Gulfstream Aerospace đã hoàn thành một loạt thử nghiệm bay ở độ cao lớn, cho thấy rằng nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) 100% có thể giảm mạnh các khí thải gây hình thành vệt ngưng tụ, những dải vệt trắng mảnh kéo dài trên bầu trời phía sau máy bay phản lực. 

Các thử nghiệm, được tiến hành ở độ cao lên đến 50,000 feet, cung cấp bằng chứng mới rằng nhiên liệu thay thế có thể giải quyết một trong những mối quan tâm về khí hậu ít rõ ràng hơn của ngành hàng không. Gulfstream đã trở thành công ty hàng không thương gia đầu tiên hoàn thành một chiến dịch thử nghiệm bay ở độ cao lớn như vậy.

Nhà sản xuất đã tiến hành thử nghiệm trên chiếc Gulfstream G800 sử dụng động cơ Rolls-Royce Pearl 700. Một chiếc Gulfstream G700 được chỉnh sửa đặc biệt, cũng trang bị động cơ Pearl 700, đã được biến thành phòng thí nghiệm bay đo phát thải, bay gần đội hình với G800 để thu thập các phép đo thực tế chính xác về vật chất hạt và các đặc tính khí quyển hình thành vệt ngưng tụ ở độ cao.

Theo công ty, để thực hiện điều này, nhóm đã so sánh Jet A thông thường, Jet A ít lưu huỳnh và SAF HEFA (hydroprocessed esters and fatty acids) nguyên chất, loại không chứa lưu huỳnh hoặc hợp chất thơm. Các chuyến bay sử dụng SAF đã tạo ra ít hạt muội than hơn đáng kể, những hạt này đóng vai trò là hạt nhân quanh đó các tinh thể băng hình thành để tạo ra vệt ngưng tụ.

Vệt ngưng tụ quan trọng vì chúng giữ nhiệt trong bầu khí quyển. Các nghiên cứu được trích dẫn trong toàn ngành hàng không cho rằng những dải tinh thể băng này có thể chiếm một phần đáng kể trong tác động khí hậu tổng thể của ngành, có khả năng tương đương với hiệu ứng ấm lên do phát thải carbon dioxide của ngành. Giảm bớt các hạt kích hoạt sự hình thành vệt có thể đem lại lợi ích khí hậu đến sớm hơn nhiều so với những lợi ích chỉ liên quan đến giảm CO2.

Các phép đo của thử nghiệm

Chiến dịch nghiên cứu được thực hiện phối hợp với FAA, NASA, German Aerospace Center (DLR), Missouri University of Science and Technology, Rolls-Royce, Aerodyne Research, Rolls-Royce, Montana Renewables và World Fuel Services. 

Việc thử nghiệm tập trung vào vật chất hạt không bay hơi. Ít hạt hơn trong khí thải có nghĩa là ít điểm để hơi nước ngưng tụ và đóng băng, dẫn đến vệt ngưng tụ mỏng hơn, tồn tại ngắn hơn hoặc trong một số trường hợp thì không hình thành.

Kết quả sơ bộ cho thấy sự giảm phát thải vật chất hạt góp phần hình thành vệt ngưng tụ một cách đáng kể và có thể đo lường được khi vận hành bằng SAF nguyên chất. Gulfstream chưa công bố toàn bộ bộ dữ liệu ra công chúng, nhưng các kỹ sư tham gia chương trình mô tả mức giảm này phù hợp với các nghiên cứu trước đó trên mặt đất và ở độ cao thấp hơn do NASA và các cơ quan nghiên cứu châu Âu thực hiện.

Tại sao 50,000 feet lại quan trọng

Các máy bay phản lực thương gia như G800 thường bay hành trình ở độ cao cao hơn nhiều so với các hãng hàng không thương mại. Không gian trên cao đó, lạnh và thường đủ ẩm để duy trì tinh thể băng, là vùng dễ hình thành vệt ngưng tụ. Việc chứng minh giảm phát thải ở những độ cao đó cung cấp dữ liệu cụ thể cho cách hàng không thương gia thực sự bay, phục vụ cho cả nhà khai thác và cơ quan quản lý.

"Chiến dịch này phản ánh chiến lược của chúng tôi là dẫn đầu bằng công nghệ tiên tiến, thử nghiệm trong thực tế và hợp tác có ý nghĩa để hiểu rõ hơn và giảm tác động môi trường của ngành hàng không,"

ông Mark Burns, chủ tịch Gulfstream, nói. 

Chiến dịch đánh dấu chuyến bay SAF 100% đầu tiên cho G800 và các động cơ Rolls-Royce Pearl 700 của nó, và tiếp nối các cột mốc SAF trước đó của Gulfstream, bao gồm chuyến bay xuyên Đại Tây Dương sử dụng SAF trên một động cơ vào năm 2011 và chuyến bay xuyên Đại Tây Dương đầu tiên được vận hành hoàn toàn bằng SAF 100% vào năm 2023. 

{{REC}}

Vấn đề cung ứng

SAF vẫn còn khan hiếm và đắt đỏ. Sản lượng toàn cầu chỉ đáp ứng một phần nhỏ nhu cầu nhiên liệu máy bay, và SAF nguyên chất chưa được phê duyệt cho sử dụng thương mại theo quy trình thường xuyên. Tiêu chuẩn ngành hiện cho phép pha trộn đến 50% SAF với nhiên liệu Jet A thông thường. Việc chứng nhận động cơ và cấu trúc máy bay chạy bằng SAF 100% là một quy trình lâu dài, và các thử nghiệm như của Gulfstream nhằm hỗ trợ cho quá trình đó.

Các nhóm hàng không thương gia đã cam kết đạt trung hòa carbon vào năm 2050, với SAF được kỳ vọng đóng góp phần lớn trong việc giảm phát thải. Tránh tạo vệt ngưng tụ, dù bằng nhiên liệu sạch hơn hay bằng việc điều hướng tránh các vùng khí quyển dễ tạo băng, đã nổi lên như một chiến lược song song có thể mang lại lợi ích khí hậu trong ngắn hạn.

Gulfstream sẽ tiếp tục tiến hành thêm các thử nghiệm khi họ làm việc với các nhà sản xuất động cơ và nhà cung cấp nhiên liệu để xây dựng cơ sở kỹ thuật cho việc áp dụng rộng rãi hơn. Hiện tại, các kết quả này góp thêm vào một cơ sở bằng chứng ngày càng tăng rằng những gì được đổ vào bình nhiên liệu quyết định những gì xuất hiện trên bầu trời.