2024-09-29 10:06 来源：本站编辑
国际航空运输协会(IATA)声称，到2050年，航空业将完全实现碳中和。
可持续航空燃料(SAF)是解决方案的一部分。现有的化石燃料将原油沉积物中积累的碳释放到大气中。相反，SAF依靠植物提取大气中的碳，将产生的生物质转化为燃料，然后将捕获的碳以发动机废气的形式返回大气。
SAF不太可能是完整的解决方案。去年，我在这个专栏中写过一篇关于新型机身设计(包括混合机翼)减少碳排放的可能性的文章
汉莎航空集团(Lufthansa Group)一直在采用一种完全创新的方法来减少其现有商用客机的排放和燃料消耗，他们对一种模仿海洋鲨鱼如何快速游泳的新技术进行了改造。
德国古生物学家和生物学家沃尔夫-恩斯特·赖夫在20世纪60年代末首次观察到鲨鱼鳞片上的微型凹槽。来自德国国家航空航天中心的流体力学专家Dietrich Bechert和他们一起发现，认为速度最快的表面必须完全光滑的流行理论实际上是不正确的。与光滑表面相比，微沟槽可将流体中的摩擦阻力降低8%至11%。
2011年，汉堡的汉莎技术公司(Lufthansa Technik)开始研究类似鲨鱼皮的凹槽是否能减少商用客机上的空气阻力，从而提高燃油效率。然而，实现这一目标将极具挑战性。飞行中的高速空气颗粒会破坏任何沟槽，就像在高海拔地区长期暴露在强烈的紫外线辐射和普通的污垢中一样。在高海拔地区的飞行巡航中，任何新的地面都将暴露在零下60度的温度下，在一些机场，地面温度将达到45度。还需要验证结冰防护和阻燃性。当然，监管部门需要得到相关航空安全部门的批准。
起初，一种类似鲨鱼皮的胶膜作为小的测试贴片贴在飞机表面，但效果不佳。研究小组转而在测试块上作画，当颜料干燥时，在其表面诱导出沟槽。建立了一个机器人应用系统，并在实际服役条件下测试了空客A330机翼部分。然而，这种方法被放弃了。
然后在2015年，汉莎航空技术公司的高级经理凯-克里christoph Pfingsten博士发现格拉茨的红牛空中赛车队成功地使用了由初创公司Bionic Surface Technologies和奥地利研究机构Joanneum research开发的薄膜鲨鱼皮技术。起初，Pfingsten博士对此持怀疑态度，他考虑通过采用Bionic Surfaces公司开发的更先进的技术，再次尝试粘接薄膜。他找到巴斯夫(BASF，一家大型化学品生产商)，合作将这种方法从小型竞赛飞机扩展到全尺寸商用飞机。
[航空脱碳将是一个挑战]
2017年，新巴斯夫鲨鱼薄膜(现在被称为AeroShark)的第一次测试是在一架波音747飞机上使用15厘米乘15厘米的贴片，在大约100个点上进行的。然后在2019年10月，在役B747的整个下机身被覆盖了500平方米的薄膜，需要大约1000块薄膜单独而仔细地应用，几乎就像拼图一样。观察到的燃料节省略低于1%，被认为是一个令人鼓舞的结果。
为了实现膜片的最佳方向和定位，建立了非常详细的计算流体动力学(CFD)模型。停放在地面上的飞机通过激光进行数字扫描，然后通过对飞行中机翼弯曲的摄影测量来增强。薄膜贴片需要仔细安排，避免易受冰聚集或异物损坏的区域，避免维护和其他面板。CFD模型一旦适用于特定类型的飞机，就可以确定飞机表面鲨鱼皮膜最有可能发挥作用的区域。
2021年，根据仅覆盖下机身的B747的结果，汉莎航空货运公司和瑞士航空公司共同决定在他们的许多波音b777的整个机身上采用AeroShark，每架特定飞机需要约800至950平方米。欧盟航空安全局(European Union Aviation Safety Authority)花了大约一年的时间才证明这项新技术对商业航空是安全的。
目前，每架长途航班的减排幅度远远超过1%，相当于每架飞机每年平均减排约1200公吨碳。节省的燃油可以在18个月内为AeroShark技术的投资带来回报。
目前有17架飞机配备了AeroShark，其中包括瑞士航空的12架b777和汉莎航空货运的4架。奥地利航空公司最近决定从明年12月开始用AeroShark对其大部分B777机队进行改装。这三个机构都隶属于汉莎航空集团。汉莎技术公司(Lufthansa Technik)表示，多家航空公司正在就采用这项技术进行谈判。
有趣的是，大自然正在帮助说明减少航空碳排放的解决方案。
Pfingsten博士和他的同事Oliver Oeser在这里和这里详细讲述了迄今为止的故事
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