难以平衡的航空环保

Glen

最新环保验证机推出

巴航工业与波音公司在7月7日联合推出了一架新的“环保验证机”。双方将以一架E170作为试飞平台，在8月和9月在巴西测试一系列先进的环保技术。

而在2012年的时候，波音公司就与巴航工业共同宣布合作开展“环保验证机计划”（ecoDemonstrator Program），旨在加强双方在环保飞行测试方面的合作，共同改善航空界在环境保护方面的表现。

事实上，波音公司早在2011年就启动了“环保验证机计划”，以加速降低油耗、二氧化碳排放及噪音等新技术的测试及使用。而且，波音公司已利用旗下新一代737-800、787梦想客机及757测试了50多项技术。

此外，巴航工业一直在致力于通过环境可持续产品项目（DIPAS）将环境要素纳入产品研发。巴航工业飞机的设计重点在于融合创新，并坚持环保标准。通过该环保验证机项目，可加快尚处于研发阶段中的可降低环境影响的新技术的测试及完善工作。

根据两家公司在2015年7月的计划，双方约定于今年使用巴航工业的飞机共同开展环保验证机测试。如今这项计划得以具体实施。这次将测试的环保技术包括：“光探测和测距”技术，使用激光测量真实空速、迎角、外部温度等大气数据参数；防冰涂层，可以阻止结冰以及尘土和昆虫堆积；带有改进的缝翼的新型机翼设计，可减小起降噪声；机翼表面的传感器和气流可视化技术，可以更好地了解气动性能；巴西本地生产的混合航空生物燃料，含有10%的生物煤油。

国家利益平衡

《航空与气候变化》报告的作者凯特·瓦特（Kat Watts）表示：“1997年的《京都议定书》要求航空业行动起来，不过业内似乎并未意识到气候科学、环境污染的严重性，碳排放总量有增无减。”他还说：“有关气候环境的磋商主要由气候与环境部门发起，而交通部门普遍缺乏对气候科学的理解，同时尚未认识到快速深度减轻碳排放的必要性。”

今年4月，共有超过60位国家元首和政府首脑出席了在纽约联合国总部举行的气候变化《巴黎协定》高级别签署仪式。当天共有175个国家签署该协定，创下国际协定开放首日签署国家数量最多纪录。外界普遍认为，全球环境治理进入了一个崭新时代。

随着2016年气温上升幅度创下纪录，《巴黎协定》的实施已经刻不容缓。《巴黎协定》自2016年4月22日至2017年4月21日开放签署，协定将在至少55个《联合国气候变化框架公约》缔约方交存其批准、接受、核准或加入文书之日后第三十天起生效，这些缔约方的温室气体排放量应至少约占全球总排放量的55%。

据估计，飞机碳排放量大约占全球碳排放量的2%～5%，然而业内尚未接受任何有实际意义的减排计划。政府间的博弈是一大主因。根据瓦特的看法，按照航线制定方案似乎是解决上述问题的良方。国际民航组织（ICAO）会在2016年的秋天探讨该问题，希望能够出台一项能被业内接受的解决方案。如果各界达不成协议，有专家认为欧洲将继续根据已经引起了大范围争议的EU-ETS（欧洲碳排放交易体系）标准行事。

技术平衡之道

虽然航空业环保减排的力度有待提升，但这并不表示业界没做努力，过去25年来，我们的飞机已经变得更为高效。事实上，飞机与发动机制造企业已经投入了数以百万计的美元对其产品加以改进。时至今日带来的结果就是发动机燃料更加干净，耗油更少。

NASA现金飞行器项目战略技术顾问Richard Wahls说：“过去的照片上，飞机飞过总会留下明显的尾迹，现在这种场景很难见到了。”Wahls认为，飞机环保技术一直在持续发展中，不过与汽车行业相比，它面临的问题更为复杂。

首先是重量问题，并且所有的改进都要涉及到重量。例如，混合式飞机，这类飞机可能燃油消耗少了，但是其油箱的重量却不得不增大。

另外，航空业还必须面对庞大的管理结构。任何新技术在应用到飞机制造中时必须要经过严格的测试。进一步说，飞机制造要经历一个较长的发展时间，通常来说需要5～10年的时间。Wahls说：“每年都有新车型问世，飞机却做不到。耗时长、风险大是飞机制造商面临的巨大的问题。”

为了平衡飞机制造的“快速”与“效率”的需求，业内更倾向于“改造”飞机。Wahls指出，翼尖小翼（Winglet）技术就是一个实例。上世纪70年代的时候，飞机制造公司就开始了翼尖小翼技术的试验，然而直到90年代末期，这项技术才开始应用到飞机设计方面。

据Wahls表示，大多数汽车行业的能源节约研究都逐渐被应用到了航空业的研究与设计中。比如NASA就与很多私企在飞机设计环保技术方面展开了合作。其中一个项目是SUGAR Volt，波音公司的研究人员为混合动力飞机研发了一种可用于短途飞行的设计，其创新包括设计了一种大于标准机翼的新机翼，这种机翼在飞机降落时可以折叠起来。飞机最大巡航速度可达0.79马赫，飞行里程为3500海里。除了燃油效率得以提高，噪音污染也大为降低。

在SUGAR Volt项目之前，波音甚至开始了电动飞机的研究。Wahls表示，波音787的很多系统都采用电力驱动，其在设计方面也做了大量改进，使得这款飞机比767的燃油效率大为提升。“我们见证了这些发展，飞机越来越多的方面采用了电力。然而时间过去了那么久，飞机的动力系统却仍旧不能采用这一技术。这就是业内目前面临的挑战！”当前，很多混合动力的飞机都在研发中，不过业内人士表示，混合动力飞机概念是未来的趋势，然而它在解决降低碳排放量方面仍然面临巨大挑战。

空客公司同样在做着这方面的努力，不久前该公司的全电力试验飞机E-Fan飞越了英吉利海峡，飞行距离38英里。E-Fan续航高度达到5500英尺，不仅做到了碳平衡，同时也不产生任何噪声。空客方面声称，计划先开发一款通航版本的这种飞机，然后再开发民航飞机版本。