Μείωση των εκπομπών θερμοκηπικών αερίων στις υπερατλαντικές πτήσεις με βελτιστοποιημένη δρομολόγηση για εξοικονόμηση καύσιμων

Μείωση των εκπομπών θερμοκηπικών αερίων στις υπερατλαντικές πτήσεις με βελτιστοποιημένη δρομολόγηση για εξοικονόμηση καύσιμων

Μετά από δεκαετίες περιορισμένης γνώσης της ακριβούς θέσης των αεροσκαφών που πετούν πάνω από το μέσο του Βόρειου Ατλαντικού, είναι πλέον διαθέσιμη πλήρης δορυφορική κάλυψη, κάτι που δίνει τη δυνατότητα περαιτέρω βελτιστοποίησης των διαδρομών πτήσης για την πλήρη εκμετάλλευση του ανεμολογικού πεδίου.

Εξετάζοντας τις πτήσεις μεταξύ Νέας Υόρκης και Λονδίνου, μεταξύ 1ης Δεκεμβρίου 2019 και 29 Φεβρουαρίου 2020, ερευνητές από πανεπιστήμια της Αγγλίας εκτίμησαν ότι νέες δρομολογήσεις των αεροσκαφών θα μπορούσαν να μειώσουν σημαντικά τη χρήση καυσίμων και, ως εκ τούτου, τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Η εργασία τους δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Environmental Research Letters και ακολουθεί μια περίληψη της μεθόδου και των κυριότερων ευρυμάτων.

Όταν η ταχύτητα και το ύψος πτήσης ενός αεροσκάφους είναι σταθερά, ο ρυθμός ροής καυσίμου ανά μονάδα χρόνου είναι σταθερός και η διαδρομή με τον ελάχιστο χρόνο ταξιδιού (παίρνοντας υπόψιν την καμπυλότητα της Γης) χρησιμοποιεί την ελάχιστη ποσότητα καυσίμου. Η Θεωρία Βέλτιστου Ελέγχου χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία για την εύρεση αυτών των ελάχιστων χρονικών διαδρομών αξιοποιώντας επιπλέον το αιολικό πεδίο μέσα από ένα παγκόσμιο σύνολο δεδομένων ατμοσφαιρικής ανάλυσης και αριθμητικών προγνώσεων.

Η συνολική κατανάλωση καυσίμου και, ως εκ τούτου, οι εκπομπές (συμπεριλαμβανομένου του CO2) είναι ανάλογες με την απόσταση (το γινόμενο της ταχύτητας του αέρα και του χρόνου πτήσης). Οι διαδρομές ελάχιστης διάρκειας της εργασίας συγκρίθηκαν με πραγματικές διαδρομές που ακολούθησαν αεροπορικές εταιρείες μεταξύ των αεροδρομίων Χίθροου στο Λονδίνου και το Τζον Κένεντι στη Νέα Υόρκη κατά το προαναφερθέν διάστημα.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι θεωρητικές διαδρομές πτήσης στην εργασία είχαν εναέριες αποστάσεις που ήταν συνήθως αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα μεγαλύτερες από τις διαδρομές που έχουν βελτιστοποιηθεί για εξοικονόμηση καυσίμων. Όμως η εξοικονόμηση αεροπορικής απόστασης, μέσω της μείωσης του χρόνου πτήσης, κυμαίνεται από 0,7% έως 7,8% όταν πετούν τα αεροπλάνα δυτικά προς τις ΗΠΑ, και από 0,7% έως 16,4% όταν πετούν ανατολικά προς την Ευρώπη, ανάλογα με την ταχύτητα του αέρα και τις διαδρομές που χρησιμοποιήθηκαν. Η διαφορά μεταξύ των δύο κατευθύνσεων έγκειται στην παρουσία του πολικού αεροχείμαρρου, ο οποίος συνήθως πνέει από δυτικές διευθύνσεις.

Πρόκειται για τον πιο άμεσο τρόπο ουσιαστικής μείωσης στην κατανάλωση καυσίμου από τα αεροπλάνα σε σχέση με τις σταδιακές βελτιώσεις στην απόδοση καυσίμου μέσω των τεχνολογικών προόδων που συντελούνται στην αεροναυπηγική, οι οποίες είναι υψηλού κόστους και χρειάζονται πολλά χρόνια δοκιμών για να εφαρμοστούν σε μεγάλη κλίμακα.

Πηγή: Environmental Research Letters