ВПЛИВ ТОКСИЧНИХ ТА ШКІДЛИВИХ ВИКИДІВ ВИХЛОПНИХ ГАЗІВ  АВІАЦІЙНИХ ДВИГУНІВ НА НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ

Т. Г. Щур; К. Віттек; О. О. Мірошник; С. В. Галько; Д. Зеленков

doi:10.32782/2220-8674-2025-25-1-22

Т. Г. Щур Державний біотехнологічний університет https://orcid.org/0000-0003-0205-032X
К. Віттек Silesian University of Technology https://orcid.org/0009-0001-6217-0342
О. О. Мірошник Державний біотехнологічний університет https://orcid.org/0000-0002-6144-7573
С. В. Галько Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного https://orcid.org/0000-0001-7991-0311
Д. Зеленков Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного https://orcid.org/0009-0002-9685-9196

DOI: https://doi.org/10.32782/2220-8674-2025-25-1-22

Ключові слова: авіаційні двигуни, вихлопні гази, шкідливі викиди, токсичні викиди, авіадвигуни

Анотація

Швидке зростання авіації робить реалістичну оцінку шкідливих викидів вирішальною. Зростаючий попит на авіаперевезення призводить до збільшення виробництва літаків, що значно впливає на навколишнє середовище. Пріоритетом сучасних авіаційних технологій є зниження шуму, споживання палива й викидів вихлопних газів, особливо вуглекислого газу та твердих часток. Сучасні дослідження спрямовані на пошук екологічно чистих рішень для зменшення негативних наслідків експлуатації літаків. Найбільшою проблемою є скорочення викидів оксидів азоту (NOx), оксидів сірки (SOx), оксиду вуглецю (CO) і незгорілих вуглеводнів (HC). Їх присутність в атмосфері сприяє утворенню смогу, кислотних дощів і збільшення концентрації озону в тропосфері. Найбільше забруднюють двигуни пасажирських і транспортних літаків, оскільки вони споживають величезну кількість палива порівняно з досягнутою тягою. Особливо значний вплив на навколишнє середовище мають далекі перельоти, що здійснюються на висоті 8–12 км, де спостерігаються найвищі концентрації токсичних сполук. На менших висотах, до 1 км, споживається лише 5–10 % світового авіаційного палива, але саме в районах навколо аеропортів забруднення повітря безпосередньо впливає на здоров’я людини. Хоча на авіацію припадає близько 2 % світових викидів парникових газів, її вплив на якість повітря та здоров’я людей є значним, особливо в регіонах з інтенсивним повітряним рухом. Глобальні викиди в цьому секторі зросли більш ніж на 75 % між 1990 і 2012 роками, і прогнози вказують на те, що вони можуть зрости у 2–7 разів до 2050 року, становлячи до 20 % глобальних викидів. Тому потрібні подальші зусилля для зменшення негативного впливу авіації на навколишнє середовище. Упровадження сучасних технологій і більш ефективних систем спалювання є ключовим фактором стійкості повітряного транспорту та захисту навколишнього середовища.

Посилання

1. Environmental Protection Agency, Control of Air Pollution from Aircraft and Aircraft Engines. Proposed Emission Standards and Test Procedures. Proposed Rule. Part II. Federal Register, 2012, 76 (144), 74–81.
2. Schafler W. A., Waitz A. I. Air tranportation and envioronment. Transport Policy. 2014, 34, 1–4. https://doi. org/10.1016/j.tranpol.2014.02.012.
3. Pawlak M., Kuźniar M. Problematyka emisji toksycznych składników spalin silników lotniczych. Bezpieczeństwo i ekologia. 2017, 12, 338–344.
4. Tolga E. Estimation of Engine Emissions from Commercial Air-craft at a Midsized Turkish Airport. Journal of Environmental Engineering. 2008, 134 (3). https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2008)134:3(210).
5. Alrefo I.F., Matsulevych O., Vershkov O., Halko S., Suprun O., Miroshnyk O. Designing the working surfaces of rotary planetary mechanisms. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, 4, 82–88. https:// doi.org/10.33271/nvngu/2023-4/082.
6. Tabor S., Lezhenkin A., Halko S., Miroshnik A., Kovalyshyn S., Vershkov A., Hryhorenko O. Mathematical simulation of separating work tool technological process. E3S Web of Conferences, 2019, 132, 01025. https://doi. org/10.1051/e3sconf/201913201025.
7. Alrefo I.F., Rawashdeh M.O., Matsulevych O., Vershkov O., Halko S., Suprun O. Designing the functional surfaces of camshaft cams of internal combustion engines. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2024, 3, 72–78. https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-3/072.
8. Balicki W., Korczewski Z., Szczeciński S. Obszary zastosowań i tendencje rozwojowe turbinowych silników spalinowych. Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa, 2007, 3.
9. Merola S., Tornatore C., Iannuzzi S.E., Marchitto L., Valentino G. Combustion process investigation in a high speed diesel engine fuelled with n-butanol diesel blend by conventional methods and optical diagnostics. Renewable Energy. 2014, 64, 225–237. https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.11.017.
10. Emission calculator. https://www.flysas.com/en/sustainability/emission-calculator.
11. Fellner A. Ewolucja nawigacji powietrznej determinuje rozwój transportu lotniczego. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej – Transport. 2017, 119, 113–125.
12. Savchenko O., Miroshnyk O., Moroz O., Trunova I., Sereda A., Dudnikov S., Kozlovskyi O., Buinyi R., Halko S. Improving the efficiency of solar power plants based on forecasting the intensity of solar radiation using artificial neural networks. 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, 2021, 137–140. https://doi.org/10.1109/KhPIWeek53812.2021.9570009.
13. Halko S., Halko K., Suprun O., Qawaqzeh M., Miroshnyk O. Mathematical modelling of cogeneration photoelectric module parameters for hybrid solar charging power stations of electric vehicles. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, 2022, 1–6. https://doi.org/10.1109/ KhPIWeek57572.2022.9916397.
14. Fellner A. Program PBN ICAO w aspekcie efektywności portów lotniczych. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej – Transport. 2018, 122, 17–28.
15. Fellner A., Osowski M. Uwzględnienie czynnika ludzkiego w analizie bezpieczeństwa procesu zarządzania zasobami ludzkimi. Problemy Kryminalistyki. 2015, 290, 35–45. https://doi.org/10.1061/10.34836/pk.2015.290.4.
16. Rosing M., Ulrik F. Use case of carbon footprint reduction – Use case from European aviation industry. The Sustainability Handbook. 2025, 1, 115–150. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90110-9.00008-8.
17. Qawaqzeh M., Dudnikov S., Miroshnyk O., Moroz O., Savchenko O., Trunova I., Pazyi V., Danylchenko D., Halko S., Buinyi R. Development of algorithm for the operation of a combined power supply system with renewable sources. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, 2022, 1–4. https://doi. org/10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916372.
18. Jaworski B.M., Dietłaf A.A. Fizyka. Poradnik encyklopedyczny. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa, 2000, 657 p.
19. Lefebre A. Gas Turbine Combustion. Second Edition, Taylor&Francis Philadelphia. 1998, 393 p.
20. Majka A., Sybilski K. Emission and greenhouse effects related to the GABRIEL concept. Journal of Environmental Engineering. Project, 2014, 93–101.
21. Jagadish D., NageswaraRao A.V., Sreenivasa Kumar M. Engine combustion and emission analysis using optical methods: An overview. Materials Today Proceedings. 2023. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.05.588.
22. Maxson J., Oppenheim A. Pulsed Jet Combustion – Key to a refinement of the stratified charge concept. Symposium (International) on Combustion, 1991, 23, 1, 1041–1046. https://doi.org/10.1016/S0082-0784(06)80362-0.
23. Szuman B., Lipka P., Reklewski T. Emisja spalin z silników lotniczych. Opracowanie Urzędu Lotnictwa Cywilnego. Departament Techniki Lotniczej Wydział Ochrony Środowiska, 2013, 47–52.
24. Kanti Das S., Kim K., Lim O. Experimental study on non-vaporizing spray characteristics of biodiesel- blended gasoline fuel in a constant volume chamber. Fuel Processing Technology. 2018, 178, 322–335. https://doi. org/10.1016/j.fuproc.2018.05.009.
25. Cui Z., Ye M., Zhang H., Tian J., Zhang X., Yin S. Optical study on the combustion process of diesel/natural gas dual fuel engine with in-cylinder swirl. Fuel. 2025, 392, 134915. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.134915.
26. Pejovic T., Noland R., Williams V. Estimates of UK CO2 emissions from aviation using air traffic data. Climatic Change. 2008, 88 (3), 367–384. https://doi.org/10.1007/s10584-007-9370-0.