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Potencial de Mitigación del Impacto Climático del Vuelo en Formación

Autores: Marks, Tobias; Dahlmann, Katrin; Grewe, Volker; Gollnick, Volker; Linke, Florian; Matthes, Sigrun; Stumpf, Eike; Swaid, Majed; Unterstrasser, Simon; Yamashita, Hiroshi; Zumegen, Clemens

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Potencial de Mitigación del Impacto Climático del Vuelo en Formación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Vuelo en formación aerodinámica
Surfear en la estela de la aeronave para mayor eficiencia
Vórtice de estela
Emisiones
Impacto climático
Consumo de combustible

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El vuelo en formación aerodinámica, que también se conoce como surfear la estela de una aeronave para la eficiencia (AWSE), permite a las aeronaves aprovechar la energía inherente al vórtice de estela de otra aeronave. Dado que el empuje de la aeronave que sigue puede reducirse durante el vuelo de crucero, el beneficio resultante puede intercambiarse por un tiempo de vuelo más largo, mayor alcance, menor consumo de combustible o ahorros en costos en consecuencia. Además, dado que la cantidad y ubicación de las emisiones causadas por la formación están sujetas a cambios y pueden ocurrir efectos de saturación en la estela acumulada de la formación, el AWSE puede afectar favorablemente el impacto climático de los vuelos correspondientes. Para cuantificar estos efectos, presentamos un enfoque interdisciplinario que combina los campos de la aerodinámica, las operaciones de aeronaves y la física atmosférica. El enfoque comprende una cadena de modelos integrada para evaluar el impacto climático de un escenario de tráfico aéreo dado basado en datos de planes de vuelo, interacciones aerodinámicas entre los miembros de la formación, cálculos de trayectoria detallados, así como un modelo climático adaptado que tiene en cuenta los efectos de saturación resultantes de la proximidad de las emisiones de los miembros de la formación. Basado en este enfoque, derivamos escenarios representativos de AWSE para los principales aeropuertos del mundo al analizar y evaluar los planes de vuelo. Las formaciones resultantes fueron recalculadas mediante una herramienta de cálculo de trayectoria y se crearon inventarios de emisiones para los escenarios. Basado en estos inventarios, estimamos cuantitativamente el impacto climático utilizando la respuesta de temperatura promedio (ATR) como métrica climática, calculada como un cambio promedio de temperatura cerca de la superficie global durante un horizonte de tiempo de 50 años. Se muestra que el AWSE, como un nuevo procedimiento operativo, tiene un potencial significativo de mitigación sobre el impacto climático. Para un escenario de vuelo en formación global, estimamos que el cambio relativo promedio de la respuesta climática oscila entre el 22% y el 24%, mientras que los efectos relativos de ahorro de combustible suman entre el 5% y el 6%.

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