросе продуктов сгорания, основным составляющим которых является двуокись углерода СО2.
Объем выбрасываемых воздушным судном за время эксплуатации парниковых газов прямо пропорционален средней массе сгораемого топлива в единицу времени и общему времени жизненного цикла
Экологичность воздушного судна
Рис. 1. Факторы, определяющие экологичность ВС в эксплуатации
У _ф^ч 'Т, (1)
где ф - коэффициент пропорциональности между объемом выделяемых при сгорании парниковых газов и массой сжигаемого в двигателях топлива.
При эксплуатации воздушного судна величина, которая может характеризовать экологичность с точки зрения выбросов парниковых газов за жизненный цикл к объему авиационной работы Ав (в частном случае транспортной работы) выражается зависимостью
у ________ ф^ч’Т _____ ф^ч'М (2)
Ав к3,'№кн‘у‘ср к3,'№кн‘Ут
где кз - средний коэффициент коммерческой загрузки; ткн - максимальная коммерческая нагрузка ВС; УТ - техническая скорость ВС при полете на среднюю дальность; Qч - часовой рас-
ход топлива при полете на среднюю дальность Ьср; N - общее количество полетов за жизненный цикл ВС.
При сравнении вариантов ВС по параметру относительных выбросов парниковых газов можно находить Уп по зависимости (2) и определить вариант ВС, которому соответствует наименьшее значение упо, после чего определяется для каждого варианта ВС отношение
V _У /V (3)
п п по
Аналогично подходу к определению относительной величины V можно определить и величину V.
В части третьего рассматриваемого параметра экологического воздействия для каждого рассматриваемого ВС может быть определено среднее значение величины шума Ьш величины по сертификационным замерам уровней шума в контрольных точках при взлете и посадке заданного типа ВС
уП ъ.
К _ ^ (4)
Для рассматриваемой группы воздушных судов можно найти минимальное среднее значение кшо и определить относительное значение кш на взлете и посадке для каждого из рассматриваемых ВС:
Уш ^ш/^шо • (5)
В части четвертого фактора экологического воздействия можно аналогично определить среднее значение Ьшм акустического воздействия в нормируемых точках при полете по маршруту
у™ ъ-
г _ у1=1 п1
Пшм т ■
Затем определить минимальное значение Ьшм0 и относительную величину
^шм ^шм 1^шм0. (6)
В части пятого фактора экологического воздействия - характеристика электромагнитного воздействия ВС на окружающую среду Цэм может быть определена так же, как среднее значение Цм замеров в нормируемых точках при полете по маршруту Цэм.
Аналогично подходу при рассмотрении уровня шума при полете по маршруту можно найти относительное значение
Лэм Лэм/Лэмо, (7)
где Лэмо — наименьшее значение в рассмотренной группе ВС среди значений средней величины
электромагнитного воздействия.
Комплексный экологический показатель воздушного судна ё может быть составлен из относительных величин уп, у, г\ш, Лшм, Лэм-
ё %п Ц ^ %зУ ^ %шЛш ^ %шмЛшм ^ %эмЛэм — В, (8)
где %п, %з, %ш, %шм, %эм — весовые коэффициенты составляющих экологического воздействия,
которые определяются на основе экспертных оценок; В - количество составляющих экологического воздействия.
Комплексный показатель экологичности позволяет проводить комплексное сопоставление экологичности как воздушных судов, так и разного вида производственных процессов.
В приведенной табл. 1 приводятся результаты сопоставления четырех типов магистральных самолетов по относительным показателям Уп, Уз, г]ш, г]шм, г]эм, а также комплексным показателям ё.
Таблица 1
Сравнение комплексных параметров экологичности ё четырех типов магистральных самолетов
№ Параметр Тип самолета
п/п №1 №2 №3 №4
1 Уп 1,00 1,15 1,22 1,17
2 Уз 1,05 1,00 1,12 1,07
3 Лш 1,10 1,06 1,00 1,09
4 Лшм 1,11 1,05 1,07 1,00
5 Лэм 1,09 1,18 1,21 1,00
ё 0,35 0,44 0,62 0,33
Результаты сопоставления четырех типов магистральных самолетов показывают, что при равных значениях весовых коэффициентов %п = %з = %ш= %шм = %эм = 1 третий тип воздушного
судна имеет наименьшее значение комплексного показателя экологичности ё, что характеризует его как наиболее экологичное.
Полученные в работе величины показателя ё позволяют проводить сопоставление как ВС одного типа, так и различных типов (самолеты, вертолеты, дирижабли и др.)
ЛИТЕРАТУРА
1. Самойлов И.А., Бородин М.А., Самойлов В.И., Кауркина О.А. Влияние экологической политики ИКАО на развитие парка самолетов // Научный Вестник ГосНИИ ГА. - 2011. - № 1. - С. 111-117.
2. Скрипниченко С.Ю., Плешаков А.И., Скрипниченко Ю.С. К созданию системы квотирования выбросов парниковых газов на воздушном транспорте // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2012. - № 172. - С. 54-58.
3. Скрипниченко С.Ю. О создании системы повышения уровня экологичности эксплуатации по выбросам парниковых газов на воздушном транспорте // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2012. - № 177. - С. 55-58.
4. Скрипниченко С.Ю. К вопросу о формировании системы экологического мониторинга летательных аппаратов гражданской авиации: сб. тезисов 3-й междунар. науч.-техн. конф. - М.: ЦИАМ, 2010. - С. 177-179.
5. Скрипниченко С.Ю. К вопросу создания системы экологического мониторинга выбросов парниковых газов воздушных судов гражданской авиации // Научный Вестник ГосНИИ ГА. - 2011. - № 1. - С. 118-122.
ABOUT OF THE COMPLEX ECOLOGY INDEX OF THE AIRCRAFTS
IN THE OPERATION
Skripnichenko S.Yu., Maslennikova G.E., Pleshakov A.I.
The article describes the complex ecology index of the aircrafts in the operation.
Key words: complex ecology index, aircrafts, operation, emission.
Сведения об авторах
Скрипниченко Станислав Юрьевич, 1935 г.р., окончил МАИ (1959), доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник ГосНИИ ГА, автор более 180 научных работ, область научных интересов — эксплуатация и проектирование воздушных судов, экономика и экология воздушного транспорта.
Масленникова Галина Евгеньевна, окончила МАИ (1977), доктор технических наук, начальник отдела ГосНИИ ГА, автор более 50 научных работ, область научных интересов - изменение летных характеристик ВС ГА в процессе эксплуатации.
Плешаков Анатолий Иванович, 1950 г.р., окончил КИИГА (1973), кандидат технических наук, ученый секретарь ГосНИИ ГА, автор более 50 научных работ, область научных интересов — эксплуатация воздушного транспорта, экономика и экология гражданской авиации.
