Самарские ученые работают над повышением точности прогнозирования канцерогенных выбросов авиадвигателей

Отмечается, что использование авиации приводит к постоянному загрязнению атмосферы различными химическими веществами - оксидами углерода, серы, азота, а также углеводородами.

"Продукты сгорания углеводородного топлива, как известно, обладают канцерогенной активностью, так как в их составе содержатся полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), которые способны вызывать мутацию клеток и раковые заболевания у живых организмов. Поэтому задача выявления механизмов образования ПАУ при горении топлива остается очень актуальной при разработке новых авиадвигателей - конструкторы просчитывают и моделируют процессы горения, стараясь уменьшить уровень вредных, в том числе канцерогенных выбросов", - цитирует пресс-служба старшего научного сотрудника научно-образовательного центра газодинамических исследований университета Сергея Матвеева.

Топливом авиационных двигателей является керосин, состоящий из множества индивидуальных углеводородных компонентов. Для того, чтобы конструкторы авиадвигателей заранее могли рассчитать и спрогнозировать уровни вредных выбросов, ученые создают "облегченные" топливные смеси, воспроизводящие наиболее важные с точки зрения экологии показатели реального авиатоплива. Такие смеси называются суррогатами.

"Суррогатов авиационного керосина в мире разработано немало - за рубежом эта тема исследований достаточно популярна. Но, как ни странно, среди разработанных суррогатов очень мало таких, которые помогали бы прогнозировать уровень канцерогенности выбросов. Кроме того, зарубежные суррогаты ПАУ не отличаются большой точностью - их показатели порой в десять раз отличаются от данных настоящего топлива", - отмечает Матвеев.

В качестве базового реального топлива самарскими учеными был выбран широко используемый в гражданской и транспортной авиации керосин марки ТС-1 (зарубежный аналог Jet-A). В ходе исследований и экспериментов ученые разработали детальный кинетический механизм, включающий пути образования канцерогенных ПАУ и оксидов азота и состоящий из 597 веществ и почти 12 тыс. реакций.

По итогам были созданы и испытаны два варианта суррогатов керосина, которые, как показали испытания, наилучшим образом воспроизводят характеристики реального авиатоплива. По результатам испытаний самарские суррогаты оказались на порядок точнее имеющихся аналогов.

"Было проведено сравнение концентраций продуктов сгорания, получаемых при сжигании суррогатов и авиационного керосина марки ТС-1. Оба суррогата показали хорошую согласованность с реальным топливом по основным компонентам продуктов полного сгорания, по оксидам углерода и несгоревшим углеводородам максимальное отклонение не превысило 20%", - рассказал Матвеев.

Разработанные самарскими учеными суррогаты могут использоваться в конструкторских бюро на этапе проектирования и доводки камер сгорания авиационных газотурбинных двигателей для улучшения их экологических характеристик и уменьшения канцерогенных выбросов в атмосферу.

Читайте "Интерфакс-Образование" в "Facebook", "ВКонтакте", "Яндекс.Дзен" и "Twitter"