關于飛機排油回收的構想方案探討范文

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《民用飛機設計與研究》2017年第4期

摘要：當飛機在空中遇到事故或突發情況時，往往需要及時降落。例如2017年11月24日飛機航行中乘客突發疾病，東航飛悉尼航班放油備降塞班，機翼上的噴油嘴伸出，將58噸霧化的燃料排放在排油區之內。這些燃料總價共30多萬！更重要的是，58噸的烴類物質排出，對大氣污染的“貢獻”是不可小視的。是否能夠有一種低成本、高效率，風險較小的方法來回收這些燃油呢？

關鍵詞：飛機；排油回收；成本；風險；效率

一、基于肥皂泡原理的構想方案

小時候很多人都喜歡吹泡泡，有的泡泡借助風力向上飛去，最終在空中破裂；有的則向下沉降最后一頭栽在地上，化作一灘水漬，也有些泡泡能夠在空中長久地漂浮，仿佛不肯離開這個美麗的世界。有些地方有“泡泡藝術家”用各種神奇的配方制造出奇形怪狀的泡泡，更是有人用巨大的銅絲框和獨門秘制的配方“吹”出了長達23.1m的巨型泡泡。有時，泡泡藝術家們還會把氫氣灌入肥皂泡，做成一個個可燃的泡泡，在空中點燃一朵朵艷麗的火花。甚至有人在泡泡中裝入液體或者干冰升華而來的水蒸氣和二氧化碳，制造出一個個“煙霧繚繞”的肥皂泡。這一切證明了三點：（1）肥皂泡是有能力持續穩定存在的；（2）在經過科學地改進配方和吹泡泡的器具之后，是能夠制造出巨型泡泡的；（3）泡泡是有能力在其中承載一些東西的。飛機的燃料是航空煤油，成分主要是C11~C17的烴類混合物，以及四乙基鉛和溴乙烷等穩定劑等。如果將它們霧化后充入泡泡中，是否就能形成一個“煤油泡泡”，從而將燃料聚集在一處帶下飛機呢？這樣，本該浪費的燃料就會變成一個個美麗的肥皂泡，重歸地面了。當然，這個構想是存在難點的：首先形成一個穩定的肥皂泡需要大量的實驗，其次，大氣壓強隨著高度變化而變化，而肥皂泡壁滿足：P大氣=σ/s+P煤油，而同時煤油又存在著：煤油（1）＜＝＞煤油（g），隨著外界氣壓的增大，泡泡會縮小，壓縮內部空間，平衡移動，煤油向液相變化，且霧化的煤油開始聚集。這樣將導致肥皂泡內密度變大，下落加速，可能會導致風阻過大將肥皂泡弄破。如何阻止這樣的事情發生顯然成為了一大難關。優點：試劑便宜，重量輕，正常飛行時不會多耗太多的油。缺點：縱使有專門設置的方圓十幾的排油區，可風力的影響會讓泡泡偏離方向，最后不知道落到哪里。這樣不僅無法做到有效地回收，更是不能保證燃油是否會飛到諸如嚴禁煙火的工業重地等地方。這也是該構想最大的缺點。

二、基于凝膠原理的構想方案

在使用CMC或聚丙烯酸鈉的時候，我們可能會發現，在凝膠狀的固體中摻有大量的氣泡，這是由于空氣在攪拌的時候混入，被困在粘性極強的凝膠之中。那么如果在排油的同時噴出許多凝膠狀的固體，是否可以將煤油“箍”在凝膠之中呢？當然，攜帶大量的CMC和水是不現實的。但凝膠不只局限于這些。氣凝膠的密度很小，其網狀結構中可以儲存氣體。如果將煤油氣化或霧化后充入氣凝膠之中，或者將煤油本身通過一定手段做成類似氣凝膠的物質，這樣就只需要將氣凝膠扔到排油區內就能夠完成煤油的回收了。當然，現在還沒有這樣的技術。優點：可控性強，回收便利缺點：技術難度大，占空間大，價格昂貴

三、基于整體投放的構想方案

裝液體最好的地方是固體容器，如果將煤油裝在固體容器中直接空投，既便于回收，又省事便捷。當然，這個容器不是化學實驗室里玻璃做的瓶瓶罐罐，而是極具彈性，平時又便于收納的——氣球。將煤油充入氣球中，然后用降落傘空投，這樣就解決了一切問題。氣球落到地上后，可以直接取出煤油繼續使用，不用擔心雜質的污染，也不用擔心散落一地。這樣的回收方式無疑讓負責回收的相關部門感覺更加的友好。優點：便于回收，可控性極強，不用擔心煤油被污染缺點：氣球和降落傘的收容問題，實現構想需要將現有的霧化裝置改為液態煤油推出裝置，例如壓縮氮氣瓶等。

四、結束語

無論是以上的哪個構想，都是極富有想象力的，但同時也是缺乏理論和實驗的支持的，因而很長時間內恐怕只能屬于筆者個人的構想。不過飛行中排油回收的問題的確是亟待解決的。排油事件發生的頻率并不低，每次排油都有幾十噸的燃料被排出飛機，這在造成巨大的經濟損失的同時，也是對資源的極大浪費，更是對環境的污染。我們常說石油的珍貴，航空煤油便是從中裂化、加工而來。地球的資源是有限的，每一次排油都是在減少人類手中建設的力量。解決飛機的排油回收問題，是可持續發展的要求，是綠色環保的要求。以人類的智慧，在不遠的未來一定會出現更有想象力和創造力的解決方案，在挽回經濟損失的同時，挽回人類對環境更多的破壞。

參考文獻：

[1]見過飛機“拋油”嗎？和重著陸又是什么關系？AOPA云官網2017-03-18

作者：方涵廷 單位：北京市第十三中學