Bemutatjuk a jövő környezetbarát repülőgépét

Vágólapra másolva!
Immár a repülőgépipart is elérte a zöldhullám. Előrejelzések szerint az elkövetkező 20 évben az európai légi közlekedés fejlődési üteme a kétszeresére fog gyorsulni. Figyelembe véve az ezzel járó környezetszennyezést nem csoda, ha itt is előtérbe került a környezetbarát technológiai megoldások keresése.
Vágólapra másolva!

Európában a légitársaságok közül elsőként az easyJet jelentette be a közelmúltban, hogy olyan új repülőgépet tervez, amely környezetvédelmi szempontból messze felülmúlja a mai legmodernebb utasszállítókat. Az easyJet vezérigazgatója, Andy Harrison ígérete szerint az új gépmadár 2015-ben már üzembe is léphet.

Az easyJet nem kevesebbet állít, minthogy az easyJet ecoJet névre keresztelt új, rövid (vagyis maximum 3700 km-es) hatótávolságú gép 25 százalékkal lesz csendesebb, 50 százalékkal kevesebb szén-dioxidot és 75 százalékkal kevesebb nitrogén-oxidot bocsát majd ki, mint a ma forgalomban lévők. A tervezés során a legfontosabbnak a globális felmelegedésért főbűnösnek tekintett széndioxid-kibocsátás csökkentését tartották. Az easyJet flottája jelenleg átlagosan 97,5 g szén-dioxidot bocsát ki utaskilométerenként, ám az új öko-repülőgép már csak 47 g-ot eregetne ki, ami mellett az európai autóközlekedés már csak pirulhatna a maga 130 grammjával. Mindezt a legújabb kutatási eredmények felhasználásával érték el, elsősorban a hajtómű korszerűsítésével és könnyű szerkezeti anyagok alkalmazásával. Talán nem érdektelen megemlíteni, hogy a technológiai fejlesztéseken kívül meglepően sokat segíthetne a légtérszervezés modernebb módszereinek bevezetése is.

Technológiai megoldások

Az óvatos repülőgépiparban lassúak a változások, fokozatosan szivárognak át az új ötletek a kutatóintézetekből a kísérleti repülőgépeken keresztül a gyárakba. Az easyJet ecoJet technológiai megoldásai sem forradalmian újak, de ennyi mindent egyszerre még nem alkalmaztak egyetlen sorozatban gyártott repülőgépen sem. Elméletileg a szén-dioxid mennyiségét a minél alacsonyabb üzemanyag-felhasználással lehet csökkenteni, a nitrogén-oxidokét pedig az égőterek tökéletesítésével. A gyakorlatban pedig minden a hajtómű áttervezésével kezdődik.

A fényképen lévő modellen jól látszanak az új repülőgép különös, részben "meztelen" hajtóművei. Annál jobb ugyanis egy repülőgép hatásfoka, minél nagyobb átmérőjűek a gázturbinás hajtómű ventillátorfokozatának lapátjai. Azonban a tollak hosszát egy határon túl megnövelve már nem célszerű bepréselni őket a hajtóművet körülvevő áramvonalas burkolatba. Ilyen csupasz ventillátorfokozatú hajtómű (angol szóval unducted fan) hajtja majd az ecoJet-et is.

A Boeing környezetbarát szupergépe

2007 júliusában mutatták be a nagyközönségnek Seattle-ben a Boeing új szupergépét, a B787-es Dreamlinert, amelyet forradalmi újításnak tartanak a szakemberek, elsősorban a minden korábbinál alacsonyabb üzemeltetési költségek és csökkentett környezetszennyezése miatt. A Dreamliner gépteste gyakorlatilag műanyagból készült, fogyasztása alacsony, ráadásul méretei miatt kisebb repülőtereken is gond nélkül leszállhat. Környezetvédők szerint azonban nemhogy csökkenni, de drasztikusan nőni fog általuk a légszennyezés.

Bővebben a Dreamlinerről



Az unducted fannek általában nem ez az egyetlen jellegzetessége. Lapátjai sem pont olyanok, mint egy hagyományos légcsavarnak. Míg a légcsavar tollai közel egyenesek, karcsúak és maximum 5-7 van belőlük, addig az unducted fan alakja olyan, akár egy janicsárkard, vagyis ívelt és tömzsi. A tollak száma is több, általában 9-13 van belőlük.

Ami egyfelől nézve előny, másfelől nézve sajnos hátrány, az unducted fan alkalmazásának ára van. Ennél a keskenytörzsű, alsószárnyas gépnél a hosszú lapátok nem férnének el a szokásos elrendezés szerint a szárny alatt, ezért ezen is változtatni kell. A képen látható, hogy a hajtóművek a különleges kialakítású vízszintes vezérsík fölé kerülnek majd, ezzel pedig egyúttal a zajkibocsátás is mérsékelhető. Önmagában már ez is sokat jelent a csendességre való törekvésben, ám a mérnökök nem elégedtek meg ennyivel.

Hagyományos esetben a gázturbina ventillátor- és kompresszorlapátjai közös tengelyen helyezkednek el a turbinalapátokkal, ami azt is jelenti, hogy azonos sebességgel forognak. Túl nagy ventillátorlapátok esetén előállhatna az, hogy a tollak vége hangsebességen túli kerületi sebességre gyorsulna, és sajnos ez is elfogadhatatlanul nagy zajt keltene, ráadásul szerkezeti szempontból sem lenne éppen ideális. Az easyJet ecoJet tervezői ennek a kedvezőtlen állapotnak az elkerülését lassító áttétel közbeiktatásával oldják meg (lásd a lenti ábrát).

Forrás: [origo]

Az egyéb tervezési fázisokban is az üzemanyag elégetésének hatékonyságot tartják szem előtt, így a szerkezet felépítésében minden eddiginél bátrabban, nagy mennyiségben használnak majd könnyű kompozitanyagokat. A közegellenállás csökkentése végett pedig az utazási sebességet a szokásosnál alacsonyabbra tervezik (0,78-0,79 Mach helyett csak 0,75 Mach).

Az új repülőgép bejelentése megtörtént, de a fejlesztés és az engedélyeztetés még időbe telik. A teljes tervezés várhatóan 2010-re fejeződik be, további öt évre van szükség a teszteléshez, így remélhetőleg 2015-ben már utazhatnánk is vele.

Tiszta Égbolt az Európai Unióban

Az easyJet tervei teljes mértékben összevágnak a közös európai célkitűzésekkel, hiszen ez év elején az Európai Unió Tanácsa javaslatot tett a Tiszta Égbolt Közös Vállalkozás (Clean Sky JTI) létrehozására. A kezdeményezés a mérsékelt környezeti terheléssel járó technológiák fejlesztését szolgálná és olyan ambiciózus, hogy követelményei valóságos technológiai áttörést igényelnének. Épp ideje lenne a költséghatékonyság egyeduralmi szempontját megtörni, hiszen a repülőgépiparban évtizedekben mérik az időt, a flottamegújítási ciklusok hosszúak, a fejlesztések milliárd eurókba kerülnek és a környezeti hatások kérdései csak pár éve kerültek középpontba.

A Tiszta Égbolt az ACARE (Európai Repüléskutatási Tanácsadó Testület) által kidolgozott menetrendet tekinti iránymutatónak, vagyis azt szeretnék elérni, hogy 2020-ra a zaj- és széndioxid-kibocsátások 50%-kal, a nitrogénoxid-kibocsátások 80%-kal csökkenjenek, és a repülőgépek előállítása, fenntartása és ártalmatlanítása során is érvényesüljenek a környezeti szempontok.

Köszönjük Dr. Gáti Balázsnak (egyetemi adjunktus, BME Repülőgépek és Hajók Tanszék) a cikk megírásához nyújtott tanácsait és segítségét.