זיהום אווירי – גזירה משמיים?

לכבוד יום התעופה האזרחית החל היום- 7 בדצמבר

פרופ' ישעיהו לוי, הנדסת אווירונוטיקה וחלל

פרופ' ישעיהו לוי, הנדסת אווירונוטיקה וחלל

כולנו מכירים את הפסים הלבנים שמותירים מטוסי סילון בשמים. אלה שובלי ההתעבּוּת – condensation trails או בשמם המקוצר "קונטריילז". בשנים האחרונות פורחים סביב השובלים האלה מיתוסים שונים ומשונים, הכוללים מזימות לדילול אוכלוסייה, להנדסת אקלים ואפילו לקירוב ביאת המשיח; אבל לאמיתו של דבר מדובר בצבירים של גבישי קרח זעירים. מקורם של הגבישים באדי המים הנפלטים ממנוע הסילון כתוצאה מתהליך בעירת הדלק במנוע. הסיבה לקפיאת האדים היא שילוב של טמפרטורה נמוכה (בסביבות 50 מעלות צלזיוס מתחת לאפס) ולחות מספיק גבוהה בגבהים שבהם טסים מטוסי סילון (12-10 קילומטר).

אדי המים הם לכאורה "ידידותיים לסביבה", אך למרבה הצער מכילים השובלים חומרים מזיקים משתי קבוצות. לקבוצה הראשונה שייכים חומרים הפוגעים באדם: תחמוצות חנקן (NOx) הפוגעות בעיקר בדרכי הנשימה, פחמן חד חמצני (CO), שהוא "הרוצח השקט" הפוגע בדרכי הנשימה ותפקוד הלב ועשוי להוביל לעילפון ולמוות, ועוד. הקבוצה השנייה כוללת חומרים כגון פחמן דו-חמצני (CO2) ומים, המעכירים את האטמוספירה בעננוּת החוסמת את פליטת החום מכדור הארץ וכך מגבירים את ההתחממות הגלובלית.

"תוצרי הלוואי של מטוסי הסילון ידועים לנו," מסביר פרופ' ישעיהו לוי מהפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל, "ותפקידנו כמהנדסים לספק פתרונות שיצמצמו אותם ככל האפשר. ראוי לציין שמנועי הסילון פולטים חומרים מזיקים גם על פני הקרקע – לקראת ההמראה ואחרי הנחיתה – ומייצרים גם רעש רב, הנחשב כיום לסוג של פליטה."

אופציית ההנעה החשמלית, הנכנסת בהדרגה לעולם התחבורה היבשתית, אינה רלוונטית בהקשר האווירי בגלל המרחקים הגדולים שהמטוס נדרש לגמוא ללא הטענה. לכן המשימה הרלוונטית היא שיפור ניצולת המנוע הסילוני והפחתת הפליטות שהוא גורם. פרופ' לוי, העומד בראש המעבדה למנועי סילון וטורבינות גז, ושותפו פרופ'-משנה בני ציקורל, עוסקים בהיבטים השונים הקשורים לכך. בין השאר הם השתתפו בפרויקט AHEAD שנועד לקדם הנעת מטוסים במימן ובגז טבעי מעובה; בהפחתת רעש המנוע באמצעות הגדלת קוטרו; בשינוי תהליכי הזרימה בתא הבעירה של המנוע ובהעלאת הטמפרטורה בתוך המנוע, צעדים המובילים להפחתת הזיהום הנפלט.

כיוון מחקר נוסף הנוגע לצמצום הפליטות הוא שימוש בדלקים צמחיים – מגמה הנבחנת גם בתחבורה יבשתית. "לכאורה, שריפת דלק צמחי אינה כרוכה בפליטת פחמן דו-חמצני, וזהו יתרון עצום. הבעיה היא שנכון לעכשיו, הפקה של דלקים כאלה יקרה יחסית. יתר על כן, 'גידולי אנרגיה' מתחרים בד"כ מבחינת שטחים ומים בגידולי מזון, ולכן יש התנגדות רבה לפיתוחם.

"ההחמרה המתמדת בתקנות הזיהום האווירי מחייבת את חברות התעופה להשקיע סכומי עתק בהכנסת שיפורים במנועי הסילון שלהן," מסביר פרופ' לוי, "והתפקיד שלנו הוא לפתח שיפורים כאלה בהתאם לאותן תקנות. ראוי לציין שתוך שנים לא רבות חלה התפתחות טכנולוגית המאפשרת הפחתה דרמטית (עד כ-90%) בפליטת תחמוצות חנקן ממטוסי סילון. עם זאת, הגידול במספר הטיסות דרמטי גם הוא, ואם לא נתקדם במהירות בשיפור המנועים, הנזק לאדם ולאטמוספירה ימשיך לגדול."