Dynamika a riadenie spaľovania pre mimoriadne nízke emisie v leteckých plynových turbínových motoroch

Pôvodný názov:

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

Obsah knihy:

Budúce motory lietadiel musia poskytovať mimoriadne nízke emisie a vysokú účinnosť pri nízkych nákladoch, pričom si musia zachovať spoľahlivosť a funkčnosť súčasných motorov. Požiadavky na zvýšenie výkonu a zníženie emisií viedli k pokrokovým konštrukciám spaľovacích motorov, ktoré sú kriticky závislé od účinného miešania paliva so vzduchom a chudobnej prevádzky.

Všetky spaľovacie motory, ale najmä chudobné nízkoemisné spaľovacie motory, sú však náchylné na nestabilitu spaľovania. Tieto nestability sú zvyčajne spôsobené interakciou kolísavého uvoľňovania tepla pri spaľovacom procese s prirodzene sa vyskytujúcimi akustickými rezonanciami. Tieto interakcie môžu spôsobiť veľké tlakové oscilácie v spaľovacom zariadení a môžu znížiť životnosť komponentov a potenciálne viesť k predčasným mechanickým poruchám.

Aktívne riadenie spaľovania, ktoré pozostáva z riadenia procesu miešania paliva so vzduchom na základe spätnej väzby, môže poskytnúť prístup k dosiahnutiu prijateľného dynamického správania spaľovacieho zariadenia pri minimalizácii emisií, a tak môže poskytnúť flexibilitu počas procesu návrhu spaľovacieho zariadenia. Cieľom aktivity NASA Glenn Active Combustion Control Technology je demonštrovať aktívne riadenie v realistickom prostredí relevantnom pre letecké motory prostredníctvom experimentov spojených so spaľovacími motormi plynových turbín lietadiel.

Zámerom je umožniť technologickú vyspelosť aktívneho riadenia spaľovania, aby sa dosiahol pokrok pri prípadnej demonštrácii v prostredí motora. Práca v NASA Glenn ukázala, že aktívne riadenie spaľovania pomocou pokročilých algoritmov pracujúcich s vysokofrekvenčným ovládaním paliva môže účinne potlačiť nestabilitu v spaľovacom motore, ktorý napodobňuje nestabilitu v motore s plynovou turbínou lietadla.

Súčasné úsilie sa zameriava na rozšírenie týchto technológií aktívneho riadenia na pokročilé spaľovacie motory s veľmi nízkymi emisiami, ako napríklad tie, ktoré využívajú viacbodové chudobné priame vstrekovanie.