Interfax-Russia.ru - Томские ученые собрали и запустили пилотную установку для тестирования авиационного топлива. Сейчас на стенде проводят первые эксперименты.
Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) разработали пилотный стенд для тестирования перспективных и традиционных видов авиационного топлива на малых копиях газотурбинных двигателей гражданской авиации.
"Лабораторный стенд состоит из двух газотурбинных двигателей различной тяговой силы, способных перевозить грузы весом до 18 и 25 килограмм. На основных элементах стенда установлены сенсоры для измерения температуры, давления, расхода жидкости, тяговой силы, концентрации антропогенных выбросов, интенсивности шума и вибрации. Все эти характеристики выводятся на мнемосхему в режиме реального времени и позволяют в динамике оценить их изменения при работе на разном топливе с учетом смены режима эксплуатации", - сообщила пресс-служба университета.
По словам руководителя проекта, заведующего лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павла Стрижака, авиационные двигатели для тестирования жидкого топлива он и его коллеги применили впервые. До этого подобных установок в вузе не было.
"Сейчас стенд введен в эксплуатацию, проведены первые испытания с традиционным топливом - керосином ТС-1. Параллельно вместе с научной группой отделения химической инженерии ТПУ под руководством профессора Елены Ивашкиной мы приступили к разработке экологичных синтетических авиационных жидких (SAF) топлив. Планируем на наших стендах тестировать новые топлива в разных режимах работы установок", - пояснил он.
По данным ТПУ, на установке можно проводить испытания разных видов топлива, которые предварительно протестировали по физико-химическим свойствам, и которые соответствуют стандартам и нормативам реактивного топлива, получаемого как в результате современной глубокой переработки нефти, так и из остатков и отходов экономики замкнутого цикла (животные жиры, использованные кулинарные жиры, растительные масла, микроводоросли и другое).
"Кроме физико-химических свойств топлива важными являются эксплуатационные свойства, которые должны соответствовать требованиям программы испытаний. Наша новая установка с малоразмерными газотурбинными двигателем позволяет решать задачу по анализу таких свойств и проводить сравнительные комплексные испытания топлив по характеристикам их горения", - отметил в свою очередь ответственный исполнитель проекта, инженер лаборатории тепломассопереноса ТПУ Дмитрий Антонов.
По его словам, ученые планируют разработать соответствующие стандарты Томского политехнического университета по тестированию разных видов топлива.
"Это позволит вузу стать одной из немногих площадок в стране по предоставлению таких услуг", - отметил Антонов.
Также в планах ученых испытать разные виды топлива в разных режимах работы двигательных установок, чтобы найти наиболее рациональные топливные композиции и условия их сжигания. В перспективе специалисты намерены разработать цифровые двойники двигательных установок для работы с новыми видами топлива.
"В ТПУ есть все условия для создания уникальной базы данных с характеристиками процессов хранения, транспорта, распыления, испарения, зажигания и горения топлив разного компонентного состава. За счет применения нейросети мы будем генерировать рекомендации по выбору компонентного состава топлив, технологий синтеза последних, а также режимов использования для достижения повышенных экологических, экономических, энергетических и эксплуатационных характеристик", - отметил Стрижак.
Ранее сообщалось, что исследователи Томского политеха работают над созданием альтернативного - более экологичного и функционального - топлива для авиации.
"Важно создать перспективное композиционное топливо с учетом ряда экологических, экономических, энергетических и технологических индикаторов. Использование смеси традиционного керосина ТС-1 и нового синтетического топлива позволит достичь совокупности этих показателей авиатоплива", - сообщал Дмитрий Антонов.
В 2022 году ученые разработали математические модели для изучения характеристик нагрева и испарения капель в камерах сгорания авиадвигателей. Эти модели позволяют достоверно прогнозировать характеристики прогрева, испарения и зажигания новых видов топлива с последующим формированием топливовоздушной смеси.
"Кроме того, мы планируем внедрение новых эффектов вторичного измельчения капель непосредственно в камерах сгорания за счет реализации микровзрывов. Фрагментация капель в режиме микровзрыва достигается за счет вовлечения в состав углеводородного топлива воды - дополнительного менее летучего компонента с более низкой температурой кипения", - сказал Антонов.
В результате, по его словам, можно получить более сложную и эффективную топливную композицию "капля в капле", где в качестве ядра выступает вода, а топливо - в качестве оболочки.
"При реализации микровзрывов повышается полнота выгорания топлива до 5-7%, улучшаются характеристики смешения паров топлива и воздуха, снижаются концентрации антропогенных выбросов до 20%", - добавил специалист.
Чтобы выяснить, как новое топливо повлияет на рабочие характеристики двигательной установки, ученые как раз и создали комбинированный экспериментальный стенд для испытания малогабаритных газотурбинных двигателей с разными характеристиками тяги и геометрическим размерами.
"Конечная цель наших исследований - разработка научных основ создания композиционного синтетического авиационного топлива, удовлетворяющего современным требованиям по экологическим, экономическим, энергетическим и технологическим характеристикам", - сказал ученый.
В свою очередь в Омском государственном политехническом университете (ОмГТУ) придумали многозадачный двигатель для космических аппаратов, который может работать на спиртоводяной смеси.
"Спиртоводяная смесь поступает из топливного бака в элементы автоматики и попадает в микродвигатель. Он состоит из большого числа газовых каналов и нагревателя. При подаче напряжения микродвигатель разогревается, топливо испаряется, образованный пар перегревается и создает силу тяги", - пояснил старший преподаватель кафедры "Авиа и ракетостроение" ОмГТУ Антон Лукьянчик.
По его словам, необходимые комплектующие для создания опытных образцов двигательной установки университет получил еще в конце 2022 года. Сейчас специалисты занимаются их сборкой. К концу 2023 года они планируют провести испытания в вакуумной камере.
Закон о тишине в Томской области может быть ужесточен