Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева совместно с коллегами из Лундского университета (Швеция) провели серию расчетов и экспериментов, доказавших возможность использования в качестве авиационного топлива смесей керосина и этанола, получаемого из возобновляемых источников. Работы проводились в рамках Федеральной целевой программы* по теме научного исследования «Разработка и валидация методов моделирования экологических характеристик камер сгорания газотурбинных двигателей на основе детальной химической кинетики окисления суррогатов керосина». Итоговые результаты как теоретических исследований, так и проведённых экспериментов опубликованы в одном из наиболее авторитетных в мире научных журналов в области физики и химии горения - Combustion and Flame.

Использование смесей керосина и биотоплива должно в перспективе удешевить стоимость заправки авиатранспорта и улучшить его экологичность. По данным Аргоннской национальной лаборатории (старейшего национального исследовательского центра Министерства энергетики США), даже 10-процентное содержание этанола в топливной смеси снижает выбросы парниковых газов в атмосферу на 12-19% по сравнению с выбросами от обычного бензина.

“Наша совместная с самарскими коллегами работа была посвящена исследованию добавок, смесей компонентов керосина с этанолом», - рассказал профессор Лундского университета Александр Коннов. - Этанол - это биотопливо, и для того, чтобы постепенно переходить к восстанавливаемым источникам энергии, нужно знать, как будут гореть такие смеси, насколько они подходят для существующих устройств горения. Нельзя взять вместо керосина и использовать один лишь этанол, а вот смеси - вполне возможно. Сейчас в Европейском Союзе не только допускается, но и рекомендуется до 5% этанола добавлять во все бензины для автомобилей. Мы работаем прежде всего над авиатехнологиями, и пытаемся увеличить процентное содержание добавок биотоплива в авиационный керосин”.

Как отметил научный руководитель направления "Процессы горения в камерах сгорания" НОЦ газодинамических исследований Самарского университета, кандидат технических наук Сергей Матвеев, глобальная цель проекта - найти методы повышения эффективности проектирования и доводки двигателей, в частности, авиационных газотурбинных. "Но сама методология исследования может быть использована в самых разных отраслях - от теплоэнергетики до двигателей внутреннего сгорания. Главное - качественное моделирование экологических характеристик двигателя", - пояснил Сергей Матвеев.

Для проведения расчетов ученые задействовали мощности суперкомпьютеров, кроме того в Самарском университете во взаимодействии с коллегами из Швеции и Голландии была создана специальная установка “Heat Flux" по определению нормальной скорости распространения пламени, в мире существует всего несколько подобных установок. На "Heat Flux" была проведена большая часть экспериментальных работ.

По словам профессора Александра Коннова, разработанная учеными химическая модель горения смеси керосина и различных биотоплив позволит найти оптимальный вариант топливных смесей, обладающих всеми необходимыми свойствами керосина, но включающих в себя биотопливо.

"Эту модель смогут использовать инженеры, которые занимаются разработкой авиадвигателей. Они будут включать эту модель в свои расчёты, чтобы правильно рассчитывать рабочий процесс в камерах сгорания, их эффективность и т.д. Мы обеспечим их нашей химической моделью, а они будут разрабатывать уже конкретные устройства", - заключил ученый.

TLTnews.ru