Стартъпи кръжат около авиационната индустрия с надежда да я направят по-зелена

Времето между самолетите, които кацат на международното летище Пиърсън в Торонто, може да изглежда прозаично за нетренираното око, но там се случва много повече от това пилотите да преговарят за лекото връщане на стотици тонове метал на земята.
Всяка изминала милисекунда е свързана с нова технология, обявена за частично решение на два неразрешими проблема (макар и с крайно различно значение).

Разбира се, става дума за закъсненията на летищата и глобалното затопляне.

Технологията, наречена "Интелигентен подход" (IA), непрекъснато работи, за да стесни пространството между пристигащите самолети, докато те се приближават към Пиърсън. Това е една от многото нови системи, които имат за цел да намалят въглеродния отпечатък на една мръсна индустрия - търговската авиация.

Самолетите, които разчитат на реактивно гориво, няма да изчезнат скоро. Въпреки че използването на биогорива бавно се увеличава, вероятно е необходимо тяхното мащабиране, за да се намали значително количеството на емисиите от самолетите. А технологията на батериите, необходима за електрическите самолети, е много по-недостижима. Затова търговската авиация твърди, че се стреми да намали емисиите, където може - от маршрутите, по които се движат самолетите, до времето, което те прекарват в обикаляне на летищата, в престой на асфалта или на празен ход на изхода. През цялото това време се изразходва гориво и се отделя въглероден диоксид в атмосферата.

Но макар да изглежда, че всяко намаляване на емисиите е нещо добро, това може да не е така. Критиците се опасяват, че подобни технологии са вид "зелена реклама" на авиокомпаниите, която приканва потребителите да се чувстват по-малко виновни за пътуването със самолет, отколкото би трябвало. По-лошото е, че има опасения, че тези усилия могат да отклонят вниманието от истинското решение.

"Най-дълго време авиацията като сектор се справяше с емисиите, като разпространяваше информация, че в някакъв момент в бъдещето проблемите ще бъдат решени", казва Стефан Гьослинг, професор по изследвания в областта на туризма в Университета Линей във Векшьо, Швеция. "[Но] ние не сме се приближили до прекъсване на емисиите." Всички авиокомпании "знаят, че ако се ангажират с истинския проблем, който е свързан с новите горива, те просто не биха могли да си го позволят".

Емисиите на въглероден диоксид от авиацията съставляват повече от 2 % от общите емисии в световен мащаб. И тъй като пътниците, полетите и разстоянията се увеличават, това е един от най-бързо растящите източници на парникови газове. Всичко това оказва все по-голям натиск върху авиокомпаниите и летищата да намалят въглеродните емисии.

Това ни връща към намаляването на разходите.

IA започна като съвместно усилие между летищата, доставчиците на аеронавигационно обслужване и авиокомпаниите. Идеята се ражда, когато през 2014 г. изследователи показаха, че капацитетът на пистите може да бъде увеличен чрез използване на гъвкави, базирани на времето разстояния между приближаващите се самолети, за разлика от фиксираните разстояния. През 2015 г. доставчикът на аеронавигационно обслужване NATS и доставчикът на технологии Leidos обединиха усилията си, за да разработят софтуера, като за първи път го тестваха на лондонското летище Хийтроу.

Създателите на IA казват, че мисията му е да приземява самолетите с по-голяма честота и да свежда до минимум закъсненията, като по този начин намалява разхода на гориво. Той е част от сложния авиационен пъзел, състоящ се от стотици операции при пристигания, заминавания и наземно движение, които могат да причинят закъснения и по този начин да се изразходва повече гориво.

Тъй като много проблеми възникват при зареждането на самолета с гориво, храна, багаж и хора или при рулирането до и от пистата, винаги има несигурност в разписанията на полетите; нещо толкова просто като пътник с куче, което е твърде голямо за своя превозвач, може да има верижни ефекти. Макар че авиокомпаниите отчитат това, като добавят буфери към времето на полетите, това не винаги помага: Около 20 % от полетите закъсняват или се отменят всяка година. Финансовото въздействие се разпространява в икономиката като загуба на време, пари и възможности - за авиокомпаниите, пътниците и компаниите. Но ефектът върху околната среда е по-лош: изоставането принуждава самолетите да се струпват във въздуха или да се задържат на пътеките за рулиране - с включени двигатели.

"Можем да гарантираме, че всяко въздухоплавателно средство се приземява възможно най-близо до времето на пристигане"

От своя страна методологията на IA е доста проста. Тя взема предвид типа на самолета и текущите метеорологични условия, за да изчисли минималното разстояние между два пристигащи самолета. Това включва прогнозиране на "компресията", която възниква между всяка двойка самолети, когато водещият самолет намалява скоростта си на кацане.

На повечето летища разстоянието между самолет А, който извършва крайния си заход, и следващия по ред самолет В се определя от размера на самолета. Колкото по-голям е самолет А, толкова по-голяма турбуленция създава; колкото по-голям е самолет В, толкова по-голяма турбуленция може да понесе. Ако имате Airbus A380 с четири реактивни двигателя, следван от малък Beechcraft King Air, разстоянието трябва да е голямо.

Но това не отчита променливи величини като скоростта и посоката на вятъра. Не се отчита например, че при насрещен вятър въздушното течение зад самолет А се разсейва по-бързо, което позволява по-малка дистанция. Използвайки радар и данни за полета на въздухоплавателното средство, IA наблюдава въздухоплавателните средства в началото на подхода им. В спокоен ден самолетите А и В може да се нуждаят от разстояние от три морски мили (3,45 статични мили), но при насрещен вятър то може да бъде намалено до около 2,7 морски мили.

В момента IA се използва активно на Хийтроу и позволява до две допълнителни кацания на час при спокойни условия и намалява времето за кръгова обиколка с около 4784 часа всяка година, твърдят служители на летището. По този начин се спестяват приблизително 14 442 тона изразходвано гориво или 46 000 тона CO2.

"Ако можем да осигурим почти същата скорост на кацане във ветровит ден, както и в спокоен, тогава можем да гарантираме, че всеки самолет се приземява възможно най-близо до времето на пристигане", обяснява Бен Сандфорд, един от продуктовите мениджъри на IA.

В това има нечиста ирония. Използвайки IA, авиокомпаниите и летищата могат да увеличат капацитета си за част от цената на изграждането на още една писта. Това означава, че могат да летят повече самолети, които изгарят повече гориво и добавят повече парникови газове в атмосферата. Въпреки това тази година Пиърсън се присъедини към Хийтроу като потребител на IA, а през 2023 г. към тях ще се присъедини и летище Схипхол в Амстердам. 

На четири други летища в Европа, Азия и Близкия изток служителите се обърнаха към IntellAct - израелски стартъп, който използва видеонаблюдение за откриване на закъснения, причинени от почистването, зареждането с гориво и презареждането на самолетите. Ако IntellAct установи, че някой от тези процеси отнема твърде много време, тя предлага заобиколен вариант. Ако например камионът за гориво закъснява с графика, IntellAct ще препоръча зареждането с гориво да се извърши по време на качването на пътниците.

"Много от закъсненията могат да бъдат намалени с по-добро планиране и по-добра комуникация", казва основателят Уди Сегал. "Ако авиокомпаниите реагират в реално време, то това вече е твърде бавно."

Но не само частни предприятия се включват в действието. Федералната авиационна администрация инсталира софтуер, разработен от НАСА, който координира разписанията на всички излитания от летищата. 

Когато самолетът е готов за излитане, пилотите използват двигателите му, за да рулират към пистата. Тъй като реактивните двигатели не са оптимизирани за работа на земята, горивото, използвано на земята, е значително. По време на стандартно 15-минутно рулиране Боинг 747 може да изгори повече от един тон от него. Така че вместо самолетите да се подреждат във физическа опашка, софтуерът на НАСА за демонстрация на технологиите за въздушно пространство 2 (ATD-2) създава виртуална опашка, така че времето, което обикновено се изразходва за изгаряне на гориво на пистата за рулиране, се прекарва на изхода с изключени двигатели.

ATD-2 е тестван за първи път на международното летище Шарлот-Дъглас в Северна Каролина. Според НАСА за четири години там софтуерът е спестил почти 6 000 часа време за работа на двигателите и толкова или повече от 1 милион галона гориво. Тези икономии са били допълнени от намаляване на разходите за поддръжка на двигателя. Освен това са намалени закъсненията на полетите с 933,6 часа и са спестени приблизително 4,5 млн. долара като стойност на времето.

Системата заработи на международното летище "Хопкинс" в Кливланд през октомври, като FAA заяви, че "ще продължи активирането ѝ на още десетки летища през следващите месеци и години".

Повече от 25 авиокомпании също се обърнаха към WheelTug - устройство, вградено в носовото колело, което позволява на самолета да се отблъсне от изхода, без да е необходимо традиционно буксирно устройство, задвижвано с изкопаеми горива. То не само спестява между шест и девет минути време на полет, но и може да добави около два допълнителни полета на изхода, според тестовете, проведени на международното летище в Мумбай.

Но най-големите икономии на емисии в търговската авиация идват от полета. Там компаниите също се опитват да намалят разходите.

Миналата година Alaska Airlines подписа договор с Airspace Intelligence, стартъп от Силициевата долина, чиято платформа Flyways позволява на диспечерите да оптимизират маршрутите между началната и крайната точка. Диспечерите могат да използват софтуера, за да включат по-точно в решенията си метеорологичните условия, обема на трафика и ограниченията на въздушното пространство.

Традиционно диспечерът подава предложения маршрут към регулаторния орган около 45 минути преди излитането, като се основава на това какво е въздушното пространство в конкретния момент. В някои територии полетните маршрути са строго определени, но в американското въздушно пространство то обикновено е отворено. Обикновено целта е полетът да бъде осъществен възможно най-бързо.

Това, което Flyways прави, е да оцени траекторията въз основа на това какво ще бъде въздушното пространство, когато самолетът прелети през него. Ако например се прогнозира буря над Ню Йорк, когато самолетът ще бъде там, платформата може да я избегне. Тя също така ще оптимизира маршрута в зависимост от посоката на вятъра, което ще спести гориво.

Препоръката взема предвид и околния въздушен трафик, като се стреми да гарантира, че полетът ще пристигне не по-рано, а във време, което може да доведе до най-малко закъснения в по-широката авиационна мрежа.

"Най-ценното за една авиокомпания е не колко бързо пристига полетът, а дали пристига по надежден начин", казва Филип Бакендорф, съосновател на Airspace Intelligence. За 12 месеца с Flyways, Alaska Airlines казва, че е спестила средно 2,7 минути на полет и повече от 6500 тона CO2 в сравнение с полетите, които не използват технологията. Това се равнява на повече от 17 милиона мили, изминати от средностатистически пътнически автомобил с бензинов двигател.

Но Гьослинг призовава да не се разчита изцяло на тези технологии, за да се намали значително нарастващото въздействие на авиацията върху околната среда. Те са насочени към най-малко вредните фази на полета: рулиране, излитане, заход за кацане и кацане. По негови оценки в най-добрия случай ефективното маршрутизиране ще намали общите емисии с 10 %, а премахването на моделите на задържане ще доведе до намаляване на емисиите с около 1 %.

Всъщност той казва, че предполагаемите ползи от тях не се простират по-далеч от местното замърсяване на въздуха, тъй като всички по-широки ползи се заличават от нарастващия брой пътници, който според прогнозите ще се удвои до 2037 г. Вместо да се съсредоточаваме върху намаляването на времето за рулиране и разстоянието между пристигащите полети, трябва да се съсредоточим върху минимизирането на емисиите, когато самолетите са в пълен полет, казва Гьослинг.

Колкото и да са възхитителни, тези нови платформи ще насърчат нетното увеличение на авиационните емисии, тъй като правят полетите по-ефективни и привлекателни, предупреждава той. "Говорим за най-енергоемката форма на потребление." Гьослинг казва. "Нито една от тези технологии, дори и в комбинация, няма да намали емисиите от авиацията до необходимия размер, ако секторът продължи да се разраства."