Ученые КНИТУ-КАИ решили проблему углеродистого налета в двигателях
Ученые Казанского авиационного института, КНИТУ-КАИ, вместе с коллегами из Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова придумали, как решить серьезную проблему в современных реактивных двигателях.
Дело в том, что при работе двигателя на деталях топливных форсунок образуется твердый углеродистый налет. Это происходит из-за нагрева топлива, в котором начинаются сложные процессы. Уже при 40 градусах в топливе появляются заряженные частицы, а при 100 градусах формируются диполи, которые активно способствуют образованию налета.
Этот налет забивает каналы форсунок, — объясняет профессор Виталий Алтунин.
В результате двигатель теряет мощность, топливо распыляется неравномерно, а это может привести к перегреву и даже пожару. Все это снижает надежность двигателя и может стать причиной аварий.
Чтобы справиться с этой проблемой, ученые разработали новую конструкцию форсунки. Ее особенность — наружная рубашка охлаждения с каналами особой формы. Внутренняя поверхность рубашки сделана в виде конической резьбы с зубьями высотой 3-5 миллиметров. Это помогает ограничить рост углеродистого налета и поддерживать работоспособность форсунки.
Исследования показали, что магнитные поля почти не влияют на процесс образования налета, а вот электростатические поля оказались очень эффективными.
Поэтому в новой конструкции предусмотрена система, создающая электростатическое поле. Оно помогает охлаждать форсунку, предотвращая нагрев выше 100 градусов.
Кроме того, новая форсунка может работать с разными видами топлива, включая метан. Ученые уже запатентовали свои разработки (патенты России № 2759818 и № 2759819).
Результаты исследований представили на научных Чтениях памяти К.Э. Циолковского. Разработка может применяться не только в гражданской авиации, но и в космической отрасли, например, для двигателей многоразовых космических аппаратов. Также ее можно использовать в наземных энергетических установках, работающих на углеводородном топливе.
Работу вели ученые КНИТУ-КАИ и ЦИАМ под руководством профессора Виталия Алтунина. В команду также вошли доктор технических наук Константин Алтунин, аспиранты Марат Абдуллин, Константин Пронин, Никита Баданов и другие сотрудники университета.
Ранее ученые разработали систему для групповой работы дронов.
