基于修正Gaussian Puff模型的飞机LTO循环PM_(2.5)排放及扩散特性研究

为评估飞机细颗粒物(PM_(2.5))排放对机场周边环境的影响,构建了飞机起飞着陆(LTO)循环排放及扩散特性评估模型.首先基于机载QAR数据中的空燃比、燃烧室入口温度等热力学参数,采用一阶近似-形成氧化法的耦合模型(FOA-FOX)对细颗粒物排放特性进行评估;然后建立飞机LTO循环坐标系,结合航空器运行特征对Gaussian Puff模型进行修正,将实时排放强度及气象数据作为输入源,计算LTO循环不同时刻下的扩散浓度分布,分析影响扩散浓度的因素;最后结合计算结果,对上海浦东国际机场进行污染物监测点的布局.结果表明:LTO循环的PM_(2.5)排放强度约为38.61~845.78 mg·s^(-1),进近和起飞爬升阶段高于滑行阶段;进近后期、滑行阶段及起飞初期的扩散浓度对人群影响较大,下风向4000 m几乎不构成污染;风速增加、大气稳定度降低会不同程度地增大扩散速率.

飞机排放对机场周边环境的影响研究

为真实有效地评估航空排放污染物对机场及其周边环境的影响,构建了多因素融合下的飞机LTO(landing and take-off,起飞降落着陆)循环排放污染物扩散评估模型。依据机载QAR(quick access recorder,快速存取记录器)数据中表征发动机实际运行的诸多参数,准确获取污染物排放量,进而确定实时排放源强;建立飞行坐标系,结合飞机实际运行状况及机场周边环境因素对Gaussian puff模型进行修正。依据飞机不同飞行阶段下排放污染物质量浓度分布,确定了污染物扩散趋势,进而完成:①排放污染物扩散质量浓度超标地理范围确定;②排放污染物对常见区域影响分析;③多架次飞机排放污染物叠加扩散影响分析;④排放污染物质量浓度监测点设置。通过计算得出装配GE90-115B型发动机的B777-300ER飞机LTO循环中排放污染物扩散峰值质量浓度主要集中在26.05~576 mg/m^(3)范围内,进近阶段污染物排放高度集中在446.49~593.67 m,下风向污染物质量浓度超标地理范围为0~647 m;起飞爬升阶段污染物排放高度集中在起飞前期1.34~96.03 m,下风向污染物质量浓度超标地理范围为0~127 m。下风向管制区域647~1000 m污染物扩散质量浓度未超标,但对环境造成的影响不可忽视。