В новосибирской молодежной лаборатории института теплофизики СО РАН проводят испытания камер сгорания для тяжелого авиадвигателя ПД-35. Плотность тяги этого двигателя будет достигать 35 тонн. Его разработку собираются закончить к 2030 году.
Во вторник, 6 февраля, в преддверии 300-летия Российской академии наук ученые Института теплофизики имени Самсона Кутателадзе СО РАН раскрыли, над чем работают.
Младший научный сотрудник лаборатории Дмитрий Шараборин демонстрирует установку для исследования влияния электрического поля высокой напряженности на процесс стабилизации поднятого пламени. Температура горения метана в ней – 2000 кельвинов или чуть выше 1700 градусов Цельсия.
«В данный момент мы видим поднятое турбулентное метано-воздушное пламя. Если приложить электрическое поле, оно может стабилизироваться на кромке сопла. Или его может унести. Или мы можем поменять расстояние от сопла до электрода, и это тоже может дать какой-то эффект, – демонстрирует он. – Прикладные задачи этого всего, в том числе, – стабилизация горения топлива в авиационных двигателях».
Моделировать нужно в лабораторных условиях при повышенной температуре, чтобы потом – в реальном двигателе – пламя не погасло.
Заведующий лабораторией фундаментальных основ энергетической технологии Владимир Дулин пояснил, о каких двигателях, к примеру может идти речь.
Например, ПД-35 – проект тяжелого двигателя, создаваемый «ОДК-Авиадвигатель» (входит в «Ростех»). Двигателем намерены оснастить широкофюзеляжные дальнемагистральные самолеты: модернизированный Ил-96 или российско-китайский дальнемагистральный самолет CR929. Общая стоимость программы – 180 миллиардов рублей. Сертификация первого российского авиадвигателя большой тяги запланирована в 2030 году.
«Это последовательное продолжение программы ПД-14 для разработки двигателя большой тяги, ожидаемая тяга – 35 тонн. В рамках этой программы проводим научные исследования. Решаем задачи, которые ставит разработчик – Пермский ОДК-Авиадвигатель», – пояснил Владимир Дулин.
При этом ученые проверяют предварительные расчеты, выполненные Объединенной двигателестроительной корпорацией. При этом у разработчиков есть только предположения относительно концентрации CO, NO, сажи на выходе из камеры сгорания.
«Эти все экологические параметры важны, – подчеркивает Дулин, – потому что двигатель должен их обеспечивать в широком диапазоне расхода. Расход меняется на порядок – в режиме холостого хода и в режиме взлетной тяги. В этом широком диапазон расхода воздуха, который двигатель через себя пропускает. Производствами массово применяется метод численного моделирования, при этом понятно, что расчеты быстрые, потому что никто не будет ждать годы. Это очень упрощенные модели, которые требуют верификации. Потому что моделирование – это, конечно, сложно. И камера сгорания двигателя – наиболее сложный для численного моделирования объект. Заказчика в первую очередь интересует, как происходит горение», – обозначает проблему Дулин.
По его словам, их лаборатория в некотором смысле уникальна.
«Данные, которые могли бы быть получены при высоком давлении, в России предоставить можем только мы, наша лаборатория, – поясняет Дулин. – Основная задача та же самая – камера сгорания. Есть камера сгорания – это фактически набор кольцевых каналов, в которых уходит закрученный поток и происходит расплыв топлива. Необходимо добиваться равномерной концентрации капель по сечению, равномерное распределение по размеру».
Директор института теплофизики СО РАН Дмитрий Маркович добавил: «И существенная особенность работы этой лаборатории, без ложной скромности могу сказать – это использование передовых экспериментальных методов, основанных на лазерных измерительных технологиях. Мы лидеры в стране, мы лидеры в мире».
Как пояснил министр науки и инновационной политики Новосибирской области Вадим Васильев, на меры поддержки – стипендии, премии, гранты – молодых ученых в этом году из областного бюджета будет направлено более 22,5 миллиона рублей. За предыдущий год количество получателей поддержки по грантам и стипендиям выросло вдвое.
«Эти молодежные лаборатории созданы в рамках федерального проекта. С прошлого года мы уже создаем свои, региональные лаборатории. И они получают такую же поддержку в размере 15 миллионов рублей», – добавил Васильев.
В новосибирской молодежной лаборатории института теплофизики СО РАН проводят испытания камер сгорания для тяжелого авиадвигателя ПД-35. Плотность тяги этого двигателя будет достигать 35 тонн. Его разработку собираются закончить к 2030 году.
Во вторник, 6 февраля, в преддверии 300-летия Российской академии наук ученые Института теплофизики имени Самсона Кутателадзе СО РАН раскрыли, над чем работают.
Младший научный сотрудник лаборатории Дмитрий Шараборин демонстрирует установку для исследования влияния электрического поля высокой напряженности на процесс стабилизации поднятого пламени. Температура горения метана в ней – 2000 кельвинов или чуть выше 1700 градусов Цельсия.
«В данный момент мы видим поднятое турбулентное метано-воздушное пламя. Если приложить электрическое поле, оно может стабилизироваться на кромке сопла. Или его может унести. Или мы можем поменять расстояние от сопла до электрода, и это тоже может дать какой-то эффект, – демонстрирует он. – Прикладные задачи этого всего, в том числе, – стабилизация горения топлива в авиационных двигателях».
Моделировать нужно в лабораторных условиях при повышенной температуре, чтобы потом – в реальном двигателе – пламя не погасло.
Заведующий лабораторией фундаментальных основ энергетической технологии Владимир Дулин пояснил, о каких двигателях, к примеру может идти речь.
Например, ПД-35 – проект тяжелого двигателя, создаваемый «ОДК-Авиадвигатель» (входит в «Ростех»). Двигателем намерены оснастить широкофюзеляжные дальнемагистральные самолеты: модернизированный Ил-96 или российско-китайский дальнемагистральный самолет CR929. Общая стоимость программы – 180 миллиардов рублей. Сертификация первого российского авиадвигателя большой тяги запланирована в 2030 году.
«Это последовательное продолжение программы ПД-14 для разработки двигателя большой тяги, ожидаемая тяга – 35 тонн. В рамках этой программы проводим научные исследования. Решаем задачи, которые ставит разработчик – Пермский ОДК-Авиадвигатель», – пояснил Владимир Дулин.
При этом ученые проверяют предварительные расчеты, выполненные Объединенной двигателестроительной корпорацией. При этом у разработчиков есть только предположения относительно концентрации CO, NO, сажи на выходе из камеры сгорания.
«Эти все экологические параметры важны, – подчеркивает Дулин, – потому что двигатель должен их обеспечивать в широком диапазоне расхода. Расход меняется на порядок – в режиме холостого хода и в режиме взлетной тяги. В этом широком диапазон расхода воздуха, который двигатель через себя пропускает. Производствами массово применяется метод численного моделирования, при этом понятно, что расчеты быстрые, потому что никто не будет ждать годы. Это очень упрощенные модели, которые требуют верификации. Потому что моделирование – это, конечно, сложно. И камера сгорания двигателя – наиболее сложный для численного моделирования объект. Заказчика в первую очередь интересует, как происходит горение», – обозначает проблему Дулин.
По его словам, их лаборатория в некотором смысле уникальна.
«Данные, которые могли бы быть получены при высоком давлении, в России предоставить можем только мы, наша лаборатория, – поясняет Дулин. – Основная задача та же самая – камера сгорания. Есть камера сгорания – это фактически набор кольцевых каналов, в которых уходит закрученный поток и происходит расплыв топлива. Необходимо добиваться равномерной концентрации капель по сечению, равномерное распределение по размеру».
Директор института теплофизики СО РАН Дмитрий Маркович добавил: «И существенная особенность работы этой лаборатории, без ложной скромности могу сказать – это использование передовых экспериментальных методов, основанных на лазерных измерительных технологиях. Мы лидеры в стране, мы лидеры в мире».
Как пояснил министр науки и инновационной политики Новосибирской области Вадим Васильев, на меры поддержки – стипендии, премии, гранты – молодых ученых в этом году из областного бюджета будет направлено более 22,5 миллиона рублей. За предыдущий год количество получателей поддержки по грантам и стипендиям выросло вдвое.
«Эти молодежные лаборатории созданы в рамках федерального проекта. С прошлого года мы уже создаем свои, региональные лаборатории. И они получают такую же поддержку в размере 15 миллионов рублей», – добавил Васильев.
