Результаты исследования

2016 год. Этап 1
2017 год. Этап 2
2018 год. Этап 3

Результаты научных исследований выполнения этапа 1

За счет средств субсидии:

Аналитический обзор научной литературы.
В ходе выполнения работ проведён обзор научных исследований в области физико-химических аспектов горения и реакционных механизмов для описания процессов воспламенения и горения керосина и его суррогата. Проанализировано более 50 научных статей по тематике исследования и выявлено, что керосин, состоящий из десятков различных углеводородов, состав которого может существенно меняться, должен быть представлен смесью, которая бы хорошо воспроизводила свойства реального топлива и при этом была бы достаточно простой. Такие смеси называют суррогатами.
Различают следующие типы суррогатных топлив – физический и химический суррогат. Каждый тип должен быть подробно изучен, а составленный суррогат обязан удовлетворять обоим типам с определённой точностью.
Проведение патентных исследований.
Основным объектом исследования в патентном поиске являются модели, методы, приборы и устройства, способы и технологии, связанные с дозирующими системами для газовой хроматографии, способами их изготовления, управления и использования для экспресс анализа газовых сред, микроаналитическими приборами, микроприборами и аналитическими приборами, ориентированными на определение и контроль постоянных газов, углеводородов, оксида и диоксида углерода.
В исследовании представлены 22 зарубежных и 14 отечественных патентов. Из представленного исследования видно, что в западных патентах превалирует патенты, посвящённые технологиям изготовления микроустройств на чиповой основе, в отечественных же - наиболее распространены дозирующие устройства, являющиеся классическими для газовой хроматографии (испаритель, кран-дозатор). Было принято решение проведения научного исследования по созданию планарных дозирующих устройств в целях снижения объема вводимой пробы и повышения точности метрологических характеристик относительно классических устройств дозирования газовых проб в газовой хроматографии.
Выбор и обоснование суррогатов керосина на основе смеси индивидуальных углеводородных компонентов с физико-химическими свойствами, аналогичными авиационным керосинам.
На основе обзора литературы было выбрано 7 наиболее часто используемых смесей индивидуальных углеводородных компонентов, представляющих суррогат керосина. В настоящее время проводится сравнение физико-химических свойств выбранных суррогатов со свойствами авиационного керосина.
Проектирование модели камеры сгорания авиационного ГТД для проведения исследований характеристик горения, в том числе с использованием лазерно-оптических методов диагностики структуры потока.
Разработана геометрическая модель отсека модельной камеры сгорания с оптическим стеклом, расположенным в боковой стенке жаровой трубы. Наличие оптического стекла позволит проводить диагностику структуры потока лазерно-оптическими методами внутри камеры сгорания.

За счет внебюджетных средств:

Разработан макет базы данных по индивидуальным углеводородным компонентам, входящих в состав суррогатов керосина.
Проведён анализ более 10 наиболее используемых в мире баз данных по физическим и химическим свойствам индивидуальных углеводородных компонентов. Выбраны 6 основных параметров (индивидуальный классификатор, химическая формула, молекулярный вес, плотность, температура кипения, вязкость), требующие учета в создаваемой базе данных.
Выполнены пуско-наладочные работы по вводу в эксплуатацию портативного газового хроматографа для экспресс-анализа продуктов сгорания.
В качестве прибора, определяющего концентрации веществ, содержащихся в продуктах сгорания топливо-воздушной смеси, используется портативный газовый хроматограф "ПИА", оснащённый четырьмя дозирующими устройствами, четырьмя хроматографическими колонками на плоскости и четырьмя детекторами: 2 микро-детектора по тепловодности (чувствительность по пропану – 3,75×10-9 г/м3), 2 термохимических детектора (чувствительность по пропану – 5×10-11 г/м3). Представленный прибор настроен на определение предельных и непредельных углеводородов (С1-С6), кислорода, водорода, азота, оксида и диоксида углерода. Среднеквадратичные отклонения по временам, площадям и высотам хроматографических пиков составляют не более 1%. Один цикл анализа занимает не более четырех минут. Прибор обладает возможностью беспроводной связи с ПК, автоматическим отбором пробы и возможностью одновременной работы по четырем детектирующим каналам.
Исследование по проекту "Изучение характеристик горения суррогатов керосина с добавками биотоплива" проводится совместно с Самарским Университетом и осуществляются в Отделе физики горения университета Лунд, Швеция под руководством профессора Коннова Александра Анатольевича.
В соответствии с планом-графиком выполнения исследований по проекту в 2016 году выполнен обзор литературы и обоснование использования биотоплив в качестве добавок к авиационному топливу. В ходе выполнения обзора выявлено, что в о всем мире степень технологического прогресса авиационного биотоплива достигла того уровня, что позволяет проводить немедленную замену обычного органического топлива в коммерческих авиаперевозках. Тем не менее, существуют многочисленные факторы, препятствующие его крупномасштабному использованию. Биотоплива являются инновационным продуктом, проходящим в настоящее время начальную стадию развития. Существуют также многочисленные препятствия, мешающие темпу увеличения производства и использования. Разница в цене между обычным топливом и биотопливом не регламентируется законодательно, поскольку никакого финансового стимулирования в настоящее время нет. Хотя проводятся большое количество научно-исследовательских разработок, степень ориентированности на использование биотоплив в области авиации несколько ограничена. С другой стороны, недавнее развитие в исследованиях горения альтернативных видов реактивного топлива являются многообещающими.

Контакты