59
11.1.2012 Promet i ekologija 1 ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i okoliš Uvod Buka u komercijalnom zračnom prometu -od prvog komercijalnog leta 1949. godine uporaba komercijalne avijacije se povedalo za više od 70 puta -predviđanja rasta zračnog prometa (povedanje od 300% u 2025. godini u usporedbi s 1992.) nisu na liniji održivog razvoja

ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 1

ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ

Komercijalno zrakoplovstvo i okoliš

Uvod

Buka u komercijalnom zračnom prometu

• -od prvog komercijalnog leta 1949. godine uporaba komercijalne avijacije se povedalo za više od 70 puta

• -predviđanja rasta zračnog prometa (povedanje od 300% u 2025. godini u usporedbi s 1992.) nisu na liniji održivog razvoja

Page 2: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 2

• -uzimajudi u obzir porast zračnog prometa, bilo po pitanju putničkog (4% godišnje)ili teretnog (6,4% godišnje) smatra se da de 2050. godine avijacija doprinositi sa 66% svih emisija CO2 u Europi

• -neke zemlje kao Francuska, Švedska i Velika Britanija su na putu smanjenja CO2 za 60% do 2050. (ovaj stupanj smanjenja je prema klimatolozima minimalni stupanj smanjenja potreban kako bi se spriječilo daljnje povedanje temperature)

Page 3: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 3

Slika 1. Emisija ispušnih plinova u odnosu na propise primijenjene na zrakoplove Boeing stopostotno odgovara razini

Tablica 1. Međunarodna udruženja i organizacije za okoliš u zrakoplovstvu

International Civil Aviation Organization

(MeĊunarodna organizacija civilnog zrakoplovstva)

- Komitet za zaštitu okoliša

- Radna grupa za zaštitu okoliša

International Air Transport Association

(MeĊunarodno udruženje zrakoplovnih

prijevoznika)

- Grupa za okoliš

Air Transport Association of America

(Udruženje ameriĉkih zrakoplovnih prijevoznika)

- ATA program zaštite

European Community

(Europska zajednica)

- Europska agencija za okoliš

- DGXI uprava za okoliš

European Civil Aviation Conference

(Europska konferencija za civilno zrakoplovstvo)

- Umanjenje oneĉišćenja uzrokovanog zraĉnim

prometom

Association of European Airlines

(Udruženje europskih zrakoplovnih prijevoznika)

- AEA grupa za okoliš

NO X

1970 – 1973 god.

1979 – 1983 god.

1985 – 1988 god.

HC CO

ICAO

(%)

SN

450

400

350

300

250

450 200

150

100

50

0

Page 4: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 4

Zrakoplovi negativno utječu na okoliš:

• Stvaranjem emisija iz zrakoplovnih motora

• Bukom

• Narušavanjem flore i faune potrebnog lokaliteta i okoliša zračne luke

• Onečiščenjem tla i vode oko zračnih luka

-New Aircraft Concepts Research

• 'Istraživanje koncepta novog aviona' ujedinjeni europski projekt da se proizvede zrakoplov ekološki prihvatljiviji (Airbus, 30 učesnika jake zrakoplovne industrije)

• →-Sustainable Aviation projekt novog dizajna zrakoplova

– Cilj: smanjenje 50% CO2 do 2020. godine

– konstukcijska rješenja krila i repnih površina osiguravat de upola manju buku

• -Airbus startao sa reciklažom zrakoplova (85-90% dijelova zrakoplova de se reciklirati u Francuskoj)

Page 5: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 5

• Analize pokazuju da su u posljednjih deset godina zrakoplovne kompanije poboljšale efikasnost potrošnje goriva za 20%

• Daljnjim programima i tehničkim usavršavanjima dugoročni ciljevi su dodatno 50-postotno smanjenje u potrošnji goriva i CO2, te smanjenje Nox za čak 80% do 2020. godine

• Dosadašnji rezultati uvođenjem brojnih restriktivnih mjera, novih tehnologija i obrazovanjem stručnog kadra ukazuju da zrakoplovstvo ide ka održivom razvoju

Page 6: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 6

NAJOSNOVNIJI UZROCI GLOBALNIH ILI

REGIONALNIH PROMJENA KOJE MIJENJAJU

ŽIVOTNI OKOLIŠ:

OPTEREĆENJE OKOLIŠA = VISINA POPULACIJE x

ŽIVOTNI STANDARD x TEHNOLOGIJA

• „ Brzina nije cilj! Ona je sredstvo. Kao i tehnološki napredak. Napredak se može opravdati samo ako je koristan. Ako on nije ništa drugo nego nezaustavljiv automatski mehanizam, čovjek ga treba znati savladati. To je cijena njegove slobode. Glavni problem našeg vremena nije zavladati prirodom i njenim zakonitostima, nego tehnologijom. Treba naučiti da se popusti kušnji beskorisnog napretka i mudro upotrijebiti znanstvenu mod.“

Le fine de ciel bleues - supersoniques

Page 7: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 7

Slika 2. Sonic Cruiser

Page 8: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 8

ANEX 16 ICAO obuhvada:

'ZAŠTITA OKOLIŠA‘

• Volume I- buka zrakoplova

• Volume II- emisija zrakoplovnih motora

• ANEXom 16 ICAO zrakoplovi podijeljeni u 4 kategorije:

Page 9: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 9

Kategorija 1. Neodgovarajući zrakoplovi koji ne mogu dobiti certifikat o plovidbenosti (DC-8, B707...) Kategorija 2. Zrakoplovi koji djelomično odgovaraju dopuštenom stupnju buke radi čega ih treba utišati ili izbaciti iz uporabe (B 727-100, B 727-200, DC-10, B 747-100 i dr.) Kategorija 3. Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv. tihi zrakpoplovi Kategorija 4. Zrakoplovi koji imaju razinu buke nižu za 10dB od postavljenih granica stupio na snagu 2006.

godine

Page 10: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 10

15

Broj jedinica(u 000)

Kategorija 1 i 2

Kategorija 3

1994. 1999. 2004. 2009. 2014.

20

10

5

0

Slika 3: Pregled svjetske flote prema kategorijama

bučnosti u razdoblju 1994.- 2014.godina

Slika 4: Točke mjerenja buke

Page 11: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 11

BUKA U KOMERCIJALNOM ZRAČNOM PROMETU

ICAO propisao tri referentne točke u blizini USS-e kojima se utvrĎuje razina buke pri slijetanju odnosno polijetanju. To su:

- točka A (preletna točka) nalazi se na produženoj središnjici USS-e,

udaljena 6500m od početka zaleta pri polijetanju - u ovoj točki se mjeri razina buke pri uzlijetanju - točka B (prilazna točka) nalazi se na produženoj crti USS-e, 2000m od

praga USS-e - u ovoj točki se mjeri razina buke pri slijetanju - točka C (lateralna točka) nalazi se na paralelnoj središnjici USS-e,

udaljenoj od središnjice 650m, gdje je razina buke najveća za vrijeme uzlijetanja zrakoplova

Page 12: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 12

Slika 5. Granične vrijednosti razine buke

prema ICAO-u

BUKA U POLIJETANJU po ICAO-u

4 metra

Propis do 6.OCT. 1977.(kategorija 2)

BUKA U PRILAZU po ICAO-u

BOĈNA BUKA po ICAO-u

Propis od 6.OCT. 1977.(kategorija 3)

4 ili više metara

3 metra

1 ili 2 metra

2 metra

3 metra

EPN dB

EPN dB

EPN dB W x 1000(kg)

W x 1000(kg)

W x 1000(kg)

A

B

C

Page 13: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 13

Slika 6. Usporedba zrakoplova B 737-200 i A 319 u pogledu bučnosti

Slika 7: Procijenjene konture buke od 100 EPNdB u prilaženju i polijetanja za dolet do 1500 km

DC – 10 - 10(CF6 – 6D)

ZRAKOPLOVISTAREGENERACIJE

SUVREMENIZRAKOPLOVI

BUDUĆIZRAKOPLOVI

B727-200 ADV(JT8D – 15)

DC – XXJT10D – 234

DC – 8 / B707(JT3D – 38)

DC – 9 SUPER 80(JT8D – 209)

POLIJETANJE

TOĈKA POĈETKAPOLIJETANJA

PRILAŽENJE

10

POVRŠINA km2

MANJAOD 2,5

12

Page 14: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 14

PRIMJENA RESTRIKCIJA ZA BUČNE ZRAKOPLOVE

započela 1.4.1995. - američki prijevoznici nabava i ugradnja za utišavanje

(hush-kit), dok - europski operateri kupnja novih zrakoplova, zamjena

flote

Slika 8. Razine buke za Slika 9. Utjecaj regulative

kategorije 2, 3 i 4 na smanjenje buke

Page 15: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 15

Slika 10. usporedba tlocrta buke Slika 9. Tehnološko unaprjeđenje

u polijetanju zrakoplova stare i zrakoplovnih motora

nove tehnologije

Page 16: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 16

Slika 10.: Načini smanjenja buke na propulzijskom sustavu GP7000

Page 17: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 17

Slika 11. Izvori buke turboventilatorskog motora

Page 18: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 18

• kod komercijalnih mlaznih zrakoplova prevladava buka pogonske skupine i mlaza ispušnih plinova.

• Buka turboventilatorskog motora nastaje radom njegovih elemenata: ventilatora, kompresora, turbine i komore izgaranja, te zbog strujanja mlaza ispušnih plinova.

• Buka koja nastaje pri kretanju zrakoplova u struji zraka posljedica je formiranja turbulentnih strujanja. Istraživanja pokazuju da širokopojasna buka zbog visokouzgonskih površina (pretkrilca i zakrilca) i stajnog trapa podiže razinu spektra buke za oko 10dB u odnosu prema čistoj konfiguraciji

IZVORI BUKE ZRAKOPLOVA

Pogonska skupina strukura zrakoplova oko koje se

stvaraju turbulentni slojevi

Page 19: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Slika 12. Usporedba bučnosti turbomlaznog i turboventilatorskog motora

11.1.2012 Promet i ekologija 19

Page 20: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

NAČIN SMANJENJA BUKE U ZRAČNOM PROMETU

• Postoje dva pristupa:

• TEHNIČKI- utišavanjem motora u eksploataciji (hush-kit), izmjenom motora i zamjenom bučnih zrakoplova novim modelima

• ORGANIZACIJSKO- TEHNOLOŠKI- reguliranje lokalne gustode prometa, racionalizacija početno-završnih operacija na zračnim lukama

• Za najbrojniju flotu zrakoplova (B 737 100/200, DC-9) proizvode se kompleti za utišavanje motora, pa tako modificirani Chapter 2 zrakoplov postaje chapter 3 zrakoplov. Europski prijevoznici se odlučuju na kupnju novih zrakoplova, tj. potpunu zamjenu flote.

11.1.2012 Promet i ekologija 20

Page 21: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Četiri su glavna elementa balansiranog pristupa u

regulaciji zrakoplovne buke (po rezoluciji ICAO,2001.g.):

• redukcija buke na izvoru

• operativne restrikcije za zrakoplove na granici udovoljavanja 'chapter 3' standarda (hush-kit)

• prostorno planiranje i menadžment aerodroma

• operativne procedure smanjivanja buke

11.1.2012 Promet i ekologija 21

Redukcija buke na izvoru: tj. tehnološke mjere smanjenja buke

Ispušnog sustava Strukture kudišta

motora Turbomašinskog

sustava

motori s visokim stupnjem optočnosti (BPR-om; Bypass

Ratio)

Page 22: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 22

• OPERATIVNE PROCEDURE SMANJENJA BUKE

• postupak FAA

• postupak Lufthanse

(tehnika mali otpor - mali potisak)

• prilaz u dva stupnja

• prilaženje/ odlet po krivocrtnoj putanji

TEHNOLOŠKE MJERE SMANJENJA BUKE:

Ispušnog sustava Strukture kudišta

motora Turbomašinskog

sustava

Page 23: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• OPERATIVNE PROCEDURE:

Stišavanje buke u fazama polijetanja i slijetanja zrakoplova uz poželjnu selekciju upotrebe visokouzgonskih površina i režima rada motora, npr.:

• FAA postupak smanjenja buke u polijetanju

• postupak Lufthanse

• prilaz po MLS-u

• slijetanje s kontinuiranim poniranjem (CDA)

• itd.

11.1.2012 Promet i ekologija 23

Page 24: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

OPERATIVNE RESTRIKCIJE

• Mogu biti:

– Globalne – restrikcije primijenjene na sav zračni promet jednog aerodroma, u ovisnosti od ukupnih učinaka buke cijele flote

– Specifične – restrikcije primijenjene na specifični zrakoplov ili grupu zrakoplova, u ovisnosti od individualnih učinaka buke

– Parcijalne – restrikcije korištene u određeno doba dana ili za pojedine uzletno sletne staze

Page 25: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

EMISIJA ŠTETNIH TVARI IZ ZRAKOPLOVNIH MOTORA

• -bududi da de do 2050. dodi do sedmerostrukog povedanja obima zračnog prometa, te trostrukog povedanja potrošnje goriva, zračni promet na sjevernoj polutci ima značajan utjecaj na klimatske promjene

• -povratni let jedene osobe na relaciji London- New York generira između 1,5 - 2 t CO2

• -ostaje zabrinutost da de učinak tehnološkog napretka biti ugrožen nezaustavljivim povedanjem broja i magnituda zrakoplovnih aktivnosti u bududnosti

11.1.2012 Promet i ekologija 1

Page 26: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• Volume I.- buka zrakoplova

• Volume II.- emisija zrakoplovnog motora

• Norme Anexa 16 odnose se samo na emisije do 915m ili 3000ft visine, za 4 režima rada:

• polijetanje

• penjanje

• Prilaz i taksiranje,

• prazan hod za određeni tip goriva i zrakoplova.

• Problem: onečiščivači emitirani za vrijeme krstarenja u gornjim kemijski osjetljivim slojevima atmosfere

11.1.2012 Promet i ekologija 2

Page 27: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Režim

rada

motora

Faktor

opterećenja

motora

Prosječno

trajanje

faza (min)

Koncentracija komponenata ispušnog

plina (kg/h), (kg/faza)

CO HC NOx

Rušenje i

prazan hod

0,007 15 46,72 (11,7) 38,1 (9,52) 0,45 (0,11)

Poljetanje 1,00 0,7 4,54 (0,05) 5,44 (0.06) 67,1 (0,81)

Penjanje 0,85 2,2 4,54 (1,68) 5,89 (2,18) 42,64 (15,7)

Spuštanje 0,30 4,0 13,15 (0,88) 5,44 (0,36) 9,07 (0,61)

Slijetanje 0,07 7,0 4,54 (0,53) 5,89 (0,70) 42,6 (5,12)

29 (14,82) (12,82) (23,22)

Krstarenje 4,54 5,60 45,2

11.1.2012 Promet i ekologija 3

Tablica 1: Štetne tvari u ispušnim plinovima zrakoplovnog motora u raznim fazama leta

Page 28: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• Slika 1: Razgradnja ozona zbog zračnog prometa

11.1.2012 Promet i ekologija 4

Page 29: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• Tablica 2. vrste sastojaka koje utječu na klimu i promjenu ozona 11.1.2012 Promet i ekologija 5

Page 30: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Slika 2. Utjecaj zračnog prometa Slika 2. Efikasnost potrošnje

na atmosferu zrakoplovnog goriva

(referentna 1976. god.)

11.1.2012 Promet i ekologija 6

Page 31: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• Predmetom kontrole prema Anexu 16 ICAO su: CO, NOx, HC i koksne čestice tj. dimnost ispušnih plinova

• - najznačajnije onečišdenje na visinama režima leta (8-12km) odnosno područje troposfere i tropopauze gdje su zrakoplovi jedini antropogeni zagađivači

• - sveukupno 1/5 zrakoplovima emitiranih polutanata u donjim stratosferskim slojevima, dok je ostali 4/5 unuar troposfere

11.1.2012 Promet i ekologija 7

Page 32: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 8

Najveću brigu zadaju dušički oksidi (NOx) zbog dva štetna klimatska efekta:

•u gornjoj troposferi povećavaju količinu ozona koja na ovim visinama stvara efekt staklenika •u stratosferi (gdje lete nadzračni zrakoplovi) izaziva oštećenja prirodnog ozonskog sloja

Vodena para (H2O) iz zrakoplova u stratosferi ima također posredno klimatsko djelovanje:

1) tvorba kondenzacijskog pruga (koji tvore ledene cirrus oblake)

povećanje staklenik efekta 2) tvorba stratosferskih oblaka koji razgrađuju ozonski omotač

Page 33: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 9

Tablica 4. Emisija CO2 po putniku u 1 satu leta

Tablica 3. Emisija HC po putniku u 1 satu leta

Page 34: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 10

Tablica 4. Emisija Hc po putniku u 1 satu leta

Page 35: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 11

Tablica 5. Potrošnja goriva za 100 % popunjenost zrakoplova po putniku u 1 satu leta (u penjanju i praznom hodu)

Page 36: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 12

Rješenje:

•poboljšanje ukupne aerodinamike zrakoplova, koja zbog smanjenog aerodinamičkog otpora rezultira smanjenjem potrošnje goriva, a time i emisija

•projektiranje nove generacije (high Bypass Turbofan) motora s novom koncepcijom komore za izgaranje kod koje se smanjuje potrošnja goriva a time i emisije Nox

-po pitanju energetske učinkovitosti, današnji zrakoplovi su 70% efikasniji od prije 40 godina

-emisije CO smanjene su za 50%, a emisij HC i dima gotovo za 90%, dok do 2020. tendencija smanjenja potrošnje goriva za 50% i smanjenje NOx za 80%

Page 37: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

EKONOMSKE I REGULATORNE MJERE:

• 'trgovanje emisijama ispušnih plinova' u cilju smanjenja CO2

• oporezivanje goriva (pod jurisdikcijom Direktive o eneretskim proizvodima)

• napladivanje emisija štetnih plinova (taksa naplata, a ne porez)

11.1.2012 Promet i ekologija 13

Page 38: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 1

UTJECAJ ZRAČNE LUKE NA OKOLIŠ

PROBLEM ZAŠTITE OKOLIŠA U DOMENI ZRAČNIH LUKA

Taj problem je sve prisutniji može sagledati kroz nekoliko aspekata:

• buka zrakoplova

• emisija zrakoplovnih motora

• planiranje namjene i uporabe okolnog zemljišta

• tretiranje otpada

• onečišdenje tla i vode na zračnoj luci i njezinoj okolici

Hrvatska ima deset zračnih luka i pristaništa, što je gotovo 1 % ukupnog broja aerodroma u svijetu, ali sa svega 1 ‰ ostvarenog svjetskog godišnjeg prometa putnika.

Page 39: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 2

Planiranje i izgradnja zračnih luka mora odgovarati gospodarskim potrebama i opravdanim htijenjima, ali u ekološkim okvirima - zadovoljenje potreba uz pažljivo gospodarenje prirodnim resursima.

Onečišćenje zraka na zračnoj luci može potjecati od:

• od ispuha zrakoplovnih motora

• otvori za gorivo zrakoplova

• motorna vozila putnika, zaposlenih i

posjetitelja zračne luke

• zemaljska oprema

• građevinske aktivnosti i dr.

Page 40: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Načini riješenja:

• zahtijevati da su motori ugašeni u blizini ulaza/izlaza (zrakoplovne zgrade).

• koristiti manji broj motora koji rade velikom brzinom okretaja u minuti dok se kredu po zemlji (rulaju), kako bi se smanjile emisije CO i HC (ugljičnog monoksida i ugljikovodika)

• riješiti problem izlaska goriva

Onečišćenje vode od rada zračne luke:

• sanitarni otpad

• industrijski otpad

• onečišdenje vode zbog olujna vremena i kanalizacije

• otpad od punjenja gorivom, rada i čišdenja zrakoplova

• otpad od remonta i održavanja zrakoplova

11.1.2012 Promet i ekologija 3

Page 41: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 4

Tablica 1. IATA-ino izvješde o recikliranju u zrakoplovnim kompanijama (1995.)

Page 42: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 5

Tablica 2. Zbrinjavanje otpada nastalog tijekom redovitog održavanja zrakoplova

Naziv zadatka – task Interval

izvođenja

Vrsta i količina otpada koja se proizvodi tijekom izvođenja rada na

dnevnim radovima

Page 43: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 6

Tablica 3. Zbrinjavanje otpada nastalog tijekom redovitog održavanja zrakoplova

Naziv zadatka – task Interval

izvođenja

Vrsta i količina otpada koja se proizvodi tijekom izvođenja rada na

dnevnim radovima

Page 44: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

PROSTORNO PLANIRANJE I MENAĐMENT AERODROMA

• Na temelju rezolucije ICAO donosi APR (Air Planning Manual) priručnik za planiranje aerodroma za prostorno planiranje i menađment zemljišta u blizini zračnih luka.

• Pokriva tri glavne stavke:

– Korištenje prostora (Land Use)

– Prostorno planiranje (Land Use Planning)

– Prostorni menađment (Land Use Menagement)

Page 45: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 8

Važan problem je i uporaba štetnih kemikalija (freoni, otapala, kloroform itd.), koji se koriste u čišdenju i pranju zrakoplova, odleđivanju zrakoplova, punjenju protupožarnih aparata.

Sve više pozornosti posveduje se tretiranju otpada, recikliranju i odlaganju otpada.

Na svjetskim zračnim lukama sve prisutniji je termin “environmental capacity” koji označava ograničenje kapaciteta zračne luke s aspekta zaštite okoliša

Page 46: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 9

ALTERNATIVNA GORIVA U

ZRAČNOM PROMETU

Tablica 4. Usporedba udjela zračnog prometa i ostalih izvora u veličini polucije

Page 47: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Glavna dva kriterija za optimalnu efikasnost alternativnog goriva su:

•Zrakoplov mora biti lagan i mora imati što manje otpore (efikasne motore i krila)

•Zrakoplovno gorivo mora imati visokoenergetsku vrijednosti po jedinici volumena i mase

11.1.2012 Promet i ekologija 10

Page 48: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

KEROZIN METAN VODIK

Primarni CO2 H2O H2O

produkt H2O CO2

CH4 H2O +

CO2

NOx O3 NOx O3 NOx O3

Sekundarni CH O3

produkt CO O3 CO O3

SO2 H2SO4

čađa

11.1.2012 Promet i ekologija 11

Jedinice

mjere

Kerozin

(J – A1)

Tekući vodik

(LH2)

Tekući

metan

(LCH4)

Masa

(energetski

ekvivalent)

kg 1 0,357 0,856

Volumen

(energetski

ekvivalent)

1 1 4 1,6

Odnos

energija/masa kJ/g 42,8 120 50

Temperatura

ukapljavanja C - - 253 cca. - 160

Tablica 7: Usporedba fizičkih značajki kerozina i alternativnih goriva

Tablica 6: Produkti izgaranja konvencionalnog i alternativnog goriva

TEKUĆI VODIK

Page 49: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Slika 2. Skica "cryo plane"

“Cryoplane” → smještaj spremnika za gorivo u trupu iznad putničke kabine

11.1.2012 Promet i ekologija

12

Slika 1. Omjer težine i volumena tekućeg vodika (LH2) i kerozina

Page 50: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• Tupoljev 154 je prvi zrakoplov na svijetu koji je nedaleko od Moskve poletio na tekudi vodik.

• Optimalna komora za izgaranje vodika treba iskoristiti njegove prednosti: mogudnost izgaranja siromašnih gorivih smjesa, niže temperaturne granice paljenja, dobro miješanje sa zrakom i velika reaktivnost (kratko zadržavanje zraka)

• Istraživanja pokazuju da se emisije NOX pri izgaranju vodika mogu smanjiti na 1/3.

• Projektiranje nove kompatibilne infrastrukture je vrlo skupo (ukapljivanje, spremnici za pohranu i sl.)

11.1.2012 Promet i ekologija 13

Page 51: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• Produkcija vodene pare pri izgaranju vodika je skoro 3 puta veda nego pri izgaranju kerozina (na visinama vedim od 12 km glavni uzročnik efekta staklenika)

• Rješenje → ograničenje visine na kojoj zrakoplovi krstare

• Biogoriva (biodizel i sl.) diskutabilno:

Boing izračunao da za korištenje biogoriva u zračnom prometu

treba npr. sojom zasaditi površinu cijele Europe.

• NUKLEARNI POGON

11.1.2012 Promet i ekologija 14

NEDOSTACI PREDNOSTI

Zaštita posade, putnika i okoliša od zračenja

Duže vrijeme leta bez potrebe za obnavljanjem goriva u zračnim lukama

Posebna opasnost uslijed pada zrakoplova Proizvodnja energije bez potrebe za kisikom

Povedanje težine samog zrakoplova Mali maseni utrošak goriva

Meta terorista Velika količina proizvedene energije

Page 52: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• Svako alternativno gorivo (vodik, tekudi metan, biogorivo ili nuklearni pogon) trenutno koristiti samo kao zamjensko uz preinake

11.1.2012 Promet i ekologija 15

Airbusov A 380 ostvario prvi probni let na prirodni plin (3 sata trajao let) + Qatar Airways u cilju smanjenja CO2 emisija

Na zrakoplove EU otpada ½ emisija CO2

Slika 3. Prednosti i nedostaci alternativnih goriva

Page 53: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

EKOLOŠKA TEHNOLOGIJA GRADNJE ZRAKOPLOVA

• prilikom konstrukcije zrakoplova sve veda pozornost na vrstama materijala; tako npr.ljepljena konstrukcija zrakoplova rezultira nekoliko stotina kilograma lakšim zrakoplovom, mogudnost korozije na spojevima, aerodinamički češdi zrakoplov, tj. s manje otpora itd.

MATERIJALI IZRADE NOVE GENERACIJE ZRAKOPLOVA

• KOMPOZITNI MATERIJALI prednosti su im:

• smanjenje težine zrakoplova

• povedanje nosivosti

• dugotrajna izdržljivost

• veda otpornost na opteredenje

11.1.2012 Promet i ekologija 1

Page 54: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

Slika 4. Primjena suvremenih materijala na zrakoplovu

11.1.2012 Promet i ekologija 2

Page 55: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• Ved 60% konstrukcije A 350 zrakoplova napravljeno od plastike ojačane karbonskim vlaknima, te aluminij- litijskih legura.

• Najčešde su u uporabi sljededi materijali:

• plastika ojačana vlaknima

• staklena vlakna

• fiberglas

• ojačan karbon- karbon kompozit

• super legure (bazirane na niklu, kobaltu ili željezu)

11.1.2012 Promet i ekologija 3

Page 56: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

• trenutni udio kompozitnih materijala u zrakoplovnoj industriji iznosi 35- 45%

• nemetalni kompoziti su polimerni kompoziti koji se najviše rabe u suvremenoj zrakoplovnoj industiji

• inteligentnom upotrebom aluminij- litijskih legura trede generacije mogude smanjenje težine zrakoplova oko 8 tona

11.1.2012 Promet i ekologija 4

Page 57: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 5

RECIKLIRANJE ZRAKOPLOVA

Recikliranje i ponovna upotreba sekundarnih sirovina imperativ modernog društva

Airbus počeo 15-mjesečni projekt ekološkog zbrinjavanja

otpisanih zrakopllova u Francuskoj

od 25 do 35% letjelice su nemetalni dijelovi, uključujudi plastiku, izolaciju, staklo, gumu i drvo

od metalnih dijelova 85% je aluminij, 10% čelik, 3% titan,

2% bakar

recikliranje 85- 90% dijelovi zrakoplova u nekoliko faza:

Page 58: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

11.1.2012 Promet i ekologija 6

I. faza- uklanjanje tekudina nužnih za optimalni rad, kemijskih otrovnih komponenti

sadržanih u baterijama, kočnicama, itd. II. faza- metalni dijelovi daljnjim postupkom odvajat de se

u točke i lake metale te rezati na manje dijelove

III. faza- legure aluminija, bakra, titana smjestit u posebne kontejnere i odvozit na specijalizirana mjesta za reciklažu

IV. faza- gume, elektronička oprema, hidraulička ulja odstranjivati kroz kontrolirani proces

Tako da postanu neštetni za okoliš

Page 59: ZRAČNI PROMET I OKOLIŠ Komercijalno zrakoplovstvo i …e-student.fpz.hr/Predmeti/E/Ekologija_u_prometu/Materijali/... · Zrakoplovi koji odgovaraju dopuštenom stupnju buke, tzv

NOVE TEHNOLOGIJE

• tehnološko usavršavanje zrakoplovnih motora zadnjih 40-ak godina pridonijelo smanjenju potrošnje goriva od 70% (po jedinici prijev.učinku)

• tipični zrakoplovi koji se aktualno uvode su za 20dB tiši u odnosu na zrakoplove od prije 30-ak godina, što znači redukciju buke za 75%

• OPERATIVNE MJERE

• prema izvješdu IPCC, poboljšanjem ATM efikasnosti (kontrola zrač.prometa) može se reducirati potrošnja goriva za 6-12%

• EKONOMSKE MJERE

• uvođenje zrakoplovnih ekoloških naknada (0,20 dolara po litri goriva smanjio bi rast zrakoplovne emisije za 30%)

11.1.2012 Promet i ekologija 7