«Зеленые» технологии для авиадвигателей обсудили в ЦИАМ

На научно-информационном совещании в Центральном институте авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») обсудили технологии повышения экологичности авиационных двигателей.

Один из ключевых экологических трендов – это применение альтернативных авиационных топлив. Эмиссия вредных веществ перспективными двигателями, работающими на таких топливах, стала темой доклада представителя Российской Федерации в Комитете по охране окружающей среды от воздействия авиации (CAEP) ИКАО, начальника сектора ЦИАМ. Докладчик отметил, что в актуальных исследованиях ИКАО воздействие на климат самолетов на альтернативных топливах (таких, как водород, SAF (устойчивое авиационное топливо, англ. sustainable aviation fuel) и др.) определяется не столько выбросами CO2, сколько другими вредными выбросами: водяного пара, NOx, серы, сажи и др. При этом для корректного сравнения продуктов сгорания традиционных и альтернативных топлив в мировой практике принято использовать эмиссию за полный жизненный цикл топлива (от добычи/выращивания до сжигания в полете).

При сжигании водорода образуется значительно больше водяного пара, чем при сжигании авиакеросина, в связи с чем одним из главных факторов воздействия «водородных» самолетов на климат является образование инверсионных (конденсационных) следов. В ближайшие годы зарубежные компании планируют начать испытания по изучению образования таких следов при использовании водородных топливных элементов и способов воздействия на воздушный поток с целью снижения их образования.

В последнее время за рубежом активно ведутся комплексные расчетные и экспериментальные исследования выбросов двигателей на водороде и на «экологически чистом» (100%-ном) SAF. Докладчик проанализировал основные европейские научно-исследовательские проекты, в том числе:

- «Blue Condor» – анализ влияния горения водорода в ГТД на свойства инверсионного следа самолета и на эмиссию NOx;

- ECLIF3 и VOLCAN – оба проекта нацелены на исследование вредных выбросов и инверсионного следа при использовании 100%-ного SAF. Экспериментальная часть включает в себя наземные и летные испытания с использованием летающих лабораторий и самолетов-«преследователей», измеряющих выбросы двигателей на ближнем (до 100 м) и дальнем расстоянии (до 50 км).

Одним из основных факторов снижения эмиссии летательного аппарата является совершенствование камеры сгорания (КС) двигателя. Об исследованиях в этой сфере рассказал начальник отдела камер сгорания ЦИАМ. Он проанализировал основные направления работ в мире и в России. Это, в частности: экспериментальная валидация результатов расчетов по собственным и коммерческим программам при исследовании процессов горения и характеристик КС и их элементов в различных условиях работы, включая и силовые установки сверхзвуковых самолетов; разработка усовершенствованных экспериментальных методов измерения основных параметров КС; разработка малоэмиссионных КС, новых жаростойких материалов и др.

Традиция проведения в ЦИАМ научно-информационных совещаний, известных в отрасли как «информационные понедельники», насчитывает уже несколько десятков лет. В ходе встреч специалистов ЦИАМ и предприятий отрасли обсуждаются различные научно-технические аспекты авиационного двигателестроения. Эксперты ЦИАМ выступают с комментариями по актуальным вопросам профильных зарубежных исследований и разработок.