Companiile aeriene licită pentru a-și depăși problema greutății
Alimentată de salturi de tehnologie și materiale, industria are misiunea de a ușura încărcătura aeronavelor
În urmă cu câțiva ani, compania aeriană japoneză ANA a cerut pasagerilor să folosească toaleta înainte de a urca în zbor. Logica era că, dacă fiecare pasager ar lua o pauză de confort în avans, sarcina aeronavei ar fi mai ușoară și motoarele ar arde mai puțin combustibil.
Procesul a durat doar o lună, dar a evidențiat obsesia greutății industriei aerospațiale. Greutatea este unul dintre cei mai importanți trei factori, după aerodinamică și performanța motorului, care afectează eficiența unei aeronave. Mai puțin combustibil înseamnă emisii mai mici de dioxid de carbon, precum și economii la un cost de operare semnificativ pentru companiile aeriene.
Găsirea de noi modalități de reducere a flotei globale este preocuparea industriei aerospațiale, în timp ce se pregătește pentru următoarea generație de avioane, așteptată să înceapă să zboare înainte de 2030.
În octombrie, guvernele au convenit asupra primului acord mondial privind schimbările climatice la nivel mondial pentru industria aviației, care reprezintă 2% din toate emisiile de CO2. Având în vedere că numărul de pasageri aerieni va crește de la 3,6 miliarde anul trecut la 16 miliarde până în 2050, potrivit Iata, organismul comercial, fiecare aspect al aviației este analizat pentru a reduce emisiile în creștere.
„Dacă scoateți 454 kg din greutatea unui motor care valorează 1% din combustibil. Este o mare economie financiară, dar și bună pentru mediu ”, spune Ric Parker, fost director de cercetare și tehnologie la Rolls-Royce și acum președinte al inițiativei Clean Sky a UE. „Orice puteți face pentru a reduce greutatea este un lucru bun”.
Utilizarea pe scară largă a noilor materiale - inclusiv polimerul întărit cu fibră de carbon - a dus la economii imense de greutate. Materialele compozite au fost introduse în 1985 pe aripa din spate a aeronavelor, cum ar fi Airbus A310 cu corp larg. Astăzi, Boeing și Airbus au început noi drumuri cu cele mai noi modele de caroserie largă, 787 și A350. Aproximativ jumătate din aceste aeronave sunt fabricate din plastic din fibră de carbon și alte materiale compozite. Boeing se laudă că 787 - al cărui cel mai mic model cântărește 161 de tone - oferă o economie de 20% în greutate în comparație cu aeronava echivalentă din aluminiu.
Derulați în jos pentru a vedea imagini unde se pierde greutatea
Și producătorii de motoare găsesc modalități de a ușura turbinele - în medie cântărind 6.350 kg fiecare pentru avioanele mari. Aproximativ 340 kg pot fi tăiați dintr-un motor cu corp larg, folosind materiale compozite pentru palele ventilatorului și carcasa ventilatorului, conform Rolls-Royce. Aluminura de titan, un material și mai nou care înlocuiește aliajele de nichel mai grele, poate face reduceri suplimentare în cele mai fierbinți părți ale unui motor. Este un cerc virtuos, spune dl Parker. „Dacă puneți o lamă care este cu o treime din greutate, puteți avea un disc cu turbină și mai ușor. Și apoi carcasa poate fi mai ușoară și mai subțire. Beneficiul pozitiv este rotund și rotund. ”
Alte materiale avansate, cum ar fi aliajele metalice mai ușoare și grafenul, fac, de asemenea, o diferență. Geoff Hunt, inginer șef la UTC Aerospace Systems, spune că aliajele de titan au redus greutatea trenului de aterizare cu mii de kilograme pe cele mai mari avioane. Pot fi salvate și alte sute cu tehnologia carbonului, noi tehnici de vopsire și modificări ale etanșantului, potrivit PPG, o companie de acoperiri.
„Dacă puteți reduce sarcina, puteți reduce armarea structurii”, spune Robert Lafontan, vicepreședinte senior inginerie la Airbus.
Cu toate acestea, aeronavele de astăzi nu sunt neapărat mai ușoare. Multe dintre kilogramele aruncate în ultimii ani au făcut pur și simplu loc pentru funcții noi sau pentru mai mulți pasageri. Boeing a introdus ferestre mai mari pe 787, care ar fi avut un impact „prohibitiv” asupra greutății fără economii în altă parte, spune Larry Schneider, inginer șef de program pentru 777.
De asemenea, autoritățile de reglementare ridică standardele de siguranță. Cerința de locuri mai sigure acum un deceniu a adăugat aproximativ 5 tone (5.000 kg) la greutatea medie a unei aeronave, de exemplu.
Recaro, furnizorul de scaune din Germania, spune că a scăpat toată greutatea și mai mult cu rame compozite subțiri. Scaunele preînclinate au eliminat necesitatea componentelor mecanice grele care să permită mișcarea.