1.6 Проблемы окружающей среды

Когда только началась эра развития реактивных и пассажирских самолётов, проблеме окружающей среды (вблизи аэропортов и в верхних слоях атмосферы) не отдавалось должного внимания. В конце 1960-ых годов ситуация вокруг аэропортов стала невыносимой, главным образом из-за шума и загрязнения окружающей среды. Загрязнителями являлись несгоревшие углеводороды, дым (т.е. мелкие частицы сажи, от недожжённого углерода) и оксиды азота. Со временем были приняты меры, по устранению этой проблемы, дабы соответствовать требованиям международного соглашения с инструкциями о процентном содержании эмиссии в воздухе около аэропортов и шуме от взлетающих и приземляющихся летательных аппаратов.

Все шумы летательных аппаратов с новыми двигателями должны удовлетворять требованиям международного соглашения, которые в настоящее время, задают уровень , ниже которого шум дозволен. Шум аэропорта, который главным образом определяется, как шум двигателя самого большого самолёта, не должен достигать Лондонских жилых кварталов. Стандарты выброса вредных веществ и шумов, которые различны при взлёте и посадке, устанавливает ведомство, расположенное в Цюрихе. Проблемы окружающей среды, количество вредных эмиссий в атмосфере и различные типы шумов рассматриваются в разделе 11.5 данного курса.

Проблема уровня выбросов загрязняющих веществ в атмосферу новыми двигателями до недавних пор не имела актуальности. Компания General Electric использовала камеру сгорания с двумя кольцами, одно из которых работает постоянно, а второе срабатывает на максимальном режиме на двигателях марки GE90, установленных также на CFM-56, но пока другие компании избегают подобного нововведения. Регулирование шума, как правило, приводящее одновременно к снижению уровня затраченного топлива, с недавнего времени приобрело лидирующее положение в сфере усовершенствования двигателей. Преимущественно это относится к самолётам с реактивными двигателями, которые до сих пор являются главным источником шума, и никакой метод не может понизить уровень этого шума, как прямое снижение реактивной скорости. Такой путь, приводящий к увеличению числа двигателей для создания эквивалентной тяги и их габаритов, описывается в теме 7.

Резюме темы 1

Новые двигатели имеют высокую стоимость. Существует риск того, что спроектированные двигатели не будут выпускаться в серийном производстве. К сожалению, для проектирования и доработки двигателя необходим больший промежуток времени, чем для проектирования конструкции планера и корпуса летательного аппарата. Новый дальнемагистральный самолёт, о котором идёт речь в первых 10 темах этого курса, схож с проектом Airbus А380. Такой большой самолёт, предназначенный для длительной эксплуатации, будет иметь четыре двигателя, располагающихся под крыльями.

Международная стандартная атмосфера, используемая для расчёта характеристик самолёта, позволяет представить температуру, давление и плотность как функции от высоты. Температура падает по линейной зависимости пропорционально увеличению высоты (по 6.5 К на 1 км) до высоты в 11 км, выше которой она остается постоянной до достижения отметки в 20 км.

Дозвуковой гражданский воздушный транспорт обычно не летает выше 41 000 футов (12.5 км), хотя коммерческие реактивные самолеты летают на высоте до 51 000 футов (15.5 км).

В настоящее время проблемы окружающей среды вокруг аэропорта становятся всё более значимыми. Возможно, в будущем, предметом регулирования станут серьёзные эффекты эмиссии в верхних слоях атмосферы. Первое, на что обращают внимание при проектировании двигателя – это уже не дальность полёта или оптимальный расход топлива, а ограничения шума в процессе взлёта и посадки.