В Казани придумали, как увеличить ресурс двигателей пассажирских самолетов
Новая конструкция топливных форсунок авиационных воздушно-реактивных двигателей с системой охлаждения без применения и с применением электростатических полей от ученых КНИТУ-КАИ имени А. Н Туполева и Центрального института авиационного моторостроения имени П .И. Баранова предотвратит образование в них твердого углеродистого осадка. Конструктивные схемы включают наружную рубашку охлаждения с каналами особой геометрии.
В современных реактивных двигателях гражданских самолетов существует серьезная проблема — образование твердых углеродистых отложений на деталях топливных форсунок. При нагреве во время работы двигателя в жидком углеводородном топливе начинаются сложные физико-химические процессы. Экспериментально установлено, что при температуре выше 40 градусов Цельсия в топливе появляются заряженные частицы, а при 100 градусах формируются диполи, активно участвующие в образовании углеродистого осадка.
«Твердые углеродистые отложения приводят к частичному или полному закоксовыванию каналов форсунки. В результате снижается тяга двигателя, нарушается процесс распыления топлива, что может вызвать прогар жаровой трубы с дальнейшим пожаром и взрывом всего самолета. Все это существенно уменьшает ресурс и надежность силовой установки, а в критических случаях может привести к аварийным ситуациям», — поясняет профессор Виталий Алтунин.
Для решения этой проблемы ученые разработали новую конструкцию форсунки с наружной рубашкой охлаждения. Внутренняя поверхность рубашки выполнена в виде конической резьбы с высотой зубьев 3-5 миллиметров, что позволяет ограничивать дальнейший рост углеродистых отложений и обеспечивать работоспособность форсунки.
В ходе исследований выяснилось, что магнитные поля слабо влияют на процесс образования отложений, тогда как электростатические поля показали высокую эффективность в предотвращении осадкообразования. Поэтому в конструкции предусмотрена система создания электростатического поля.
Разработанная система охлаждения может работать как в режиме естественной конвекции, так и с применением вынужденной конвекции за счет электрического ветра, создаваемого электростатическим полем. Это обеспечивает эффективный теплообмен и поддерживает температуру внутренних деталей форсунки ниже критического значения в 100 градусов Цельсия.
Конструкция также предусматривает возможность использования как жидкого, так и газообразного топлива, включая метан. Технические решения защищены патентами России №2759818 и №2759819.
Результаты исследований представлены на научных Чтениях памяти К.Э. Циолковского. Разработка может применяться не только в гражданской авиации, но и в аэрокосмической и космической отрасли — для двигателей многоразовых космических аппаратов, а также для наземных энергетических установок, использующих углеводородное топливо.
Исследования проводились при поддержке КНИТУ-КАИ и ЦИАМ в рамках программы развития научно-технического потенциала отечественного авиадвигателестроения.
Разработку создали ученые Казанского национального исследовательского технического университета имени А. Н. Туполева — КАИ (КНИТУ-КАИ) совместно со специалистами Центрального института авиационного моторостроения имени П .И. Баранова (ЦИАМ, г. Москва). Научный коллектив возглавил доктор технических наук, профессор КНИТУ-КАИ, академик Российской академии космонавтики имени К.Э. Циолковского (РАКЦ), президент Казанского регионального отделения РАКЦ, Заслуженный изобретатель Республики Татарстан, Виталий Алтунин. В работе также участвовали доктор технических наук Константин Алтунин, аспиранты Марат Абдуллин, Константин Пронин, Никита Баданов и другие сотрудники университета.
Telegram 
Дзен 
VK 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.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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.
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