MIT-Ingenieure haben ein neues Konzept für Flugzeugantriebe entwickelt, mit dem 95% der durch Luftverschmutzung verursachten NOx-Emissionen beseitigt werden können. Laut einem neuen Konzept wird die Zahl der mit dem Gas verbundenen frühen Todesfälle um erstaunliche 92% gesenkt. Blogbeitrag auf der MIT-Website.
Die Ergebnisse des MIT-Teams waren veröffentlicht im Tagebuch Energie- und Umweltwissenschaften .
MIT konzipiert neues Hybrid-Elektroflugzeug, könnte die Luftverschmutzung verringern
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, wie Chemikalien aus der globalen Luftfahrt mit 16.000 in Verbindung gebracht werden. vorzeitiger Tod jedes Jahr, aber ein neues MIT-Design eines Hybrid-Elektroflugzeugs könnte den Wind aus dieser Zahl schlagen.
Das Konzept orientiert sich an Emissionsminderungssystemen, die laut MIT bereits für Bodentransportfahrzeuge eingesetzt werden. Blogbeitrag . Zahlreiche schwere Diesel-Lkw beherbergen Nachverbrennungssysteme zur Kontrolle der Emission von Schadstoffen wie NOx, was das MIT-Team dazu inspirierte, ein ähnliches Design für die Luftfahrtindustrie vorzuschlagen. elektrische Kante .
UPDATE 14. Januar, 17:15 Uhr EST: Typische Flugzeuge können keine Emissionskontrolle und Motorschubstörungen hinzufügen.
Moderne Flugzeuge verwenden Düsentriebwerke, um sich durch den Himmel zu bewegen weshalb wir an klaren blauen Tagen ihre Kondensstreifen in großer Höhe sehen. Jedes Triebwerk wird normalerweise an der Unterseite eines Flügels und in den Triebwerken hochgezogen. A.Gasturbine treibt einen Propeller an, der das Flugzeug vorwärts durch die Luft bewegt, während das Abgas aus dem hinteren Teil der Turbinen schießt.
Dieses Schema hat die Verwendung von Abgasreinigungsgeräten verboten, da diese den von den Triebwerken erzeugten Schub stören und somit den Auftrieb der Flügel im Flugzeug verringern würden.
UPDATE 14. Januar, 17:25 Uhr EST: Hybrid-Elektroflugzeug-Konzept integriert Gasturbine in Frachtraum
Das neue Hybrid-Elektro-Design des MIT auch als "Turbo-Elektro" bezeichnet schaltet dieses Design jedoch um und integriert die Gasturbine in den Frachtraum des Flugzeugs. Anstatt Propeller oder Lüfter direkt anzutreiben, kann die Gasturbine einen Generator antreiben.auch innerhalb des Laderaums - um Strom zu erzeugen.
Dies kann dann laut MIT die am Flügel montierten, elektrisch angetriebenen Propeller oder Lüfter des Flugzeugs mit Strom versorgen. Blogbeitrag . Die von der Gasturbine erzeugten Emissionen könnten dann in das Emissionskontrollsystem einfließen - im Grunde ähnlich wie bei Dieselfahrzeugen - und das Abgas effektiv eliminieren, bevor es in die Atmosphäre ausgestoßen wird.
UPDATE 14. Januar, 17.30 Uhr EST: Die Netto-Null-Luftfahrt ist eine gewaltige technische Herausforderung.
"Dies wäre immer noch eine enorme technische Herausforderung, aber es gibt keine grundlegenden physikalischen Einschränkungen", sagte der Professor für Luft- und Raumfahrt Steven Barrett vom MIT im Blogbeitrag. "Wenn Sie zu einer Netto-Null-Luftfahrt gelangen möchtenDies ist ein potenzieller Weg, um den Teil der Luftverschmutzung zu lösen, der von Bedeutung ist und auf eine Weise, die technologisch durchaus realisierbar ist. "
Die Konstruktionsspezifikationen umfassen mehrere Analysen der potenziellen Treibstoffkosten und gesundheitlichen Auswirkungen des Hybrid-Elektroflugzeugs. Die Mitautoren des neuen Papiers sind Raymond Speth, Sebastian Eastham, Prakash Prashanth und Jayant Sabnins, die alle Mitglieder des MIT-Labors sindfür die Luftfahrt und die Umwelt.
UPDATE: 14. Januar, 17:40 Uhr EST: Hybridelektrische Innovation aus dem Abgasskandal
Die frühe Planung für das Hybrid-Elektroflugzeug war von Barrett und der Arbeit seines Teams mit dem Volkswagen Diesel-Abgasskandal geprägt. Bereits 2015 erfuhren die Umweltbehörden, dass der deutsche Autohersteller die Dieselmotoren seiner Autos absichtlich manipuliert hatte, um die Emissionen an Bord zu aktivieren.Kontrollsysteme nur während Labortests.
Dies ermöglichte es den Autos des Autoherstellers, die NOx-Emissionsanforderungen zu erfüllen, ohne die reale Fahrleistung zu verlieren - zu einem gefährlichen Preis für die Emission von bis zu 40-mal mehr NOx außerhalb einer Testumgebung.
UPDATE 14. Januar, 17:50 EST: Barretts halbelektrifizierter Plan
Während Barrett die umfassenderen gesundheitlichen Auswirkungen des Emissionsgambits von Volkswagen untersuchte, machte er sich auch umfassender mit den Abgasreinigungssystemen von Dieselfahrzeugen vertraut. Etwa zur gleichen Zeit forschte Barrett an Konzepten für ein großes vollelektrisches Flugzeug.
"Die in den letzten Jahren durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass Sie wahrscheinlich kleinere Flugzeuge elektrifizieren könnten, aber bei großen Flugzeugen wird dies ohne große Durchbrüche in der Batterietechnologie nicht so schnell geschehen", sagte Barrett im Blogbeitrag. "Also dachte ich mir, vielleicht können wir den elektrischen Antriebsteil von Elektroflugzeugen und den Gasturbinen, die es schon lange gibt und die sehr zuverlässig und sehr effizient sind, mit der Emissionsminderungstechnologie kombinieren, die in der Automobilindustrie und im Automobilbereich verwendet wirdBodenstrom, um zumindest halbelektrifizierte Flugzeuge zu ermöglichen. "
UPDATE 14. Januar, 17:55 EST: Minimales zusätzliches Gewicht für das Flugzeug, 0,6 Prozent mehr Treibstoff zum Fliegen
Barretts Konzept vermeidet die potenziellen Nachteile einer Emissionskontrolle, die den Schubstrom der Strahltriebwerke durch einen neuartigen Ansatz reduziert und die schuberzeugenden Propeller von der stromerzeugenden Gasturbine trennt. In diesem Fall würden die Propeller oder Lüfter direkt empfangenStromversorgung durch einen elektrischen Generator - der selbst Strom von der Gasturbine erhalten würde.
Das neue Konzept sieht vor, dass das Abgasreinigungssystem - wie ein Akkordeon - im Frachtraum des Flugzeugs "zusammengeklappt" wird. Dies würde es von den Schub erzeugenden Propellern isolieren.
In der Arbeit stellten die Forscher fest, dass ein solches hybridelektrisches System zusätzliches Gewicht hinzufügen würde, dies würde jedoch nur etwa 0,6% mehr Treibstoff erfordern, um das Flugzeug zu fliegen.
"Dies wäre um ein Vielfaches praktikabler als das, was für vollelektrische Flugzeuge vorgeschlagen wurde", sagte Barrett. "Dieses Design würde einem Flugzeug einige hundert Kilogramm hinzufügen, anstatt viele Tonnen Batterien hinzuzufügen, diewäre über eine Größenordnung von zusätzlichem Gewicht. "
UPDATE 14. Januar, 18:05 Uhr EST: Net-Zero-Luftfahrt
Derzeit arbeitet das MIT-Team an Entwürfen für ein Flugzeug ohne Auswirkungen, das ohne NOx - oder andere Chemikalien, einschließlich des klimawandelbedingten CO2, fliegen kann.
"Wir müssen im Wesentlichen null Netto-Klimaauswirkungen und keine Todesfälle durch Luftverschmutzung erreichen", sagte Barrett im Blog-Beitrag. "Dieses aktuelle Design würde das Luftverschmutzungsproblem der Luftfahrt effektiv beseitigen. Wir arbeiten jetzt am Klimateildavon."
Die Zukunft ist furchterregend, und wir leben darin. Aber in den ungewissesten Zeiten bemüht sich der menschliche Einfallsreichtum, neue Wege zu finden, um seine Lebensweise fortzusetzen. Nach einem halben Jahrhundert strahlgetriebenen Fluges erdete er dieDie Luftfahrtindustrie würde aus Klima- und Gesundheitsgründen die Weltgemeinschaft auf unbestimmte Zeit verändern, ganz zu schweigen von der Wirtschaft. Zum Glück erfinden Bennet und sein MIT-Team Wege, um beide Probleme zu umgehen, und niemand kann uns vorwerfen, dass wir davon träumen, eine Fahrt anzukuppelnauf einem Null-Netto-Klima-Hybrid-Elektroflugzeug.