Airbus: как сделать голубое небо «зеленым»

Март 2020 г.

Автор: Джеймс Нертон, журналист-фрилансер

Airbus, одна из крупнейших авиастроительных компаний в мире, развивает целый ряд инициатив, направленных на борьбу с изменением климата. Они принесут пользу не только авиации, но и другим отраслям.

В феврале 2020 г. Компания Airbus показала MAVERIC («Модель самолета для проверки и экспериментирования надежных инновационных средств управления», Model Aircraft for Validation and Experimentation of Robust Innovative Controls), уменьшенную демонстрационную модель самолета со смешанным крылом. Революционный дизайн этой модели может обеспечить снижение потребления топлива на 20% по сравнению с узкофюзеляжными самолетами. (Фото предоставлено Airbus)

Борьба с изменением климата стала одним из приоритетов для авиационной промышленности по всему миру. Согласно оценкам, на сегодняшний день авиация является источником 3% выбросов углекислого газа (CO2). Однако с учетом того, что, по прогнозам, объем авиаперевозок в ближайшие 15–20 лет увеличится вдвое, уже сейчас необходимо принимать меры, чтобы сделать воздушный транспорт более экологичным.

Для авиационной отрасли характерна значительная сложность, так как в ней действует множество частных и государственных субъектов, включая коммерческие авиакомпании, компании — операторы частных самолетов и государственные агентства, а также производителей и поставщиков самолетов, двигателей, запасных частей и сопутствующей инфраструктуры.

Система интеллектуальной собственности способствует развитию инноваций и разработке новых технологий: во-первых, путем обеспечения охраны инвестиций в экологичные инновации, например через патенты, благодаря которым изобретатели получают исключительные права, а во-вторых — путем содействия распространению технологических активов через лицензирование, публикацию патентов, совместные НИОКР и другие формы сотрудничества.

Карстен Шпренгер, ведущий советник по правовым вопросам Airbus

Это значит, что лицензирование и передача технологий играют важную роль в обеспечении того, чтобы все участники отрасли получали преимущества инноваций, ориентированных на борьбу с изменением климата. Многие подобные инновации находят применение за пределами авиации. Благодаря правам интеллектуальной собственности (ИС) их можно лицензировать компаниям из совершенно других областей.

Конструкция разработанного Airbus демонстрационного летательного аппарата AlbatrossOne вдохновлена альбатросом, легендарной морской птицей, которая может парить много километров без взмахов крыльями. Это первый аппарат с крылом с подвижными законцовками, который был опробован в полете. Такая конструкция позволяет снизить сопротивление воздуха, влияние турбулентности и порывов ветра, а также уменьшить вес летательного аппарата. (Фото предоставлено Airbus)

Airbus, как крупнейший в мире производитель гражданских и военных самолетов, является лидером своей отрасли в том, что касается разработки и коммерциализации новых технологий, способствующих достижению экологических целей. На своем сайте компания заявляет: «Будущее за электрическими, автономными и безотходными самолетами. Компания Airbus уверена, что инновации могут помочь сделать мир более экологичным. Использование нестандартного подхода к вызовам сегодняшнего дня поможет нам построить экологически устойчивую авиацию будущего».

В последних моделях самолетов компании уже удалось добиться успехов в снижении уровня шума и выбросов. Например, у самолета A350 XWB расход топлива и объем выбросов CO2 на 25% меньше, чем у предыдущих поколений. Модель A330neo также обеспечивает 25-процентное преимущество в плане расхода топлива по сравнению с предыдущими самолетами того же класса.

Airbus использует новые технологии и создает будущее авиации. Проводя испытания революционных конфигураций самолетов, Airbus оценивает их потенциал с точки зрения жизнеспособности в будущем.

Жан-Брис Дюмон, исполнительный вице-президент по инжинирингу Airbus

Если говорить о будущем, то Airbus инвестирует в исследования и разработки (НИОКР) в различных областях, в том числе в создание более экологичных технологий (включая электроэнергетические), материалов и решений. Результаты могут полностью изменить авиационную отрасль. На Сингапурском авиасалоне, состоявшемся в феврале 2020 г., компания показала уменьшенную демонстрационную модель (2 м длиной и 3,2 м шириной) самолета MAVERIC («Модель самолета для проверки и экспериментирования надежных инновационных средств управления», Model Aircraft for Validation and Experimentation of Robust Innovative Controls). Этот самолет со смешанным крылом позволяет снизить выбросы углерода на 20% по сравнению с узкофюзеляжными самолетами. Представляя MAVERIC, Жан-Брис Дюмон, исполнительный вице-президент по инжинирингу, отметил: «Airbus использует новые технологии и создает будущее авиации. Проводя испытания революционных конфигураций самолетов, Airbus оценивает их потенциал с точки зрения жизнеспособности в будущем». Он добавил: «Нам нужны эти революционные технологии, чтобы справиться с экологическими проблемами. Это следующее поколение самолетов; мы изучаем его возможности». По мнению Дюмона, MAVERIC может «способствовать внесению изменений в архитектуру самолетов, что поможет сделать будущее авиационной отрасли экологичным».

Это интересно

За последние 50 лет, авиационная отрасль:

  • сократила расход топлива и объем выбросов CO2 из расчета на пассажиро-километр более чем на 80%;
  • снизила объем выбросов NOx на 90%;
  • снизила уровень шума на 75%.

По прогнозам, до 2036 г. объем воздушных перевозок будет расти на 4,4% в год. Для удовлетворения этого спроса потребуется построить 35 тыс. новых самолетов (по данным Airbus Global Market Forecast).

Airbus занимается разработкой электрических и гибридно-электрических систем с 2010 г., а в ноябре 2017 г. компания совместно с Rolls-Royce представила гибридно-электрический демонстрационный аппарат E-Fan X. (Фото предоставлено Airbus)

Как сделать авиацию экологически устойчивой

В соответствии с обязательствами, сформулированными на Конференции ООН по изменению климата в 2015 г. (Парижское соглашение), Инициативная группа по воздушному транспорту (ATAG) — независимый отраслевой орган, занимающийся вопросами экологически устойчивого роста, — поставила три цели в области охраны окружающей среды. Первая цель: повышать топливную эффективность глобального парка воздушных судов на 1,5% в год в период 2009–2020 гг. Эта цель уже достигнута, так как за этот срок удалось обеспечить снижение объема выбросов CO2 более чем на 2%. Вторая цель: начиная с 2020 г., ограничить объем чистых выбросов CO2 с помощью мер компенсации выбросов углерода. И третья цель: к 2050 г. обеспечить снижение объема выбросов CO2 вдвое по сравнению с 2005 г.

В основе этих целей лежат пять ключевых направлений действий в области климата: технологические инновации; оперативные улучшения; повышение эффективности инфраструктуры; обеспечение устойчивости авиационного топлива и применение рыночных мер для компенсации роста CO2.

С точки зрения достижения этих целей права ИС играют важную роль, особенно в плане содействия разработке новых технологий, которые могут сделать авиацию более эффективной, и изучения возможностей использования альтернативных видов топлива. Как отмечает ведущий советник по правовым вопросам Airbus Карстен Шпренгер: «Система интеллектуальной собственности способствует развитию инноваций и разработке новых технологий: во-первых, путем обеспечения охраны инвестиций в экологичные инновации, например через патенты, благодаря которым изобретатели получают исключительные права, а во-вторых — путем содействия распространению технологических активов через лицензирование, публикацию патентов, совместные НИОКР и другие формы сотрудничества».

«По мнению Airbus, действующая система ИС хорошо подготовлена для стимулирования "зеленых" инноваций. Она позволяет адаптировать стратегии в области ИС к задачам достижения экологических/"зеленых" целей», — отмечает Шпренгер. Также, по его словам, права ИС важны с точки зрения предоставления доступа к инновациям в разных отраслях: «Это особенно актуально для экологически устойчивых технологий, так как права ИС обеспечивают доступ к ним в самых разных секторах и отраслях по всему миру».

Направления инновационной деятельности

Airbus — это высоко инновационная компания. Ежегодно она тратит на НИОКР около 2 млрд евро. В 2019 г. объем ее самофинансируемых инвестиций в НИОКР составил 3,4 млрд евро, а число ученых и исследователей по всему миру превысило 1000 человек. В общей сложности компании принадлежит около 37 тыс. патентов на широкий спектр технологий. «Многие технические разработки Airbus в области "зеленых" технологий охраняются патентами», — отмечает Шпренгер.

В настоящее время сфера интересов компании включает следующие направления:

Экологичное авиационное топливо (SAF). Airbus изучает возможности для применения вместо керосина синтетического топлива, произведенного с использованием возобновляемой энергии. Такое топливо можно производить из переработанных материалов, таких как использованное масло для жарки, а также из сельскохозяйственных или муниципальных отходов. При этом его применение может снизить объем выбросов CO2 на 80%. С 2016 г. компания осуществляет перегоночные полеты на SAF в Тулузу (Франция), Мобил (США) и Гамбург (Германия). В сентябре 2018 г. компания Airbus стала первым в отрасли членом Совета по водородным технологиям. В декабре 2019 г. компания начала внедрять SAF для обеспечения своих потребностей в промышленной транспортировке.

Электрические и гибридно-электрические системы. Airbus занимается разработкой этих систем с 2010 г., а в 2017 г. компания совместно с Rolls-Royce представила гибридно-электрический демонстрационный аппарат E-Fan X. Его первый полет должен состояться в 2021 г. Также Airbus разрабатывает прототип под названием Vahana, который работает по принципу вертикального взлета и посадки. Это полностью электрический одноместный аппарат с поворотным крылом. На настоящий момент он совершил уже 80 испытательных полетов. Еще один прототип называется CityAirbus. Это полностью электрический четырехместный мультикоптер, первый взлет которого состоялся в мае 2019 г. Возможно, это автономное летающее такси будущего? В 2018 г. разработанный Airbus высотный псевдоспутник Zephyr, работающий на солнечной энергии, установил рекорд по времени непрерывного полета. Эта модель может произвести революционные изменения в том, как решаются оборонные, гуманитарные и экологические задачи по всему миру.

Новые экологичные материалы. Airbus изучает возможности широкого спектра материалов, включая легкие и функциональные композиты, такие как пластик, армированный углеродным волокном, (CFRP). Этот материал обладает большей усталостной и коррозийной стойкостью, а, следовательно, и большей эксплуатационной долговечностью, чем традиционные металлические материалы, а также имеет выдающиеся характеристики в плане экономии веса и расхода топлива. Кроме того, компания изучает возможности биологических материалов, таких как паутинный шелк, который отличается удивительной легкостью, большей прочностью, чем сталь, и большей выносливостью, чем кевлар. Использование этого материала может кардинально изменить проектирование самолетов. Также компания экспериментирует с новыми видами покрытий и сверхжаропрочными материалами и видами керамики. Такие новые покрытия и материалы, например покрытие на основе никеля и карбида вольфрама или новые металлические сплавы, могут использоваться на ключевых частях самолета (например, на компонентах крыла и лопатках турбины), обеспечивая более высокую эффективность и заменяя неэкологичные материалы.

Сотрудничество с партнерами

Airbus не только ведет обширную внутреннюю исследовательскую работу, но и сотрудничает с различными организациями посредством создания научно-технологических партнерств, которые, по мнению компании, способствуют ускорению и распространению инноваций. К числу таких партнерств относятся:

Программа «Чистое небо» (Clean Sky Programme). Это европейская инициатива по стимулированию авиационных исследований и инноваций, направленных на повышение экологичности воздушного транспорта и укрепление конкурентоспособности европейской авиационной отрасли. Цель этой программы заключается в содействии развитию технологий, обеспечивающих сокращение уровня шума, объем выбросов CO2 и парниковых газов. Компания Airbus, как один из крупнейших участников этой программы, является лидером в области разработки ряда новейших технологий, призванных помочь в достижении поставленных экологических целей.

UltraFan — это двигатель, разрабатываемый совместно с Rolls-Royce. Он обеспечивает 25-процентное повышение эффективности расхода топлива по сравнению с первым поколением двигателей Rolls-Royce Trent. Airbus и Rolls-Royce работают над интеграцией прототипа UltraFan в целях проведения летных испытаний (этот проект частично финансируется через программу Clean Sky), с тем чтобы в будущем устанавливать этот двигатель на воздушных судах.

BLADE («Перспективный ламинарный авиационный демонстратор в Европе», Breakthrough Laminar Aircraft Demonstrator in Europe). В рамках этого проекта Airbus руководит группой из 20 партнеров. Программа BLADE предполагает изменение формы, материалов и поверхности крыла в целях трансформации авиационной отрасли и снижения сопротивления воздуха на 50%. Этот проект является частью программы Clean Sky.

Крыло будущего (Wing of Tomorrow). Это крупнейшая исследовательская программа Airbus в мире. Она является результатом общеотраслевого партнерства, направленного на создание революционной структурной и системной архитектуры крыла из углеродного материала. Цель проекта заключается в том, чтобы сымитировать технику полета альбатроса, легендарной морской птицы, которая, как никакая другая птица, может парить сотни километров без взмахов крыльями. Затем на этой основе предполагается разработать более легкое и эффективное с точки зрения расхода топлива воздушное судно.

MOZAIC. Вместе с шестью другими авиакомпаниями (Lufthansa, China Airlines, Air France, Iberia, Cathay Pacific и Air Namibia) Airbus принимает участие в программе измерения озонового слоя. Для этого используются семь широкофюзеляжных самолетов, оснащенных измерительными приборами, которые позволяют собирать данные о концентрации в воздухе озона, водяных паров и монооксида углерода.

Airbus изучает возможности множества новых материалов, включая пластик, армированный углеродным волокном, (CFRP), который легче алюминия, прочнее железа и более устойчив к коррозии, чем оба эти материала. На фотографии показана деталь самолета, которая проходит через высокотехнологичный механизм, сплетающий определенным образом углеродное волокно.(Фото предоставлено Airbus)

Airbus использует свои патенты и другие права ИС в рамках сотрудничества с партнерами. Карстен Шпренгер отмечает: «В области работы над электрическим двигателем Airbus использует права ИС в контексте взаимодействия с партнерами по НИОКР, чтобы создавать взаимодополняющие сферы применения. Например, права пользования могут предоставляться Airbus для применения в сфере воздушного транспорта и одному из партнеров для применения в сфере наземного транспорта. Это поддерживает те существенные инвестиции, которые требуют некоторые из подобных технологий, и обеспечивает более широкое распространение результатов».

Более того, по словам Шпренгера, права ИС могут лицензироваться в других отраслях, что позволяет добиться всесторонней реализации потенциала инноваций: «Мы используем лицензионные соглашения, чтобы сделать доступными те технологии, которые были изначально разработаны Airbus для авиации, в "зеленых" отраслях, таких как ветровая энергетика».

Развитие стратегии в области ИС

Как отмечает Шпренгер, права ИС могут использоваться самыми разными способами, а значит, нет простого ответа на вопрос о предоставляемых ими преимуществах: «Есть буквально сотни контекстуальных случаев практического использования, [которые показывают,] как компания может использовать права ИС. Получаемые выгоды всегда зависят от того, какие цели преследует владелец прав ИС». Он добавляет: «Что касается инноваций, направленных на строительство "зеленого" будущего, то мы ожидаем, что глобальное потепление и экологические проблемы, возможно, станут отправной точкой для разработки стратегий ИС, адаптированных с учетом технологических, экологических и политических целей тех субъектов, которые ведут работу в области "зеленых" технологий».

«Журнал ВОИС» призван помочь читателям улучшить свое понимание интеллектуальной собственности и деятельности ВОИС и не является официальным документом ВОИС. Используемые в этой публикации обозначения и представляемые материалы никоим образом не выражают мнение ВОИС относительно правового статуса каких бы то ни было стран, территорий или районов или их органов власти или относительно делимитации их границ. Данная публикация не преследует цели отразить точку зрения государств-членов или Секретариата ВОИС. Упоминание в публикации конкретных компаний или продуктов определенных производителей не означает, что ВОИС их поддерживает или рекомендует или отдает им предпочтение перед другими аналогичными компаниями и продуктами, которые в материалах не упомянуты.