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 Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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