Пермские ученые придумали, как сделать безопаснее отечественные двигатели для самолетов
Чаще всего газотурбинные двигатели используют в авиации. Но и на земле им находят применение в газотурбинных установках на газоперекачивающих станциях. При их работе, из камеры сгорания в атмосферу выбрасываются продукты горения топлива, такие как оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды. Все это негативно сказывается на окружающей среде. Ученые Пермского Политеха предложили в новых, более экологичных двигателях с малоэмиссионными камерами сгорания использовать систему автоматического управления, которая будет осуществлять мониторинг процесса организации горения, что позволит избежать аварийных режимов работы двигателя и обеспечит экологическую безопасность. Алгоритм управления включает встроенную полуэмпирическую математическую модель камеры сгорания, разработанную на основе физического уравнения Зельдовича, которая выполняет функцию виртуального сенсора для контроля за выбросами вредных веществ.
Разработка выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника».
«Очевидно, что, чем больше топлива в топливовоздушной смеси, тем быстрее летит самолет, но тем больше выброс вредных веществ в атмосферу. Чтобы обеспечить экологические требования и при этом не терять скорость и мощность двигателя, в двигателях нового поколения используется малоэмиссионная камера сгорания, которая работает с обедненной топливовоздушной смесью.
Она содержит в себе малое количество топлива. Однако с определенного момента снижения количества топлива, в камере сгорания наблюдается срыв пламени. Это аварийный режим для двигателя. Приближение к такому моменту колебания пламени (виброгорению) характеризуют пульсации давления в жаровых трубах. Чем больше колебания по амплитуде, тем ближе срыв пламени», — объясняет доцент кафедры конструирования и технологий в электротехнике Татьяна Кузнецова.
Чтобы контролировать дынные процессы политехники разработали систему автоматического управления, которая способна прогнозировать выбросы оксидов азота и углерода в атмосферу из камеры сгорания и пульсацию давления в жаровых трубах в зависимости от потребляемого топлива. Это происходит с помощью вероятностной матмодели, построенной по термическому механизму Зельдовича, которая по данным с датчиков вычисляет неизмеряемую величину эмиссии оксидов азота.
Проведенные исследования позволили повысить точность модели. Уточнение производилось за счет учета неоднородности процесса горения в жаровых трубах. Для этого был проведен корреляцонный анализ предоставленных экспериментальных данных с помощью разработанного ПО на Python.
В результате был сформулирован количественный критерий, позволяющий оценивать качество организации горения в камере сгорания. В качестве такого количественного критерия выступает коэффициент корреляции Пирсона, который позволяет уточнить величину отклонения от ожидаемого состава топливовоздушной смеси для индивидуальной жаровой трубы или горелки. Эти значения используются в вероятностной математической модели генерации оксидов азота на основе уравнения Зельдовича.
«Эффективность модели подтверждается сопоставлением расчетов с экспериментальными показателями эмиссии оксидов азота при работе двигателя. Поэтому можно смело говорить о том, что система управления снизит выброс вредных веществ и поможет избежать аварийных режимов работы двигателя», — поделился профессор кафедры авиационных двигателей Валерий Августинович. По словам специалистов, стендовые испытания на имитаторе двигателя были проведены в АО «ОДК-Авиадвигатель».
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно