歐美政府和航空工業聯手掀起了一場“綠色航空”革命，其企業界已經開始進行圈地戰，以繼續維持其市場領先地位。可以預見，新一輪綠色洪峰將催生一系列航空新技術，并創造眾多市場增長點，這勢必會引發整個航空產業鏈的調整。

美國、歐洲和俄羅斯正在開發的3種BWB布局方案。

歐美航空企業很早就意識到在航空飛行中節能減排的重要性，不僅努力開發各種低碳新技術、積極配合政府與軍方開展的一系列計劃，還在更多領域踐行著“綠色航空”的理念和可持續發展的綠色航空技術創新，以在未來更加激烈的市場競爭中和更加嚴苛的環境標準限制下，仍能保持自身的技術和市場領先乃至壟斷地位。

“綠色”足跡

2010年航空航天百強排名前10的大企業都制定了各自的減排目標，比如波音、洛克希德·馬丁公司的目標分別是，到2012年重大制造設施的溫室氣體（GHG）排放和能源消耗減少25%，廢水、廢料和CO2減排25%（以2007年為基點）；歐洲宇航防務集團（EADS）的目標是，到2020年工業運行中的CO2減排50%，能源消耗減少30%（以2006年為基點），產品的CO2排放減少50%（以2000年為基點）。目前，他們主要在以下5個方面進行著綠色航空的實踐活動。

革新航空技術

波音、空中客車公司等企業主要從兩方面入手來提升燃油效率，一是減阻技術，二是飛行技術。空客和歐直公司80%的研究預算現在都用于提升環境效率和減少污染的研究領域。在減阻技術上，空客于去年10月啟動了新“鯊鰭”小翼的開發，該組件能減少3.5%的油耗，每年CO2可減排700噸。目前，空客正在研究仿生學減阻技術，一種是仿鯊魚皮結構，帶有可以減阻的拉條（飛機表面順氣流方向的一行小溝），這樣的蒙皮涂料若應用到所有飛機上，每年可節省448萬噸燃油；另一種是多毛表面結構，靈感來自魚的體表長鏈高聚物黏液。 在飛行技術上，發展重點是飛行計劃精度、燃油計劃和航路安排技術，以及優化著陸、滑行等飛機操作規范。波音在三大洲的主要機場試驗了增強型空中交通管制系統，對4架貨機進行的試驗表明共減少495噸的燃油消耗，降低CO2排放1600噸。空客將在今年第四季度與法航進行A380的跨大西洋“綠色飛行”試驗，尋找讓飛機在飛行中減少CO2排放的方法，A380在試驗中將只使用2個發動機滑行，并飛行柔性航線。

開發新能源技術

生物燃料已經成為很多企業的業務增長點。波音和霍尼韋爾等公司于2010年1月啟動了一項可持續生物能源研究計劃（SBRP），將使用綜合海水農業系統來支持生物燃料的開發和商業化，并用于航空產品。歐洲宇航防務公司（EADS）、CFM國際和賽峰等公司去年3月聯合啟動了生物燃料試驗計劃，將于今年使用鹽角草屬植物制成的燃料對裝備CFM56的A320進行試飛。

波音公司在太陽能電池和能效提升領域處于領先地位，旗下Spectrolab公司的地面聚能太陽能電池創造了41.6%的光-電轉換效率紀錄；波音還在去年新成立了能源解決方案部門，致力于提升本地、地區與國家能源系統的效率和安全，并獲得美國能源部的合同，開發智能網格技術。普惠和漢勝正在聯合開發小型太陽能動力塔技術，可以在零排放的條件下提供可再生能源。[page]

與此同時，美軍也大力支持工業界開發新能源技術。2010年4月和9月，他們使用可再生燃料與常規燃料的混合燃料分別對波音F/A-18E/F、C-17等飛機進行了一系列飛行試驗，分別采用的是50∶50混合的亞麻薺油衍生氫化可再生噴氣燃料（HRJ）和常規JP-8燃料，以及25∶25∶50混合的石蠟煤油（SPK）、HRJ和JP-8燃料。

投身氣候變化研究

歐美航空企業在利用自身產品進行氣候變化研究方面具備先天優勢，其碳監控技術已經用到了海洋、大氣和外太空的產品中。空客公司參與了一個叫做“用空客飛機測量臭氧、水蒸氣、一氧化碳和氮氧化物”（MOZAIC）的計劃，在A340等機型上裝載專用傳感器來測量大氣組成，以更好地提供氣候預測。諾斯羅普·格魯門利用“全球鷹”從事了諸多工作，在機上安裝了氣候傳感器，如云層與土壤輻射能系統（CERES）傳感器，進行長航時飛行以搜集大氣和氣候數據。雷神公司開發了一款全球懸浮微粒偏振測定傳感器用于氣候變化研究。

建設高能效工廠

建設高能效工廠、充分利用可再生清潔能源是大型企業實現“綠色航空”的重要途徑。BAE系統公司的新建設施都要按照減少環境影響和運行成本的目標設計，比如薩默斯伯里的F-35生產廠，白天充分利用日光，夜晚利用自然通風減少空調使用；洛克希德·馬丁的奧韋戈工廠運轉著一套生物廢料鍋爐系統，在森尼韋爾建設了太陽能工廠；空客公司在斯塔德工廠采用熱電聯合（CHP）單元大幅提升碳纖維復合材料構件生產的能效，A350總裝線將使用22000米2的光伏太陽能電池板提供總用電量的55%；龐巴迪公司于今年起開始對新設施實施綠色建筑標準。去年4月，波音長灘工廠被美國環保署授予“能源之星”認證，表彰其能源、天然氣、用水消耗分別降低20%、60%和25%的成績；泰雷茲公司去年可再生能源產生的電力占總用電量的比例增加了12%。

實施低碳工程

歐美航空企業在飛機和發動機的研制中已開始廣泛倡導低碳理念，幫助客戶和供應商一同努力實現低碳目標，并推廣飛機產品環境標簽來驗證“碳足跡”的減少，甚至鼓勵員工監控和降低自身的“碳足跡”。諾斯羅普·格魯門在2008年建立綠色項目，推動公司的可持續發展工作，并于去年實施了GHG目錄系統來跟蹤95%的排放。雷神公司在辦公中倡導“綠色IT”理念，重新設計數據中心以提升能源效率。泰雷茲對能耗和排放的控制相當嚴格，采購部門使用CO2計算器來選擇供應商。龐巴迪甚至制定了全球能源與碳管理戰略。

日益苛刻的綠色環保要求使傳統的航空產業鏈面臨嚴峻挑戰。本期的封面文章以此為題，介紹了目前這股綠色浪潮的內容、西方國家在法規與標準上的變化以及新的環保技術等。它對我們應對壓力、采取行動將會有所幫助。

機體和發動機的綠色技術創新

綠色航空技術是人類實現綠色航空美好愿景的基礎和基本條件，它涉及航空領域的方方面面，包括先進飛行器設計概念和技術、綠色氣動技術、綠色推進/燃燒技術、綠色燃料技術、綠色多電技術、綠色材料技術、綠色制造技術、綠色維修技術等。此外，開發和改善空中交通管制技術對提高燃油效率也具有很大的作用。

綠色氣動技術

氣動技術是提高飛機性能及經濟性、滿足環境要求、推動飛機更新換代的重要技術。對于現役常規飛機，通過采用先進氣動減阻方法可以降低飛機的耗油率，從而降低燃油成本、減少污染物排放和抑制飛機噪聲。 目前正在開發或已實際應用的氣動減阻方法主要集中于層流控制技術。

波音公司在新型波音787的短艙輪廓優化設計中采用了自然層流技術，它可大幅降低阻力。波音737新一代采用的融合式翼梢小翼不僅可以有效消除翼尖渦、減小阻力、改善氣動效率，而且可以降低油耗3%左右，減少NOX排放約5%并降低起飛噪聲。

空客近年來利用A320和A340驗證機進行混合層流（HLFC）技術的驗證，結果表明可減小阻力3%以上。歐盟在第六框架研究計劃中實施的一項AWIATOR未來飛機機翼技術研究項目，重點研究能降低旋渦危害的新的擾流裝置，大尺寸的翼梢小翼（其高度可達半翼展的15%），新型自適應襟翼裝置，以及新的機翼層流控制方法、主動流動控制方法等。預期目標是氣動力阻力降低5%～7%，油耗降低2%，同時將噪聲水平降低2分貝。

對于未來新型飛機，通過采用新概念氣動布局技術可以從根本上解決日益增長的巨大運輸問題以及滿足日益嚴格的環境保護要求。目前國外正在開發的比較有發展潛力的創新氣動布局概念主要是美國NASA和波音公司共同開發的翼身融合體（BWB）飛機。此外，歐洲和俄羅斯也在積極地開發BWB布局技術。

綠色發動機技術

發動機是飛機排放污染的直接部件，改善發動機的性能、提高燃燒效率對降低飛機的油耗和溫室氣體排放效果最為明顯。美國和歐洲都在積極研究高效、清潔的發動機，實施綠色民用發動機技術發展計劃，如美國NASA的極高效發動機技術（UEET）計劃、歐洲的先進高效環保型發動機（EEFAE）計劃和CFM國際公司的TECH56和LEAP56計劃。它們的目標是：耗油率下降8％～20%，噪聲下降6～20分貝，NOX污染物排放減少40％～80%，運行成本降低15%～30%。

傳統民用飛機發動機技術的發展只能使發動機耗油率（SFC）減少幾個百分點，要想獲得SFC的巨大改進，必須在發動機結構上做重大技術創新，正在進行的研究工作有齒輪傳動渦扇發動機、開式轉子發動機、多電發動機、混合脈沖爆震發動機等。

（本文摘自《國際航空》2011年第2期）