《中國民航報》、中國民航網(wǎng) 通訊員王疆民 報道:盡管現(xiàn)在航空界為碳排放爭論得喋喋不休,但人們用實際行動表明了他們對環(huán)保的關(guān)注。使用新材料和生物燃料的飛機(jī)更是受到旅客的追捧,這自然也成為航空公司最大的賣點。然而,新材料和生物燃料誰“愛”藍(lán)天多一些,還沒有一個明確的答案。不過,從目前的推廣和實際使用情況看,新型復(fù)合材料在可行性方面似乎更勝一籌。
其實,在航空領(lǐng)域,新材料與生物燃料的開發(fā)、研究和利用都讓飛行變得更加環(huán)保節(jié)能,也讓旅客和航空公司受益匪淺。在當(dāng)今全球性溫室效應(yīng)日趨嚴(yán)重,各種礦物質(zhì)燃料碳排放量有增無減的情況下,開發(fā)綠色、可持續(xù)的生物燃料已經(jīng)被提上了議事日程。成功飛行的“地溝油”航班,就是一個很好的開端。代表航空運輸業(yè)所有部門的非營利組織航空運輸行動小組(ATAG)估計,到2020年,航空業(yè)使用生物燃料的份額將達(dá)到15%,歐洲航空業(yè)將因此減少3500萬噸碳排放量,從而節(jié)省20.1億美元成本。
當(dāng)然,新材料的研發(fā)和使用也日新月異。相關(guān)飛機(jī)經(jīng)濟(jì)研究部門表示,現(xiàn)在飛機(jī)制造所使用的新型復(fù)合材料得到了很大改進(jìn)。這些材料質(zhì)量更好,制造方法更加高效、環(huán)保,也在更大程度上減少了飛機(jī)重量和油耗。據(jù)統(tǒng)計,幾年前,飛機(jī)復(fù)合材料的使用比例未超過10%,而現(xiàn)在已經(jīng)提高到了50%以上,飛機(jī)重量也減輕了10%~40%,結(jié)構(gòu)設(shè)計成本降低了15%~30%。
然而,人們發(fā)現(xiàn),“地溝油”等生物燃料還是有缺陷的。目前,生物燃料所能滿足的市場需求較小。而如果這種燃料被大量使用,未來可能讓大片的熱帶雨林和至關(guān)重要的生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,甚至還會出現(xiàn)“與糧爭地”的情況。所以,在沒有發(fā)現(xiàn)更好的生物燃料原料之前,“地溝油”等生產(chǎn)的生物燃料的實際數(shù)量還相對較小。
相比之下,新型復(fù)合材料則有很大的不同。由于生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,復(fù)合材料的成本在逐步降低。同時,復(fù)合材料非比尋常的物理特性,也使得加工技術(shù)和檢測維修技術(shù)飛速發(fā)展。這一跨越性的改變,促進(jìn)了航空界對復(fù)合材料需求的增長,其生產(chǎn)供應(yīng)也在不斷擴(kuò)大和完善。正是生產(chǎn)和運用新型復(fù)合材料的新技術(shù)、新設(shè)備和新方法在不斷創(chuàng)新,復(fù)合材料在飛機(jī)上的使用才越來越廣泛。反過來,這又推動了復(fù)合材料市場的快速增長??梢哉f,一個航空復(fù)合材料的新時代正向我們走來。
比如,空客公司在生產(chǎn)空客A310-300飛機(jī)時所采用的復(fù)合材料僅占飛機(jī)總重量的5%。在技術(shù)進(jìn)一步提高后,不僅空客A350XWB飛機(jī)復(fù)合材料的占比提高到了53%,而且該機(jī)型的第6年中期檢修可合并至第12年的大檢修。
美國航空航天局研發(fā)的拉擠棒縫合技術(shù),是旨在進(jìn)一步減輕復(fù)合材料重量的又一新工藝。該項目負(fù)責(zé)人表示:“分析結(jié)果顯示,我們可將飛機(jī)重量在波音787飛機(jī)的基礎(chǔ)上再減輕10%。”在自動化水平方面,以往手工操作,一個工人每小時按零部件不同和位置差異,最多只能鋪放1千克的復(fù)合材料。而現(xiàn)在使用機(jī)器進(jìn)行鋪放,每小時可以處理5.15千克。自動鋪放還可以生產(chǎn)出精度更高的組件,零件裝配也變得更為輕松快捷。GKN 航空航天公司首席工程師吉爾表示:“這就意味著,無論是模具還是器械,其效率和利用率均得到了提高。”
在未來的復(fù)合材料加工方面,微波焙烤技術(shù)已進(jìn)入試驗階段。與以往相比,這種技術(shù)的成本更為低廉和節(jié)能。如果推廣開來,不僅能夠節(jié)約投資成本,還可以降低生產(chǎn)和加工成本。由于成本始終是一個巨大的驅(qū)動因素,Spirit航空系統(tǒng)公司負(fù)責(zé)復(fù)合材料的助理技師布拉德·包里林認(rèn)為,成本下降后,復(fù)合材料的使用將顯著增加。
目前,龐巴迪也是使用新材料和技術(shù)工藝較多的飛機(jī)生產(chǎn)商之一。該公司項目總監(jiān)塞巴斯蒂安·米洛表示,龐巴迪C系列飛機(jī)大量使用復(fù)合材料,機(jī)身重量將減少2000磅。不僅如此,使用復(fù)合材料還能夠簡化生產(chǎn)流程,降低維護(hù)成本,能同時為龐巴迪和運營商節(jié)約成本。當(dāng)然,舒適、安全和環(huán)保的飛機(jī)將更受顧客的青睞。