MIT提出混合動(dòng)力電動(dòng)飛機(jī)概念 減少多達(dá)95%的飛機(jī)有害氮氧化物排放

據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，轉(zhuǎn)向替代性推進(jìn)技術(shù)可以在清理航空業(yè)造成的污染方面發(fā)揮很大的作用，而麻省理工學(xué)院（MIT）的科學(xué)家們提出的一項(xiàng)新設(shè)計(jì)為潛在的解決方案提供了一個(gè)有趣的視角。這一概念背后的工程團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，通過(guò)收集飛機(jī)貨艙內(nèi)的大部分污染，它可以減少多達(dá)95%的飛機(jī)有害氮氧化物排放。

除了飛機(jī)二氧化碳排放（占全球排放總量的2%或3%左右），飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)還會(huì)產(chǎn)生另一種有害污染物氮氧化物。這與柴油車(chē)產(chǎn)生的有毒氣體相同，也是大眾汽車(chē)臭名昭著的排放作弊丑聞的中心，研究表明，這種污染物每年會(huì)導(dǎo)致數(shù)萬(wàn)人因呼吸道和心血管問(wèn)題而過(guò)早死亡。

其實(shí)正是大眾汽車(chē)的丑聞激發(fā)了麻省理工學(xué)院工程師們的這一新型混合動(dòng)力電動(dòng)飛機(jī)概念，團(tuán)隊(duì)研究了這一事件對(duì)健康的影響，并想知道是否可以將一些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到航空領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)想知道是否可以將柴油卡車(chē)和其他地面車(chē)輛中使用的排放控制系統(tǒng)的類(lèi)型工作到飛機(jī)中使用的推進(jìn)系統(tǒng)中，盡管這個(gè)想法帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。

這是因?yàn)闄C(jī)翼下方使飛機(jī)推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)的燃?xì)鉁u輪機(jī)也會(huì)將廢氣從飛機(jī)后部抽出，而在它們身上附加排放控制裝置將嚴(yán)重阻礙它們產(chǎn)生的推力。該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為已經(jīng)找到了解決這一問(wèn)題的辦法，將燃?xì)鉁u輪機(jī)重新放置在飛機(jī)的貨艙中。那里，燃?xì)廨啓C(jī)為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力，而不是直接驅(qū)動(dòng)螺旋槳，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力可以用來(lái)代替螺旋槳提供動(dòng)力。同時(shí)，從燃?xì)廨啓C(jī)中涌出的廢氣可以被同樣安置在飛機(jī)貨艙中的排放控制系統(tǒng)捕獲，在將其噴射到大氣中之前凈化空氣。

據(jù)研究人員計(jì)算，如果將這種類(lèi)型的系統(tǒng)內(nèi)置到大型飛機(jī)的機(jī)腹中，可以消除其95%的氮氧化物排放和92%的相關(guān)早期死亡，而增加的重量只需要增加0.6%的燃料，。這樣一來(lái)，混合動(dòng)力系統(tǒng)就形成了大型飛機(jī)電氣化的一個(gè)潛在的墊腳石，今天的電池功率密度有限，意味著它們無(wú)法進(jìn)行有意義的旅行。

“這將比已經(jīng)提出的全電動(dòng)飛機(jī)的可行性高出很多很多倍，”麻省理工學(xué)院航空和宇航學(xué)教授史蒂文-巴雷特說(shuō)?！斑@種設(shè)計(jì)將為飛機(jī)增加一些數(shù)百公斤的重量，而不是增加許多噸的電池，這將是一個(gè)數(shù)量級(jí)以上的額外重量?！彪m然這個(gè)想法目前仍然只是一個(gè)概念，但它無(wú)疑是一個(gè)有趣的視角，除了探索如何解決與航空有關(guān)的空氣污染問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)還在研究如何減少碳排放，也是一個(gè)有趣的問(wèn)題。

“這仍將是一個(gè)巨大的工程挑戰(zhàn)，但并沒(méi)有基本的物理學(xué)限制，”巴雷特說(shuō)?！叭绻阆脒_(dá)到凈零航空業(yè)，這是解決空氣污染部分的一種潛在方式，這是重大的，而且是以一種技術(shù)上相當(dāng)可行的方式?！?/p>

一篇詳細(xì)介紹這一概念的論文發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上。

責(zé)任編輯：PSY