Почему Gulfstream G800 летал на 100% экотопливе? Итоги испытаний

Бизнес-джет Gulfstream G800 поднялся на высоту 15 240 метров, работая на чистом экологичном топливе, но его главной целью было не установление рекорда, а исследование инверсионных следов. Испытания стали первыми в истории, когда замеры выбросов от самолёта на стопроцентном SAF проводились прямо в воздухе, а не в лаборатории.

Полевая лаборатория на высоте 50 000 футов

Кампания стартовала не с включения двигателей, а с многомесячной подготовки: инженерам пришлось превратить другой самолёт — Gulfstream G700 — в летающую лабораторию. Внутри него установили приборы, способные замерять состав выхлопа в реальном времени. Пилоты же отрабатывали на симуляторах полёт в плотном строю — чтобы исследовательский G700 мог подобраться к G800 на минимальное расстояние. Именно так, следуя за ведущей машиной, учёные фиксировали концентрацию твёрдых частиц и условия образования конденсационных следов в нескольких километрах позади самолёта.

Чистое топливо против серы и ароматики

Эксперты сравнивали три вида горючего: обычный Jet A, низкосернистый Jet A и так называемый HEFA-SAF — гидроочищенный сложный эфир с жирными кислотами. Главное различие — в составе обычного керосина есть сера и ароматические углеводороды, которые при сгорании образуют частицы сажи. Именно они становятся ядрами конденсации для водяного пара — и в итоге дают те самые долгоживущие инверсионные следы, которые удерживают тепло в атмосфере.

У HEFA-SAF, напротив, ни серы, ни ароматики нет. Предварительные результаты подтвердили: при использовании чистого SAF количество выбросов, способствующих образованию следов, заметно снизилось. Впрочем, данные ещё предстоит детально обработать — исследование проводилось в коллаборации с NASA, FAA, Германским аэрокосмическим центром, Университетом науки и технологий Миссури и разработчиком двигателя Rolls-Royce.

«Поскольку авиация продолжает работу над повышением экологической эффективности, Gulfstream сосредоточен на решениях, которые приносят измеримый результат уже сегодня», — заявил президент компании Марк Бёрнс.

Почему инверсионные следы вообще проблема

О климате принято говорить в контексте CO₂, но для авиации есть и другая головная боль. Когда из двигателей вылетают раскалённые газы и смешиваются с холодным воздухом на высоте, образуются ледяные кристаллы. Если воздух перенасыщен влагой, эти кристаллы не тают часами — они расползаются в перистые облака, которые работают как тепловое одеяло: отражают излучение от земли обратно вниз. По оценкам, вклад конденсационных следов в общий радиационный эффект от авиации сопоставим с влиянием самого углекислого газа. И учёные ищут способы разорвать эту цепочку.

Долгий путь к данным

Испытать SAF на большой высоте долго не удавалось именно из-за организационной сложности. Мало иметь самолёт с альтернативным топливом — нужна вторая машина, которая будет лететь вплотную и ловить частицы «на хвосте». Плюс требуется синхронизация режимов работы двигателей. Когда всё это сошлось, исследователи, по словам научного сотрудника NASA Рича Мура, получили «первые в истории наблюдения за выбросами 100% SAF на большой высоте».

Полученные цифры передадут авиационным и атмосферным лабораториям. Gulfstream рассчитывает, что данные помогут уточнить аналитические модели, а затем — повлияют на будущие стандарты на топливо. Джули Маркс из FAA подчеркнула, что агентство «оценивает, как SAF может уменьшить образование стойких конденсационных следов», и партнёрство с Gulfstream стало важным шагом.

Что было до и что будет после

Gulfstream вообще входит в число пионеров SAF: первый трансатлантический рейс на смеси керосина с альтернативным топливом компания совершила ещё в 2011 году. К 2023 году самолёты Gulfstream уже преодолели океан на чистом SAF. Сейчас парк налетал более 3,5 миллионов морских миль с использованием смесей. Но сколько ещё нужно налетать, чтобы понять: можно ли вообще убрать конденсационные следы из неба — или только уменьшить их количество? Ответа пока нет, и эта кампания — лишь один из шагов на пути к разгадке.