Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали систему, способную с помощью нейронных измерителей снизить концентрацию выбросов оксидов азота из авиадвигателей более, чем на 3%. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе вуза.

По данным университета, авиация является одним из крупнейших источников выбросов вредных веществ, в частности, оксидов азота, которые выделяются в процессе сгорания топлива. Его высокие концентрации опасны для человека и приводят к воспалению дыхательных путей, бронхиту и онкологиям. При создании экологичных авиадвигателей особую сложность представляет управление камерой сгорания газотурбинного двигателя, поскольку необходимо соблюдать баланс между их стабильной работой и минимизацией выбросов.

Новый подход к управлению камерой сгорания авиадвигателя подразумевает коррекцию расхода топлива между коллекторами камеры сгорания за счёт введения обратной связи по оксидам азота в систему автоматического управления двигателем. По задумке, информация о состоянии двигателя поступает в электронный регулятор, который обрабатывает её и формирует управляющее воздействие. Устойчивость горения при этом обеспечивается равномерным перераспределением топливовоздушной смеси с помощью коллекторов. В рамках современного подхода к мониторингу и снижению выбросов оксидов азота в двигателе учёные предложили использовать два адаптивных нейронных измерителя.

По словам учёных, первый нейронный измеритель настроен на границу, близкую к «виброгорению», с 10-процентным запасом по устойчивости. Это означает, что он работает в диапазоне, где выбросы оксидов азота минимальны. Значение, выдаваемое этим измерителем, является эталонным для системы. Это позволяет поддерживать выбросы на минимальном уровне и обеспечивать оптимальные экологические показатели. Второй измеритель, основанный на нейронной сети, отвечает за мониторинг текущих значений оксидов азота в реальном времени. Его задача – непрерывно фиксировать фактические показатели и передавать их в систему контроля. Значения, полученные от двух нейронных измерителей, сравниваются и анализируются. Если текущее значение оксидов азота, определенное вторым измерителем, отклоняется от эталонного значения первого, то система автоматически корректирует расход топлива. Именно этот показатель в совокупности с температурой в камере сгорания напрямую влияет на выбросы. Разработанный регулятор в автоматическом режиме перераспределяет топливо между коллекторами. Таким образом достигается баланс между экономичностью процесса и соблюдением экологических норм. 

Результаты моделирования уже подтвердили эффективность разработанного метода. По данным вуза, разработка пермских учёных позволит снизить выброс оксидов азота более чем на 3%, уменьшить затраты на управление авиадвигателями и оптимизировать их работу с пользой для экологии.