Estimation of energy consumption and emissions in aircraft operation and potential for savings

10/13/2015

Os combustíveis representam uma parte grande dos custos operacionais das companhias aéreas e as emissões de dióxido de carbono estão diretamente relacionadas com o seu consumo; por outro lado, as emissões de poluentes são uma preocupação para as autoridades locais em termos de saúde pública nos aeroportos próximos de cidades. A este respeito, as companhias aéreas e autoridades de aviação têm vindo a desenvolver medidas de forma a reduzir custos e reduzir o impacte ambiental do transporte aéreo. As medidas podem ser tomadas durante as fases de taxi (aterragemtaxi in e taxi out-descolagem) devido ao aumento do tráfego aéreo e congestionamento nos aeroportos que leva a tempos mais longos de taxi e ao consumo extra de combustível (e respetivas emissões geradas). Na Europa, esta é uma questão fundamental, as fases de taxi representam uma quantidade significativa do tempo total dos voos de médio curso. Novos sistemas emergentes, o desenvolvimento de fontes de energia e as novas tecnologias, oferecem maneiras de reduzir o consumo de combustível e as emissões de poluentes. Neste documento, é desenvolvido um estudo sobre as potenciais poupanças de alguns destes sistemas. Em particular, atuadores (sistemas de bordo) alimentados por baterias, uma célula de combustível ou a APU da aeronave, juntamente com o estudo da utilização de tractores convencionais para mover a aeronave durante as fases de taxi. Os sistemas de bordo mostraram bons resultados para rotas curtas, redução de consumo de combustível e das emissões no ciclo LTO. As emissões de NOx para as operações globais mostram pequenos aumentos para rotas mais curtas, e até mesmo reduções nalguns casos, mas aumentaram para rotas longas. A utilizaçao de resultados piores do que em sistemas de bordo. Aircraft emissions and fuel consumption are a double issue for companies and authorities. Fuel represents a big share of airlines operating costs, and carbon dioxide emissions are directly related to them; on the other hand, pollutant emissions are a concern for local authorities in terms of public health for airports near cities. In this regard, both airlines and aviation authorities join together in an effort to reduce costs and reduce environmental impact of air transportation. Reducing pollutant emissions and fuel consumption during taxi phases (taxi in and taxi out) is an attractive option due to the increase of air traffic and the congestion at airports that leads to longer taxi times and the related extra fuel consumption and generated emissions. In Europe, this is a key issue as taxi phases represent a significant amount of the total time of medium-haul flights. New emerging systems and the development of power sources, as well as new technologies, provide ways to reduce fuel consumption and pollutant emissions; in this document, a study of the potential savings of some of these systems is developed. In particular, on board motor actuators powered by batteries, a fuel cell or the aircraft APU, along with the study of the usage of conventional push back tractors to move the aircraft during taxi phases. On board systems show good results for short routes, reduction in LTO emissions and overall fuel consumption. NOx emissions for overall operations show small increases for shorter routes, and even reductions in some cases, but increase for long routes. Dispatch towing with conventional tractors shows savings in fuel and some emissions but worse results than on board systems.

Authors in the community:

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  Alejandro Torre Escapa

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  António José Nobre Martins Aguiar

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  C

  Carla Alexandra Monteiro da Silva

  ist142865

mechanical-engineering - Mechanical engineering

Keywords

• Taxiing alternativo
• emissões
• consumo de combustível
• qualidade do ar local
• Alternative taxiing
• emissions
• fuel consumption
• local air quality

eng - English

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