Dinamica și controlul combustiei pentru emisii ultra reduse la motoarele cu turbină cu gaz ale aeronavelor (Combustion Dynamics and Control for Ultra Low Emissions in Aircraft Gas-Turbine Engines)

Titlul original:

Combustion Dynamics and Control for Ultra Low Emissions in Aircraft Gas-Turbine Engines

Conținutul cărții:

Motoarele viitoarelor aeronave trebuie să asigure emisii foarte scăzute și eficiență ridicată la costuri reduse, menținând în același timp fiabilitatea și operabilitatea motoarelor actuale. Cerințele de creștere a performanțelor și de reducere a emisiilor au dus la conceperea unor camere de ardere avansate, care depind în mod esențial de amestecul eficient combustibil/aer și de funcționarea cu ardere slabă.

Cu toate acestea, toate camerele de ardere, dar mai ales cele cu ardere săracă și emisii reduse, sunt susceptibile la instabilități ale arderii. Aceste instabilități sunt cauzate de obicei de interacțiunea dintre eliberarea de căldură fluctuantă a procesului de ardere și rezonanțele acustice naturale. Aceste interacțiuni pot produce oscilații mari de presiune în interiorul camerei de ardere și pot reduce durata de viață a componentelor și pot duce la defecțiuni mecanice premature.

Controlul activ al combustiei, care constă în controlul pe bază de feedback al procesului de amestecare a combustibilului cu aer, poate oferi o abordare pentru obținerea unui comportament dinamic acceptabil al camerei de ardere, minimizând în același timp emisiile și, astfel, poate oferi flexibilitate în timpul procesului de proiectare a camerei de ardere. Activitatea NASA Glenn Active Combustion Control Technology urmărește să demonstreze controlul activ într-un mediu realist, relevant pentru motoarele de aeronave, prin furnizarea de experimente legate de camerele de ardere ale turbinelor cu gaz ale aeronavelor.

Intenția este de a permite maturității tehnologice a controlului activ al combustiei să avanseze către o eventuală demonstrație în mediul unui motor. Activitatea desfășurată la NASA Glenn a demonstrat că controlul activ al combustiei, utilizând algoritmi avansați care funcționează prin acționarea de înaltă frecvență a combustibilului, poate suprima în mod eficient instabilitățile într-o cameră de ardere care emulează instabilitățile întâlnite într-un motor cu turbină cu gaz de avion.

Eforturile actuale vizează extinderea acestor tehnologii de control activ la camerele de combustie avansate cu emisii foarte scăzute, cum ar fi cele care utilizează injecția directă multipunct slabă.