A new aircraft architecture based on the ACHEON Coanda effect nozzle: flight model and energy evaluation

Purpose Aeronautic transport has an effective necessity of reducing fuel consumption and emissions to deliver efficiency and competitiveness driven by today commercial and legislative requirements. Actual aircraft configurations scenario allows envisaging the signs of a diffused technological maturity and they seem very near their limits. This scenario clearly shows the necessity of radical innovations with particular reference to propulsion systems and to aircraft architecture consequently. Methods This paper presents analyses and discusses a promising propulsive architecture based on an innovative nozzle, which allows realizing the selective adhesion of two impinging streams to two facing jets to two facing Coanda surfaces. This propulsion system is known with the acronym ACHEON (Aerial Coanda High Efficiency Orienting Nozzle). This paper investigates how the application of an all-electric ACHEONs propulsion system to a very traditional commuter aircraft can improve its relevant performances. This paper considers the constraints imposed by current state-of-the-art electric motors, drives, storage and conversion systems in terms of both power/energy density and performance and considers two different aircraft configurations: one using battery only and one adopting a more sophisticated hybrid cogeneration. The necessity of producing a very solid analysis has forced to limit the deflection of the jet in a very conservative range (±15°) with respect to the horizontal. This range can be surely produced also by not optimal configurations and allow minimizing the use of DBD. From the study of general flight dynamics equations of the aircraft in two-dimensional form it has been possible to determine with a high level of accuracy the advantages that ACHEON brings in terms of reduced stall speed and of reduced take-off and landing distances. Additionally, it includes an effective energy analysis focusing on the efficiency and environmental advantages of the electric ACHEON based propulsion by assuming the today industrial grade high capacity batteries with a power density of 207 Wh/kg. Results It has been clearly demonstrated that a short flight could be possible adopting battery energy storage, and longer duration could be possible by adopting a more sophisticated cogeneration system, which is based on cogeneration from a well-known turboprop, which is mostly used in helicopter propulsion. This electric generation system can be empowered by recovering the heat and using it to increase the temperature of the jet. It is possible to transfer this considerable amount of heat to the jet by convection and direct fluid mixing. In this way, it is possible to increase the energy of the jets of an amount that allows more than recover the pressure losses in the straitening section. In this case, it is then possible to demonstrate an adequate autonomy of flight and operative range of the aircraft. The proposed architecture, which is within the limits of the most conservative results obtained, demonstrates significant additional benefits for aircraft manoeuvrability. In conclusion, this paper has presented the implantation of ACHEON on well-known traditional aircraft, verifying the suitability and effectiveness of the proposed system both in terms of endurance with a cogeneration architecture and in terms of manoeuvrability. It has demonstrated the potential of the system in terms of both takeoff and landing space requirements. Conclusions This innovation opens interesting perspectives for the future implementation of this new vector and thrust propulsion system, especially in the area of greening the aeronautic sector. It has also demonstrated that ACHEON has the potential of renovating completely a classic old aircraft configuration such as the one of Cessna 402

Landbouwpraktijk en waterkwaliteit in Nederland; toestand (2016-2019) en trend (1992-2019)

The Nitrate rapport 2020 containing the results of monitoring effects of the EU Nitrates Directive action programmes. Over the past thirty years, the Netherlands government has taken measures to reduce nitrogen and phosphorus concentrations. This has improved the quality of ground and surface water. However water quality is not yet adequate everywhere. The nitrate concentration is too high in the upper metre of groundwater of more than half of the farms in the Sand and Loess regions. This also applies to the upper metre of groundwater in more than 30 of the approximately 200 groundwater protection areas. Also, a large part of the surface waters is not yet of the desired quality, and the concentrations of nitrogen and phosphorus are too high. After 2015, the excess of nitrogen and phosphorus increased. Since 2018 this has been reinforced by the dry summers. During drought, plants grow less well, so that they take up less nitrogen and phosphorus from the soil. Also less nitrate is broken down in the soil, which means that more leaches to ground and surface water. For example, the nitrate concentration in ditch water on farms doubled in the period 2016 to 2019. Nevertheless, the nitrate concentration in ground and surface water in this period was on average lower than in the four years before. Nitrogen and phosphorus are substances in fertilisers that farmers use to make crops grow better. An excess of nitrogen and phosphorus can leach to ground and surface water and pollute it. Nitrate is one of the forms in which nitrogen occurs in the soil and water. The improved water quality is mainly due to farmers having used increasingly less fertiliser. This reduced the excess of nitrogen and phosphorus in the soil. This also means that less nitrate leaches with rainwater to deeper layers in the soil and ends up in the groundwater. The less nitrogen and phosphorus there is in soil and groundwater, the less flows to surface water. It is important to have clean ground and surface water that can be used for the production of drinking water. Clean surface water also ensures that a larger variety of plants and animals can live in the water.De Nitraatrapportage 2020 met de resultaten van de monitoring van de effecten van de EU Nitraatrichtlijn actieprogramma’s. De afgelopen dertig jaar heeft de Nederlandse overheid maatregelen genomen waardoor de concentraties stikstof en fosfor sterk zijn gedaald. Hierdoor is de kwaliteit van het grond- en oppervlaktewater verbeterd. Maar de waterkwaliteit is nog niet overal voldoende. In de bovenste meter van het grondwater van meer dan de helft van de landbouwbedrijven in de Zand- en Lössregio is de nitraatconcentratie te hoog. Dit geldt ook voor de bovenste meter van het grondwater in ruim dertig van de circa 200 grondwaterbeschermingsgebieden. Ook voldoet een groot deel van de oppervlaktewateren nog niet aan de gewenste kwaliteit en zijn de concentraties stikstof en fosfor er te hoog. Na 2015 neemt het teveel aan stikstof en fosfor toe. Dit is vanaf 2018 versterkt door de droge zomers. Bij droogte groeien planten minder goed, waardoor ze minder stikstof en fosfor uit de bodem opnemen. Ook wordt er minder nitraat in de bodem afgebroken en spoelt er meer weg naar het grond- en oppervlaktewater. Zo verdubbelde de nitraatconcentratie in het slootwater op landbouwbedrijven in de periode 2016 tot en met 2019. Toch was de nitraatconcentratie in het grond- en oppervlaktewater in deze periode gemiddeld genomen lager dan in de vier jaar ervoor. Stikstof en fosfor zijn stoffen in mest die landbouwbedrijven gebruiken om gewassen beter te laten groeien. Een teveel aan stikstof en fosfor kan wegspoelen naar het grond- en oppervlaktewater en dat vervuilen. Nitraat is een van de vormen waarin stikstof voorkomt in de bodem en het water. De verbeterde waterkwaliteit komt vooral doordat boeren steeds minder mest zijn gaan gebruiken. Hierdoor nam het te veel aan stikstof en fosfor in de bodem af. Dit betekent ook dat er minder nitraat met regenwater wegzakt naar diepere lagen in de bodem en zo in het grondwater terechtkomt. Hoe minder stikstof en fosfor in de bodem en in het grondwater zit, hoe minder er naar het oppervlaktewater stroomt. Het is belangrijk om schoon grond- en oppervlaktewater te hebben waar drinkwater van kan worden gemaakt. Ook zorgt schoon oppervlaktewater ervoor dat er meer verschillende planten en dieren kunnen leven in het water.Ministerie van I&W; Ministerie van LN

Agricultural practices and water quality in the Netherlands; status (2016-2019) and trend (1992-2019) : The Nitrate rapport 2020 containing the results of monitoring effects of the EU Nitrates Directive action programmes

De afgelopen dertig jaar heeft de Nederlandse overheid maatregelen genomen waardoor de concentraties stikstof en fosfor sterk zijn gedaald. Hierdoor is de kwaliteit van het grond- en oppervlaktewater verbeterd. Maar de waterkwaliteit is nog niet overal voldoende. In de bovenste meter van het grondwater van meer dan de helft van de landbouwbedrijven in de Zand- en Lössregio is de nitraatconcentratie te hoog. Dit geldt ook voor de bovenste meter van het grondwater in ruim dertig van de circa 200 grondwaterbeschermingsgebieden. Ook voldoet een groot deel van de oppervlaktewateren nog niet aan de gewenste kwaliteit en zijn de concentraties stikstof en fosfor er te hoog. Na 2015 neemt het teveel aan stikstof en fosfor toe. Dit is vanaf 2018 versterkt door de droge zomers. Bij droogte groeien planten minder goed, waardoor ze minder stikstof en fosfor uit de bodem opnemen. Ook wordt er minder nitraat in de bodem afgebroken en spoelt er meer weg naar het grond- en oppervlaktewater. Zo verdubbelde de nitraatconcentratie in het slootwater op landbouwbedrijven in de periode 2016 tot en met 2019. Toch was de nitraatconcentratie in het grond- en oppervlaktewater in deze periode gemiddeld genomen lager dan in de vier jaar ervoor. Stikstof en fosfor zijn stoffen in mest die landbouwbedrijven gebruiken om gewassen beter te laten groeien. Een teveel aan stikstof en fosfor kan wegspoelen naar het grond- en oppervlaktewater en dat vervuilen. Nitraat is een van de vormen waarin stikstof voorkomt in de bodem en het water. De verbeterde waterkwaliteit komt vooral doordat boeren steeds minder mest zijn gaan gebruiken. Hierdoor nam het te veel aan stikstof en fosfor in de bodem af. Dit betekent ook dat er minder nitraat met regenwater wegzakt naar diepere lagen in de bodem en zo in het grondwater terechtkomt. Hoe minder stikstof en fosfor in de bodem en in het grondwater zit, hoe minder er naar het oppervlaktewater stroomt. Het is belangrijk om schoon grond- en oppervlaktewater te hebben waar drinkwater van kan worden gemaakt. Ook zorgt schoon oppervlaktewater ervoor dat er meer verschillende planten en dieren kunnen leven in het water.Over the past thirty years, the Netherlands government has taken measures to reduce nitrogen and phosphorus concentrations. This has improved the quality of ground and surface water. However water quality is not yet adequate everywhere. The nitrate concentration is too high in the upper metre of groundwater of more than half of the farms in the Sand and Loess regions. This also applies to the upper metre of groundwater in more than 30 of the approximately 200 groundwater protection areas. Also, a large part of the surface waters is not yet of the desired quality, and the concentrations of nitrogen and phosphorus are too high. After 2015, the excess of nitrogen and phosphorus increased. Since 2018 this has been reinforced by the dry summers. During drought, plants grow less well, so that they take up less nitrogen and phosphorus from the soil. Also less nitrate is broken down in the soil, which means that more leaches to ground and surface water. For example, the nitrate concentration in ditch water on farms doubled in the period 2016 to 2019. Nevertheless, the nitrate concentration in ground and surface water in this period was on average lower than in the four years before. Nitrogen and phosphorus are substances in fertilisers that farmers use to make crops grow better. An excess of nitrogen and phosphorus can leach to ground and surface water and pollute it. Nitrate is one of the forms in which nitrogen occurs in the soil and water. The improved water quality is mainly due to farmers having used increasingly less fertiliser. This reduced the excess of nitrogen and phosphorus in the soil. This also means that less nitrate leaches with rainwater to deeper layers in the soil and ends up in the groundwater. The less nitrogen and phosphorus there is in soil and groundwater, the less flows to surface water. It is important to have clean ground and surface water that can be used for the production of drinking water. Clean surface water also ensures that a larger variety of plants and animals can live in the water.Ministerie van I&W ; Ministerie van LN

Landbouwpraktijk en waterkwaliteit in Nederland; toestand (2016-2019) en trend (1992-2019) : De Nitraatrapportage 2020 met de resultaten van de monitoring van de effecten van de EU Nitraatrichtlijn actieprogramma's

De afgelopen dertig jaar heeft de Nederlandse overheid maatregelen genomen waardoor de concentraties stikstof en fosfor sterk zijn gedaald. Hierdoor is de kwaliteit van het grond- en oppervlaktewater verbeterd. Maar de waterkwaliteit is nog niet overal voldoende. In de bovenste meter van het grondwater van meer dan de helft van de landbouwbedrijven in de Zand- en Lössregio is de nitraatconcentratie te hoog. Dit geldt ook voor de bovenste meter van het grondwater in ruim dertig van de circa 200 grondwaterbeschermingsgebieden. Ook voldoet een groot deel van de oppervlaktewateren nog niet aan de gewenste kwaliteit en zijn de concentraties stikstof en fosfor er te hoog. Na 2015 neemt het teveel aan stikstof en fosfor toe. Dit is vanaf 2018 versterkt door de droge zomers. Bij droogte groeien planten minder goed, waardoor ze minder stikstof en fosfor uit de bodem opnemen. Ook wordt er minder nitraat in de bodem afgebroken en spoelt er meer weg naar het grond- en oppervlaktewater. Zo verdubbelde de nitraatconcentratie in het slootwater op landbouwbedrijven in de periode 2016 tot en met 2019. Toch was de nitraatconcentratie in het grond- en oppervlaktewater in deze periode gemiddeld genomen lager dan in de vier jaar ervoor. Stikstof en fosfor zijn stoffen in mest die landbouwbedrijven gebruiken om gewassen beter te laten groeien. Een teveel aan stikstof en fosfor kan wegspoelen naar het grond- en oppervlaktewater en dat vervuilen. Nitraat is een van de vormen waarin stikstof voorkomt in de bodem en het water. De verbeterde waterkwaliteit komt vooral doordat boeren steeds minder mest zijn gaan gebruiken. Hierdoor nam het te veel aan stikstof en fosfor in de bodem af. Dit betekent ook dat er minder nitraat met regenwater wegzakt naar diepere lagen in de bodem en zo in het grondwater terechtkomt. Hoe minder stikstof en fosfor in de bodem en in het grondwater zit, hoe minder er naar het oppervlaktewater stroomt. Het is belangrijk om schoon grond- en oppervlaktewater te hebben waar drinkwater van kan worden gemaakt. Ook zorgt schoon oppervlaktewater ervoor dat er meer verschillende planten en dieren kunnen leven in het water

Agricultural practices and water quality in the Netherlands; status (2016-2019) and trend (1992-2019)

The Nitrate rapport 2020 containing the results of monitoring effects of the EU Nitrates Directive action programmes. Over the past thirty years, the Netherlands government has taken measures to reduce nitrogen and phosphorus concentrations. This has improved the quality of ground and surface water. However water quality is not yet adequate everywhere. The nitrate concentration is too high in the upper metre of groundwater of more than half of the farms in the Sand and Loess regions. This also applies to the upper metre of groundwater in more than 30 of the approximately 200 groundwater protection areas. Also, a large part of the surface waters is not yet of the desired quality, and the concentrations of nitrogen and phosphorus are too high. After 2015, the excess of nitrogen and phosphorus increased. Since 2018 this has been reinforced by the dry summers. During drought, plants grow less well, so that they take up less nitrogen and phosphorus from the soil. Also less nitrate is broken down in the soil, which means that more leaches to ground and surface water. For example, the nitrate concentration in ditch water on farms doubled in the period 2016 to 2019. Nevertheless, the nitrate concentration in ground and surface water in this period was on average lower than in the four years before. Nitrogen and phosphorus are substances in fertilisers that farmers use to make crops grow better. An excess of nitrogen and phosphorus can leach to ground and surface water and pollute it. Nitrate is one of the forms in which nitrogen occurs in the soil and water. The improved water quality is mainly due to farmers having used increasingly less fertiliser. This reduced the excess of nitrogen and phosphorus in the soil. This also means that less nitrate leaches with rainwater to deeper layers in the soil and ends up in the groundwater. The less nitrogen and phosphorus there is in soil and groundwater, the less flows to surface water. It is important to have clean ground and surface water that can be used for the production of drinking water. Clean surface water also ensures that a larger variety of plants and animals can live in the water