Уникальную установку для тестирования видов авиатоплива запустили в Томском политехе

Сотрудники лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета впервые в России разработали комбинированный пилотный стенд для тестирования перспективных и традиционных видов авиационного топлива.  Исследователи уже проводят на нем первые эксперименты. Он позволяет комплексно проанализировать, как топливо влияет на рабочие характеристики двигателя в разных режимах его работы.

Лабораторный стенд состоит из двух газотурбинных двигателей различной тяговой силы, способных перевозить грузы весом до 18 и 25 килограмм. На основных элементах стенда стоят 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. 

«Направление применения авиационных двигателей для тестирования жидких топлив для Томского политеха новое. До этого подобных установок в вузе не было. Это сложная и ответственная задача по разработке подобных стендов. Над ней работает коллектив исследователей из студентов, магистрантов, аспирантов, молодых ученых ТПУ, а также опытные специалисты из Центрального института авиационного моторостроения и Самарского университета. 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», — рассказал руководитель проекта, заведующий лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак.

По словам ученых, на стенде можно проводить испытания топлива, которое предварительно протестировано по физико-химическим свойствам и соответствует стандартам и нормативам, предъявляемым к реактивному топливу.

«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 ответственный исполнитель проекта, инженер-исследователь лаборатории тепломассопереноса ТПУ Дмитрий Антонов.

Ученые планируют проводить испытания топлива в разных режимах работы двигательных установок, чтобы найти наиболее рациональные топливные композиции и условия их сжигания. В перспективе они планируют разработать цифровые двойники двигательных установок для работы с новыми видами топлива, синтезируемыми в различных организациях страны.

 

«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», — резюмировал Павел Стрижак.

Стенд разработан при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет 2030».