Воздушный транспорт

Не играет существенной роли в общем объеме грузовых и пассажирских перевозок, хотя вне конкуренции по скорости доставки на большие расстояния. Первые регулярные рейсы в бывшем СССР были начаты в 1920г Москва – Харьков.

Элементы воздушного пути:

• подвижной состав (транспортные летательные машины),

• аэропорты,

• аэродромы,

• стоянки техобслуживания и ремонта подвижного состава,

• наземное аэронавигационное оборудование.

Преимущества воздушного транспорта проявляются с расстояния в 200км.

Аэропорт занимает 25-50 км², Даллас - 70 км². Из-за безопасности полетов и шума непригодно для жилья около 120 км².

Взаимодействие с окружающей средой связано с полетами всех типов самолетов и вертолетов, а такие со строительством и функционированием аэропортов, обслуживающих и ремонтных предприятий, которые, как правило, располагаются вблизи крупных промышленных центров.

В авиации применяется 2 вида топлива: керосин и бензин, несколько отличающиеся по составу продуктов сгорания. Этилированный бензин (C₄ – C₁₂) используют самолеты с поршневыми двигателями, дает в отработавших газах Pb, т.е. выбросы аналогичны выбросам автотранспорта. Роль самолетов с поршневыми двигателями незначительна и постоянно уменьшается (сейчас около 5% поршневых самолетов – ЯК-12, ЛА, АН-2, ЛИ-2).

Основная масса самолетов использует газотурбинные (реактивные) двигатели, работающие на керосине, - тепловые двигатели, в которых воздушно-топливная смесь сначала сжимается и нагревается (в камере сгорания), а затем энергия сжатой и нагретой смеси преобразуется в механическую работу. КПД газотурбинных двигателей (ГТД) достигает 50%.

Расход топлива для разных этапов полета зависит от протяженности рейса: при дальности полета 550-570км на взлет и набор высоты идет 50%, на крейсерский полет – 25%, на снижение и посадку – 25% топлива. При увеличении дальности в 2 раза на взлет и набор высоты идет 45%, на снижение и посадку – 15% топлива. При увеличении дальности в 3 раза расход топлива на крейсерский полет увеличивается до 63%. На высотах более 21-15км увеличивается удельный расход топлива из-за ухудшения полноты сгорания.

Продукты сгорания топлива (керосина) в ГТД содержат нетоксичные CO₂, пар Н₂О, N₂, а также СО, NОх, углеводороды (метан, ацетилен, этан, этилен, пропан, бензол, толуол), альдегиды (формальдегид, акролеин СН₂=СН-СНО, уксусный альдегид), твердые частицы сажи, образующие дымный шлейф за соплом. Кроме этого самолеты выбрасывают и исходное топливо не только при аварийных ситуациях, но и при продувке и опорожнении емкостей, после неудачного запуска двигателя или после его выключения после полета.

Исследования продуктов сгорания двигателей самолета "Боинг-747" показали, что содержание токсикантов в продуктах сгорания существенно зависят от режима работы двигателей. Около 42% общего расхода топлива и высокие концентрации СО и углеводородов характерны при работе двигателя на пониженных режимах (холостой ход, выруливание на и с взлетно-посадочной полосы, приближение к аэропорту, заход на посадку), а содержание NОх существенно возрастает при режимах работы, близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим). От старта до взлета самолет сжигает около 2000л топлива. Суммарный выброс токсичных веществ в атмосферу самолетами с ГТД непрерывно растет, что связано с повышением расхода топлива до 20-30 т/час и ростом числа эксплуатируемых самолетов.

Режим взлетно-посадочного цикла	Относительная тяга двигателя на режиме	Время работы на режиме, мин	Преобладающие загрязняющие в-ва в выбросе
Холостой ход и руление перед взлетом и после посадки	0,07	22,0	СО, CmHn
Взлет	1,00	0,7	NОx
Набор высоты до 900м	0,85	2,2	NОx
Заход на посадку с 900м	0,30	4,0	СО, CmHn

На отработавшие газы авиационных двигателей приходится 87% всех выбросов гражданской авиации.

Шумовое воздействие оказывают авиадвигатели, вспомогательные силовые установки, аэродромный спецавтотранспорт, авиационно-технические базы и ремонтные заводы. Разновидностью шумового воздействия является звуковой удар. Помимо шумового загрязнения авиация приводит к электромагнитному загрязнению среды. Его вызывает радиолокационная и радионавигационная техника аэропортов и летательных аппаратов, необходимая для проведения полетов. Радиолокаторы излучают в сверхвысокой, высокой и ультравысокой областях частот.

Загрязнение воздушной среды ракетными двигателями происходит при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе производства или после ремонта; при хранении и транспортировке топлива, при заправке топливом.

Отличительная черта ракетного двигателя - он не использует при работе компоненты окружающей среды (воздух и воду), поэтому является основным двигателем в космонавтике.

Применяется как жидкое, так и твердое ракетное топливо. Горючим в жидком ракетном топливе служит обычно жидкий водород, керосин (С₉ - С₁₆) или диметилгидразин (СН₃)₂N-Н₂. Окислители - жидкий кислород или тетраоксиддиазота N₂О₄. В состав твердого ракетного топлива входят пороха на основе нитроцеллюлозы [C₆Н₇О₂(ОН)_3-х(ОNО₂)_х]_n - горючее и перхлорат аммония NН₄С1О₄ - окислитель.

Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросами продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящими из О, NОх, ОН и др. Состав продуктов сгорания определяется соотношением компонентов топлива, температурой сгорания, процессами диссоциации и рекомбинации молекул. Количество продуктов сгорания зависит от мощности двигательных установок. При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются Н₂О, СО₂, HCl, СО, NО, С1, а также твердое частицы Al₂O₃ со средний размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

В двигателях космического корабля "Шаттл" сжигается как жидкое, так и твердое топливо.