波音测试可持续航空燃料对飞行尾迹的影响

虽然对使用可持续航空燃料（SAF）减少飞机二氧化碳排放量的估计各不相同，但航空航天制造商普遍认为，100%的可持续航空燃料可使生命周期内的碳排放减少80%。然而，科学家们对SAF排放产生的烟雾与煤油产生的烟雾有何不同知之甚少，这促使波音公司与美国联合航空公司和美国国家航空航天局（NASA）合作，利用其最新的EcoDemonstrator飞机对这一现象进行研究。

最新的一些研究表明，飞机在湿冷的空气中飞行时产生的持续凝结尾迹（魂迹）会在大气中滞留热量。为了了解更多信息，波音公司于10月初开始使用100% SAF和传统燃料在不同的油箱中飞行一架为美国联合航空公司提供CFM Leap-1B动力的737 Max 10飞机，并在测试过程中交替使用这两种燃料。在同一台发动机上研究多种燃料可以让研究人员区分先进发动机技术和先进喷气燃料化学所带来的减排效果。

尽管上个月的测试结果样本仍然太少，无法得出任何结论，但来自波音公司、美国国家航空航天局（NASA）、GE Aerospace和德国航空航天研究中心（DLR）的研究人员对前三周的测试结果表示乐观。上月底，德国航空航天研究中心研究小组负责人Christiane Voigt在西雅图波音公司办公室解释了SAF对产生烟雾的影响背后的一些科学原理。

她指出：“这些可持续航空燃料的芳烃含量较低，而这些芳烃是烟尘颗粒排放的前体，而烟尘颗粒则是冰晶和烟霞的前体。科学告诉我们，忌尘造成的变暖可能与二氧化碳排放造成的变暖一样大。”

美国国家航空航天局的DC-8机载科学实验室在737飞机后面飞行，测量每种燃料产生的排放物和烟霞冰粒。DC-8设在美国宇航局阿姆斯特朗飞行研究中心，装有一套传感器和数据系统，可适应特定任务或仪器。美国国家航空航天局机载科学计划的操作工程师/DC-8任务经理Nicki Reid解释说，当研究小组在Max 10中交替使用一种燃料时，DC-8会在EcoDemonstrator后方飞行四到五英里。

她说：“我们先用喷气式飞机A进行20或30分钟的取样，然后在返回途中，我们会转个弯，飞过空中完全相同的位置，这样我们就会有相同的湿度、相同的高度、相同功率的发动机，然后我们会指示波音团队切换到SAF，这样我们就可以确定这两种燃料之间的实际差异。”

最近的EcoDemonstrator飞行是在2021年和2022年分别对737 Max 9和777-200ER进行测试的基础上进行的。对所得数据的分析证实，使用石蜡质SAF可以“显著”减少颗粒物排放，减少的程度取决于所用SAF的化学成分。

波音公司排放技术研究员Steve Baughcum解释说：“我们从地面测量测试中得知，相对于芳香族燃料，使用石蜡燃料可以减少烟尘排放。"由于这是一种合成燃料，原料中从未真正含硫，对我们来说是一种低硫燃料，因此我们希望既能减少烟尘排放，又能减少飞机产生的挥发性气溶胶。因此，我们基本上可以探索这些减少如何改变我们在飞机上测量到的尾迹特性。”

在美国联邦航空局Ascent高级研究中心的资助下，最新研究的SAF来自加利福尼亚州的世界能源公司。虽然波音公司已将2030年定为开始交付100% 使用SAF的飞机的目标日期，但该公司产品开发副总裁Mike Sinnett解释说，这一过渡需要检查使用这种燃料对飞机上接触燃料的每个部件的长期影响。

Sinnett补充说：“研究人员知道，在长期接触喷气-A的飞机上使用100% SAF可能会导致密封件损坏。SAF缺乏jet-A中所含的芳烃，而芳烃有助于密封件膨胀以防止泄漏。虽然他们知道在未接触过传统喷气燃料的新飞机上使用100%的SAF不会影响密封件，但对整个燃油系统以及飞机的其他部件（如机翼和发动机）的长期影响还需要进一步研究。”

Sinnett指出：“另一个问题是密度差异会改变测量燃料的方法。我们在飞行测试环境中考虑到了这一点，但从长远来看，我们必须确保我们的燃油测量系统或燃油数量系统能够考虑到我们今天在传统喷气燃油中看到的更广泛的密度范围。”