Учёные Томского политеха занимаются созданием альтернативного топлива для авиации, более экологичного и функционального, чем традиционное. Они разработали математические модели динамики поведения капель топлива сложной формы в камерах сгорания авиационных двигателей. Эти модели помогут прогнозировать характеристики прогрева, испарения и зажигания новых видов топлива, рассказали РИА Новости в пресс-службе университета.

Исследователи во всем мире сегодня работают над задачей снижения антропогенных выбросов в авиации при сохранении производственных мощностей и производительности авиационных двигателей. Для этого необходимо разрабатывать принципиально новые топливные технологии и совершенствовать уже существующие.

Специалисты Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают синтетическое топливо, получаемое из жидких углеводородов (в частности, дизеля и биодизеля) и различных отходов: растительных масел, биомассы, осадка сточных вод, муниципальных твердых бытовых отходов.

Учёные уже разработали математические модели для изучения характеристик нагрева и испарения капель в камерах сгорания авиадвигателей. Уникальность моделей в том, что они описывают поведение капель топливных композиций сложной несферической формы в широком диапазоне размеров и скоростей их движения. Такая форма характерна для топлив с низкой вязкостью и вызвана деформацией поверхности капель, возникающей при высоких скоростях впрыска топлива в камеру сгорания. Кроме того, исследователи планируют внедрить новые эффекты вторичного измельчения капель непосредственно в камерах сгорания за счёт реализации микровзрывов. Микровзрывы повышают до 5–7% полноту выгорания топлива, улучшают характеристики смешения паров топлива и воздуха, снижают до 20% концентрации антропогенных выбросов.

На следующем этапе работы исследователи будут изучать, как новое топливо влияет на рабочие характеристики двигательной установки. С этой целью создается комбинированный экспериментальный стенд для испытания малогабаритных газотурбинных двигателей с разными характеристиками тяги и геометрическим размерами. Учёные планируют приступить к серии экспериментов в начале 2023 года.