LE BOURGET Maailman lentoliikenne on palannut jotakuinkin pandemiaa edeltäneelle tasolle, mutta ilmailu ei ole entisellään – eikä todennäköisesti koskaan palaakaan.
– Meneillään on neljäs vallankumous, totesi yleisilmailukoneita valmistavan Daher-yhtiön omistaja Patrick Daher tiedotustilaisuudessa, jossa yhtiö kertoi tuovansa ensimmäiset hybridikoneet markkinoille vuonna 2027.
Daherin mukaan ensimmäinen vallankumous oli kyky lentää, toinen lentämisen muuttuminen turvalliseksi ja kolmas lentomatkustamisen demokratisoituminen.
– Nyt meidän on pakko muuttua ympäristöystävällisemmäksi, tai vaihtoehtona on lentämisen loppuminen, Daher totesi. Daher piti tiedotustilaisuutta Pariisin ilmailu- ja avaruusnäyttelyssä, jotka ovat maailman suurimmat ilmailumessut ja alan ammattilaisten päätapahtuma tänä vuonna.
Yhtiö ilmoitti nelinkertaistavansa tutkimusbudjettinsa, eikä Daher ole yksin: Ranskan valtio ja Euroopan unionin merkittävät tuet kirittävät ilmailualan yhtiöiden panostuksia vihreään siirtymään.
Esimerkiksi EU:n Clean Aviation -hankkeella on käytettävissään vuoteen 2029 mennessä 1,7 miljardia euroa uuden sukupolven lentokoneiden tekemiseen. Teollisuudessa rahaa liikkuu puolitoista kertaa tuon summan verran. EU:n tavoitteena on saada ilmailu hiilineutraaliksi vuoteen 2050 mennessä.
Alan yritykset ja tutkimuslaitokset panostavat eniten moottoritekniikan kehitykseen, koska moottoreista ne päästöt tulevat.
Perinteisten ilmailuyhtiöiden lisäksi mukana ilmailun vihertämisessä on pienempiä yhtiöitä ja startupeja, joista osa ei ole ollut aikaisemmin tekemisissä ilmailun kanssa.
Yhtiöiden kirjo tämänkertaisessa Pariisin ilmailunäyttelyssä onkin huima.
Yle on esitellyt aikaisemmin jo useissa jutuissa sähköistä ja vedyn voimalla tapahtuvaa lentämistä, mutta tämä juttu esittelee kuusi muuta keinoa, joilla ilmailuala yrittää vähentää päästöjään.
1. Hybridimoottorit
Samoin kuin autoissa, myös lentokoneissa helpoin tapa vähentää päästöjä nopeasti on käyttää hybriditekniikkaa. Lopullinen tavoite ovat pelkästään vedyllä tai sähköllä toimivat moottorit, mutta akkujen ongelmana on niiden paino, ja vetytekniikkaa ollaan vasta kehittämässä lentämistä varten.
Näyttelyssä on esillä useampikin jo valmis lentokone tai suunnitelma sellaisesta, joissa sähkömoottorin apuna on perinteinen polttomoottori – joko mäntämoottori tai kaasuturbiini.
Sähkömoottorilla noustaan lentoon ja laskeudutaan, koska näin syntyy vähemmän meteliä. Polttomoottori voi lennon aikana kuljettaa konetta eteenpäin ja samalla ladata akkuja. Hätätilanteessa kumpikin moottori voi toimia samaan aikaan, tai toisen pettäessä toinen voi tuoda koneen turvallisesti alas.
Polttoaineena käytetään aluksi nykyisiä polttoaineita. Biopolttoaineisiin voidaan siirtyä, kun niitä on enemmän saatavilla. Myöhemmin moottorit voidaan laittaa toimimaan vedyllä.
2. Lentävät siivet
Perinteinen putkimainen lentokone, jossa on keskellä siivet, ei ole aerodynamiikan kannalta paras ratkaisu. Polttoaineenkulutuksen kannalta tehokkaampi ratkaisu olisi niin sanottu lentävä siipi – rauskulta näyttävä lentokone – jossa nostovoimaa aikaansaava runko yhdistyy muodoltaan suoraan siipiin. Selvää rajaa rungon ja siipien välillä ei ole.
Tällaisen koneen matkustamo olisi nykyisiä olennaisesti leveämpi, mikä voi olla joidenkin mielestä pelottavaa. Ikkunoita olisi vähemmän ja koneen lentämisestä tulevat voimat tuntuisivat voimakkaampina. Esimerkiksi koneen kaartaessa ulommaiset istuinrivit liikkuvat metrejä ylös ja alas. Näistä syntyviä tuntemuksia voidaan vähentää sisustussuunnittelulla ja liikehdintää tasoittavalla tietokoneohjauksella.
Lentokonevalmistaja Airbus on pitänyt näyttävästi esillä tällaista konetta yhtenä mahdollisena tulevaisuuden vetylentokoneena.
Kalifornialainen startup-yhtiö JetZero uskoo, että eurooppalaisilla ei lopulta ole rohkeutta tehdä tällaista konetta. Yhtiön edustajat näyttelyssä uskovat, että perinteiset lentokonevalmistajat haluavat käyttää perinteistä lentokonetyyppiä mahdollisimman pitkään.
JetZero taas aikoo toteuttaa oman Z4-projektinsa nopeasti. Prototyyppi on tarkoitus saada valmiiksi vuonna 2027 ja liikenteeseen tuleva lentokone vuonna 2030. Matkustajia koneeseen mahtuisi noin 250 ja se voisi lentää 9 200 kilometrin matkoja.
Yhtiön tarkoituksena on käyttää nykyaikaisia suihkumoottoreita, joiden polttoaineen kulutus putoaisi jotakuinkin puoleen aerodynaamisesti tehokkaamman rungon ansiosta.
3. Suuriohivirtauksiset moottorit
Yhtenä keinona polttoaineen kulutuksen vähentämiseen on pohdittu niin sanotun avoimen puhaltimen moottorin kehittämistä.
Nykyaikaiset suihkumoottorit ovat lähes yhtä leveitä kuin pitkiä. Tämä johtuu niiden edestä selvästi näkyvästä puhaltimesta, jonka tehtävä on puhaltaa mahdollisimman paljon ilmaa suurella nopeudella taaksepäin.
Avoimen puhaltimen moottorissa puhallinta kasvatetaan hyvin suureksi. Tällöin siitä tulee ikäänkuin suihkumoottorimainen potkuri, joka toimii tehokkaammin ja vähentää osaltaan polttoaineen kulutusta.
Tällaisia moottoreita tutkittiin ja testattiin jo 1980-luvulla, mutta teknisten ongelmien, varsin kovan melun ja kohtalaisen edullisen polttoaineen vuoksi työ jäi kesken. Nyt yritetään uudelleen nykytekniikan avulla.
Pisimmällä tällaisen moottorin kehittämisessä on CFM International, ranskalaisen Safranin ja yhdysvaltalaisen General Electricin yhteisyhtiö. Jopa 30 prosenttia vähemmän polttoainetta kuluttava Open Fan -moottori voisi olla valmis 2030-luvun alussa.
Moottori voisi käyttää biopolttoainetta ja myöhemmin myös vetyä.
4. Polttokenno tuottamaan sähköä
Noin viisi prosenttia liikennelentokoneen käyttämästä polttoaineesta kuluu sähkön tuottamiseen. Sähkö viihdelaitteita, valaistusta, keittiöitä ja ohjaamista varten tuotetaan moottoreissa olevilla generaattoreilla sekä suuremmissa lentokoneissa niin sanotuilla APU-moottoreilla (Auxiliary Power Unit).
Nämä sähköntuotantomoottorit ovat yleensä koneen perässä olevia kaasuturbiineita.
Airbus esitteli tiistaina näyttelyssä idean korvata tuo sähköntuotantomoottori tehokkailla polttokennoilla, jotka toimivat vedyllä. Järjestelmä olisi kevyempi ja voisi säästää varsinaisia suihkumoottoreita sähköntuotannosta.
Taka-ajatuksena on myös käytännössä testata nopeasti, miten vetytekniikka saadaan viranomaisten tiukan lentokelpoisuushyväksynnän läpi. Tästä hyötyisivät niin viranomaiset kuin vetytekniikkaa kehittävät yhtiötkin. Ilmailun vihertämiselle olisi hyvä, jos myös vetylaitteiden hyväksyntää saataisiin nopeutettua ja muutettua yhtä rutiininomaiseksi kuin kerosiinilla käyvän tekniikan hyväksyntä on nyt.
Airbus aikoo asentaa polttokennot A330-koekoneeseensa ja aloittaa sillä testit kolmen vuoden kuluttua.
– Tämä saattaa tuntua hitaalta, mutta ilmailun aikatauluissa kolme vuotta on nopeaa toimintaa, sanoo Michael Angello, joka vetää Airbusilla UpNext-projektia, jossa tutkitaan lentämisen ympäristövaikutusten pienentämistä.
5. Tekoälyä ohjaamoon
Lentokoneiden autopilotit ovat jo nykyisin varsin päteviä laitteistoja, jotka pystyvät lähes lentämään lentoasemalta toiselle – kunhan ne opastetaan hyvin tekemään niin.
Nyt autopilotit noudattavat lentäjien antamia käskyjä, mutta seuraavaksi mukaan otetaan tekoälyä. Autopilotti saa ylennyksen ylimääräiseksi lentoperämieheksi, ja se voi esimerkiksi tarjota neuvoja epätavallisissa tilanteissa.
Tekoälyautopilotin avulla voidaan myös lentää polttoainepihimmin. Lisäksi tekoälyapupilotti voisi optimoida lentokorkeutta siten, että jättövanoja muodostuu mahdollisimman vähän. Lentokoneiden taivaalle jättämät vanat kiihdyttävät osaltaan kasvihuoneilmiötä.
Airbus on tässäkin amerikkalaista kilpailijaansa Boeingia edellä tulevaisuuden suunnitelmissaan. Se suunnittelee jopa rahtilentoja vain koneen tekniikan ja yhden lentäjän voimin.
6. Tehdään kaikki pihimmin
Nykyisiä lentokoneitakin on mahdollista lentää nykyistä tehokkaammin hyödyntämällä mahdollisimman suoria lentoreittejä ja niin sanottuja vihreitä laskeutumisia, joissa kone ohjataan lähes tyhjäkäynnillä matkalennosta lentokentälle.
Nykyisin tätä testataan, mutta hajautettu ja perinteinen lennonjohtojärjestelmä haraa vastaan.
Uudet koneet ovat noin 20 prosenttia nuukempia polttoaineen suhteen kuin vielä kymmenkunta vuotta sitten tehdyt. Kaikki tuotantolinjoilta valmistuvat koneet eivät kuitenkaan korvaa vanhoja malleja, koska lentoliikenne lisääntyy voimakkaasti. Kansainvälinen ilmakuljetusliitto IATA ennakoi lentomatkustajia olevan tänä vuonna maailmassa 8,4 miljardia, mutta vuonna 2041 peräti 19,3 miljardia.
Yksittäinen lentomatkustajakin voi paitsi pohtia lentämistään, niin myös valita lentoyhtiön, joka käyttää nykyaikaisia lentokoneita.
Suurin osa lentokoneista pystyy käyttämään biopolttoaineita, joten nopeimmin ympäristöhyötyjä saadaan lisäämällä biopolttoaineiden tuotantoa. Euroopassa pyritään siihen, että 6 prosenttia lentopolttoaineesta on biopolttoainetta vuonna 2030, 20 prosenttia vuonna 2035 ja vuonna 2050 jo 70 prosenttia. Presidentti Joe Biden piiskaa Yhdysvaltoja ylittämään tämän.
Yllättäen Intia suunnittelee nousevansa nykyisestä lähes nollasta pian biopolttoainesuurvallaksi.
Aiheesta voi keskustella 25.6.2023 klo 23 saakka.