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從“獵鷹”研究機(jī)上觀察空客A321neo飛行排放物。

DLR使用其“獵鷹”研究機(jī)跟飛空客A321neo。

DLR使用其“獵鷹”研究機(jī)跟飛空客A321neo。

近期，德國航空航天研究中心（DLR）與賽峰、達(dá)索航空和法國航空航天實(shí)驗(yàn)室（ONERA），在ECLIF3和VOLCAN項(xiàng)目的支持下，使用空客A321neo共同開展雙發(fā)使用100%替代燃料的飛行試驗(yàn)，深入研究可持續(xù)航空燃料（SAF）排放的氣候影響。此次試驗(yàn)，DLR使用其“獵鷹”研究機(jī)跟飛，在大約100米的近場以及幾千米遠(yuǎn)的遠(yuǎn)場軌跡中，對使用不同配方、采用HEFA工藝（加氫處理氫酯和脂肪酸）的SAF在發(fā)動機(jī)不同工況下的排放進(jìn)行測量。研究飛行計劃開展約15次，于2023年2月底至3月底在法國海岸特別預(yù)留的空域進(jìn)行。此次試驗(yàn)的重點(diǎn)為CFM LEAP-1A發(fā)動機(jī)在貧油燃燒模式下（煤油粒子的排放已降低了幾個數(shù)量級），飛機(jī)排放物的構(gòu)成及原因。此前，DLR的ECLF項(xiàng)目和VOLCAN項(xiàng)目均就雙發(fā)使用100%使用替代燃料的飛機(jī)開展了飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證了使用純替代燃料的飛機(jī)可有效滿足發(fā)動機(jī)不同工況的運(yùn)行要求。

航空業(yè)是“難減排”行業(yè)之一，但全球航空業(yè)已經(jīng)制定了積極的目標(biāo)，即提出到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放。在研發(fā)飛機(jī)新技術(shù)及提高運(yùn)營與基礎(chǔ)設(shè)施效率之外，發(fā)展可持續(xù)航空燃料（SAF）將是實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)最重要的措施。根據(jù)國際航空運(yùn)輸協(xié)會（IATA）的分析，到2050年，65%的減排將通過使用SAF來實(shí)現(xiàn)。SAF是一種液體燃料，用于商業(yè)航空。與目前主要在用的航空燃料（主要由石油煉制而成）相比，可減少80%甚至更多的二氧化碳排放，從而實(shí)現(xiàn)溫室效應(yīng)的降低。然而，除了發(fā)動機(jī)直接排放二氧化碳之外，發(fā)動機(jī)尾氣中的煙塵顆粒會成為冰晶的附著體，在8~12千米高空產(chǎn)生可保持?jǐn)?shù)小時的凝跡卷云，進(jìn)而造成同直接排放二氧化碳一樣的溫室效應(yīng)。此前，美國國家航空航天局（NASA）、德國航空航天研究中心（DLR）和加拿大國家研究委員會（NRC）開展的聯(lián)合研究（ACCESS項(xiàng)目，主要目標(biāo)是測量和描述NASA的DC-8飛機(jī)同時燃燒傳統(tǒng)燃料與SAF燃料的尾氣排放情況）表明，SAF可將飛機(jī)的煙塵顆粒排放量減少50%至70%。

除了參與NASA的ACCESS項(xiàng)目，DLR聯(lián)合歐洲多個合作伙伴開展了三階段的ECLIF項(xiàng)目。2014年，DLR啟動了ECLIF項(xiàng)目（替代能源的排放和氣候影響），研究不同種類和配比的SAF在飛行和地面滑行中的真實(shí)排放情況。ECLIF第一階段（ECLIF1）項(xiàng)目于2015年完成，就多種混合配方的替代燃料和傳統(tǒng)燃料開展飛行試驗(yàn)。ECLIF第二階段（ECLIF2）項(xiàng)目于2018年由DLR和NASA合作完成，驗(yàn)證了包括ECLIF1項(xiàng)目一個重要成果（一種可以達(dá)到和含50%替代燃料同等減排效果的30%替代燃料配方）在內(nèi)的多種配方，并研究煤油粒子與冰晶生成之間的關(guān)系。ECLIF第三階段（ECLIF3）于2021年啟動，是由DLR和空客、羅羅、耐世特公司、加拿大國家研究中心和曼徹斯特大學(xué)共同開展全球首個100%使用替代燃料的商用飛機(jī)飛行驗(yàn)證項(xiàng)目。2021年，該項(xiàng)目使用空客A350飛機(jī)開展了多輪雙發(fā)使用100%替代燃料的飛行試驗(yàn)。

此外，基于法國政府的航空復(fù)蘇計劃，空客、賽峰、達(dá)索航空、ONERA和法國交通運(yùn)輸部在2021年底聯(lián)合啟動了VOLCAN（VOL avec Carburants Alternatifs Nouveaux，使用新型替代燃料飛行）項(xiàng)目，以分析100%可持續(xù)航空燃料與單通道飛機(jī)、商用飛機(jī)發(fā)動機(jī)和燃料系統(tǒng)以及直升機(jī)發(fā)動機(jī)的兼容性。VOLCAN項(xiàng)目于2021年10月使用A319neo 開展了雙發(fā)使用100%使用替代燃料的飛行試驗(yàn)?？湛偷腣OLCAN項(xiàng)目合作伙伴包括賽峰、達(dá)索以及ONERA航空研究實(shí)驗(yàn)室和法國交通部，該項(xiàng)目由法國民用航空研究委員會CORAC共同資助，VOLCAN評估的重點(diǎn)是未經(jīng)處理的SAF的排放。

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