留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

航班飞行各阶段污染物排放量估算方法

魏志强 王超

魏志强, 王超. 航班飞行各阶段污染物排放量估算方法[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(6): 48-52. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.06.008
引用本文: 魏志强, 王超. 航班飞行各阶段污染物排放量估算方法[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(6): 48-52. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.06.008
WEI Zhi-qiang, WANG Chao. Estimating method of pollution emissions for scheduled flight in different phases[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(6): 48-52. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.06.008
Citation: WEI Zhi-qiang, WANG Chao. Estimating method of pollution emissions for scheduled flight in different phases[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(6): 48-52. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.06.008

航班飞行各阶段污染物排放量估算方法

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.06.008
基金项目: 

国家自然科学基金项目 60832012

中央高校基本科研业务费专项资金项目 ZXH2010D013

详细信息
    作者简介:

    魏志强(1979-), 男, 河南渑池人, 中国民航大学讲师, 从事空中交通管理研究

  • 中图分类号: V231.25

Estimating method of pollution emissions for scheduled flight in different phases

More Information
    Author Bio:

    WEI Zh-iqiang(1979-), male, lecturer, +86-22-24092905, kgxy2001@eyou.com

  • 摘要: 分析了国际民航组织标准排放量模型, 推导了各阶段飞行时间、推力、燃油流量等参数的计算公式, 以替代ICAO标准排放量模型的飞行时间与燃油流量。考虑了大气环境与飞行参数的影响, 给出了各种污染物的排放指数修正模型, 以计算各个飞行阶段的排放参数。以B737-800飞机执飞“西安—烟台”航线为例, 在空中交通仿真平台上运用Delphi编程计算了航班飞行各阶段的污染物排放量, 分析了污染物排放量的变化情况。计算结果表明: CO2与NOx的排放主要集中在航路飞行阶段, CO与HC的排放主要集中在机场滑行阶段, 4种污染物排放量从大到小的顺序依次为CO2、NOx、CO与HC, 计算结果与相同条件下ICAO参考值相差绝对值不超过1%。

     

  • 表  1  LTO参数

    Table  1.   Parameters of LTO

    飞行阶段 起飞 爬升 进近着陆 滑行
    时间/min 0.7 2.2 4.0 26.0
    推力等级/% 100 85 30 7
    下载: 导出CSV

    表  2  基准排放指数

    Table  2.   Basic emission indexes

    飞行阶段 燃油流量/ (kg·s-1) CO排放指数 HC排放指数 NOx排放指数 CO2排放指数
    起飞 1.221 0.000 2 0.000 1 0.028 8 3.115
    爬升 0.999 0.000 6 0.000 1 0.022 5 3.115
    进近着陆 0.338 0.001 6 0.000 1 0.010 8 3.115
    滑行 0.113 0.018 8 0.001 9 0.004 7 3.115
    下载: 导出CSV

    表  3  关键点参数

    Table  3.   Parameters of key points

    时间/s 径度/ (°) 纬度/ (°) 表速/ (m·s-1) 质量/kg 高度/m 航向/ (°) 飞机状态
    1 020 108.74 34.41 0 70 000 36 230 滑出机坪
    1 079 108.75 34.44 71 69 825 36 228 离开地面
    1 201 108.72 34.49 92 69 516 1 038 18 1 000 m高度
    1 640 108.95 35.08 144 68 553 6 181 19 过YIJ台
    2 306 109.45 36.28 136 67 500 10 700 19 开始平飞
    2 471 109.59 36.60 136 67 340 10 700 19 过YU台
    5 980 117.35 39.08 136 63 999 10 700 102 过CG台
    6 589 118.65 38.52 136 63 434 10 700 119 过P254台
    6 710 118.91 38.42 136 63 322 10 700 116 过P253台
    7 013 119.54 38.11 136 63 043 10 700 121 过P07台
    7 077 119.67 38.05 136 62 984 10 700 120 开始下降
    7 547 120.54 37.66 144 62 845 4 500 119 过HCH台
    7 953 121.15 37.46 113 62 688 1 500 112 过FZ台
    8 020 121.17 37.40 106 62 675 1 002 186 1 000 m高度
    8 159 121.15 37.28 92 62 582 720 186 过点D
    8 216 121.19 37.25 92 62 533 720 114 过点C
    8 314 121.27 37.29 92 62 449 720 44 切盲降
    8 507 121.36 37.39 65 62 411 2 38 接地着陆
    9 047 121.36 37.34 0 62 404 2 54 滑入机坪
    下载: 导出CSV

    表  4  污染物排放量计算结果对比

    Table  4.   Comparison of pollution emission data

    项目 耗时/s 油耗/kg 污染物排放量/kg
    CO HC NOx CO2
    计算结果 1 966 880.7 6.984 0.725 12.189 2 743.5
    ICAO模型 1 974 882.0 7.066 0.722 12.298 2 744.6
    相对误差/% -0.41 -0.15 -1.16 0.35 -0.89 -0.04
    下载: 导出CSV

    表  5  飞行阶段污染物排放量对比

    Table  5.   Comparison of pollution emission quantities in different filght phases

    飞行阶段 耗时/s 油耗/kg 污染物排放量/kg
    CO HC NOx CO2
    滑出机坪 1 020 257.6 4.364 0.441 0.933 802.5
    起飞阶段 59 175.5 0.032 0.016 3.889 546.5
    起飞爬升 122 308.1 0.057 0.028 6.861 959.9
    航路飞行 6 819 7 067.8 10.750 1.328 102.000 22 016.1
    进近着陆 225 44.6 0.766 0.077 0.162 139.0
    滑入机坪 540 94.9 1.606 0.162 0.343 295.6
    下载: 导出CSV
  • [1] 徐志胜, 吴军, 曾庆华, 等. 大型国际机场规划中飞机噪声影响分析[J]. 声学技术, 2007, 26 (4): 691-695. doi: 10.3969/j.issn.1000-3630.2007.04.032

    XUZhi-sheng, WUJun, ZENG Qing-hua, et al. Aircraft noiseanalysis in the programming of large airports[J]. TechnicalAcoustics, 2007, 26 (4): 691-695. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1000-3630.2007.04.032
    [2] 黄蔚, 王子元. 航空公司的无碳之路[J]. 中国民用航空, 2007 (12): 18-22. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MHJJ200712008.htm

    HUANG Wei, WANG Zi-yuan. Carbon-neutral road of air-lines[J]. China Civil Aviation, 2007 (12): 18-22. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MHJJ200712008.htm
    [3] 黄蔚, 王子元. 愈行愈近的欧盟排放交易体系[J]. 中国民用航空, 2009 (4): 23-25. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MHJJ200904010.htm

    HUANG Wei, WANG Zi-yuan. EU ETSis coming soon[J]. China Civil Aviation, 2009 (4): 23-25. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MHJJ200904010.htm
    [4] BOHAL S V, ASSANIS D N, HOLMES H L S. Speciated hydrocarbon emissions and the associated local ozone produc-tion from an automotive gasoline engine[J]. International Journal of Engine Research, 2004, 5 (1): 53-70. doi: 10.1243/146808704772914246
    [5] PEJOVIC T, NOLAND RB, WILLIAMS V, et al. Esti mates ofUK CO2emissions from aviation using air traffic data[J]. Cli matic Change, 2008, 88 (3/4): 367-384.
    [6] KESGI N U. Aircraft emissions at Turkish airports[J]. Energy, 2006, 31 (2/3): 372-384.
    [7] TSILI NGIRIDIS G. Aircraft air pollution emissions in Greekairports[J]. Global NEST, 2009, 11 (4): 528-534.
    [8] GAUSS M, ISAKSENI S A, LEE D S, et al. I mpact of air-craft NOx emissions on the at mosphere—tradeoffs to reducethe impact[J]. At mospheric Chemistry and Physics, 2006, 6 (6): 1529-1548.
    [9] 赵坚行. 民用发动机污染排放及低污染燃烧技术发展趋势[J]. 航空动力学报, 2008, 23 (6): 986-996. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI200806005.htm

    ZHAOJian-xing. Pollutant emission and development of low-emission combustion technology for civil aero engine[J]. Journal of Aerospace Power, 2008, 23 (6): 986-996. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI200806005.htm
    [10] 刘高恩, 王华芳, 吕品, 等. 飞机发动机排气污染物的测量[J]. 航空动力学报, 2003, 18 (3): 348-352. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI200303007.htm

    LI U Gao-en, WANG Hua-fang, LU Pin, et al. Gas turbineengine emissions measurement[J]. Journal of AerospacePower, 2003, 18 (3): 348-352. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HKDI200303007.htm
    [11] 黄勇, 周桂林, 吴寿生. 中国上空民航飞机NOx排放量及其分布初探[J]. 环境科学学报, 2000, 20 (2): 179-182. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJXX200002009.htm

    HUANG Yong, ZHOU Gui-lin, WUShou-sheng. Apreli m-inary investigation on the inventory of NOxemitted fromCAACflights over China[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2000, 20 (2): 179-182. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJXX200002009.htm
    [12] 黄勇, 吴冬莺, 王金涛, 等. 中国上空民航飞机NOx排放分布再探[J]. 北京航空航天大学学报, 2001, 27 (3): 289-292. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJHK200103010.htm

    HUANG Yong, WU Dong-ying, WANG Jin-tao, et al. Furtherassessment of the NOx emission from CAAC fleet over China[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2001, 27 (3): 289-292. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJHK200103010.htm
    [13] 夏卿, 左洪福, 杨军利. 中国民航机场飞机起飞着陆(LTO) 循环排放量估算[J]. 环境科学学报, 2008, 28 (7): 1469-1474. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJXX200807034.htm

    XIA Qing, ZUO Hong-fu, YANG Jun-li. Evaluation of LTOcycle emissions fromaircraft in China s civil aviation airports[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2008, 28 (7): 1469-1474. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJXX200807034.htm
    [14] 王超, 徐肖豪. 基于Agent的空中交通系统建模与仿真研究[J]. 计算机工程与应用, 2008, 44 (31): 12-14. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSGG200831004.htm

    WANG Chao, XU Xiao-hao. Researching on air trafficsystem using agent-based modeling and si mulation[J]. Computer Engineering and Applications, 2008, 44 (31): 12-14. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSGG200831004.htm
    [15] 王超, 郭九霞, 沈志鹏. 基于基本飞行模型的4D航迹预测方法[J]. 西南交通大学学报, 2009, 44 (2): 295-300. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XNJT200902027.htm

    WANG Chao, GUOJiu-xia, SHEN Zhi-peng. Prediction of 4Dtrajectory based on basic flight models[J]. Journal of SouthwestJiaotong University, 2009, 44 (2): 295-300. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XNJT200902027.htm
  • 加载中
表(5)
计量
  • 文章访问数:  722
  • HTML全文浏览量:  149
  • PDF下载量:  613
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-03
  • 刊出日期:  2010-12-25

目录

    /

    返回文章
    返回