Эмиссия авиадвигателей

 

 

 

Здесь же приведены данные измерений индексов эмиссии двигателя  Д-30 II серии. Измерения выполнены на самолете Ту-134  бортовой номер 65047, двигатель Д-30 II серии (2СУ), начало эксплуатации 10.01.76, наработка после последнего ремонта - 1372 часов, наработка с начала экс

 
          плуатации – 11833 часа

 

индексы эмиссии  двигателя Д-30 II серии (Ту-134), г/кг тяги

 

 

 

 

двигатель Д-30КП-2 (Ил-76ТД)              Д-30КП-2

 

 

 

Измерения выполнены  на самолете Ил-76ТД  бортовой № 76481, двигатель Д-30КП-2 (1СУ), начало эксплуатации 2.07.85, время наработки – 831 час, двига тель Д-30КП-2 (2СУ), начало эксплуатации 2.07.85, время наработки – 830 часов, двигатель Д-30КП-2 (2СУ), начало эксплуатации 2.07.85, время наработки – 830 часов, двигатель Д-30КП-2 (2СУ), начало эксплуатации 2.07.85, время наработки – 810 час.

 
 

 

 

 

 

 

  

 

индексы эмиссии  двигателя Д-30КП-2 (Ил-76ТД), г/кг тяги

 

 

снижение эмиссии  двигателей НК-8-2У, находящихся в  эксплуатации             НК-8-2У

 

Двигатель НК-8-2У, прототип которого был разработан до 1 января 1965 года, подпадает под соответствующее  исключение международного стандарта (Приложение 16 ИКАО, том II). Однако, учитывая, что этот двигатель продолжает выпускаться в настоящее время и является наиболее массовым двигателем, используемым гражданской авиацией, были проведены  ряд работ по доводке этого двигателя по снижению уровней шума и эмиссии этого двигателя.

С целью повышения  безопасности разработана компоновка двигателя НК-8-2У с заменой  титанового  статора на стальной, был внесен ряд конструктивно-технологических изменений, позволивших компенсировать ухудшение экономичности двигателя из-за увеличения радиальных зазоров в каскаде высокого давления, вследствие различных коэффициентов расширения титана и стали, и повысить эксплуатационную надежность двигателя.

В результате выполненных предприятием-изготовителем исследований и доработок, внедренных на двигателе НК-8-2У II серии, одновременно с доработками по титановому статору удалось снизить выбросы углеводородов (НС) и оксида углерода (СО) на 30-40%.

Возможности дополнительного  снижения эмиссии этого двигателя связаны с перераспределением подачи топлива в I и II контуре форсунок камеры сгорания двигателя на режиме малого газа, где присутствует наибольшее количество СО и НС в отработавших газах, подобно тому, как это выполнено на модифицированной камере сгорания двигателя НК-86, на которой также было получено снижение эмиссии.

Полученные данные требовали  дополнительного подтверждения, поскольку, из-за отсутствия у предприятия-изготовителя необходимых средств измерения, такие измерения были выполнены  ими с отступлениями от международного и отечественного (идентичного международному) стандартов.

Имеющиеся единичные  измерения, выполненные ЦИАМ, также  не подтверждали заявленного предприятием-изготовителем  снижения эмиссии (эти измерения  были выполнены также с некоторыми отступлениями от стандарта, связанными с использование стенда с замкнутым контуром).

 
 

 

индексы  эмиссии двигателей НК-8-2У, НК-8-2У II сер  (Ту-154), г./кг тяги 

 

 

При испытаниях двигателя НК-86 с модифицированной камерой сгорания, проведенных в ГосНИИ ГА, было предложено провести такие же измерения и на двигателе НК-8-2У.

Предприятие-изготовитель взяло на себя поставку и настройку  модифицированного регулятора топлива. Обеспечивающего подобно тому, как  это выполнено на двигателе НК-86, перераспределение подачи топлива в I и II контуры форсунок двигателя (на двигателе НК-86 количество топлива, подаваемое в форсунки II контура на режиме малого газа, увеличено с 160-230 кг/ч до 400-450 кг/ч) при сохранении суммарного расхода топлива.

Внедрение этого изменения на двигателе НК-8-2У не требует конструктивных изменений двигателя и связано только с перенастройкой регулятора топлива.

В рамках этих работ должны были быть проведены измерения эмиссии  двигателя НК-8-2У в эксплуатации, включая оценку эффективности уже проведенных предприятием-изготовителем доработок по эмиссии на двигателе НК-8-2У II серии и измерения на двигателе, оснащенном модифицированным регулятором топлива, с целью оценки эффективности предложенных мероприятий.

На первом этапе этих работ были проведены сравнительные измерения эмиссии двигателя НК-8-2У и НК-8-2У II серии для оценки эффективности доработок по эмиссии двигателя НК-8-2У II серии.

Испытания, однако, не подтвердили  заявленного ранее предприятием-изготовителем  снижения эмиссии на двигателе НК-8-2У II  серии.

 
 

 

 
   

индексы эмиссии  двигателей НК-8-2У и НК-8-2У II серии с модифицированным регулятором топлива 

 

 

Вместе с тем, была подтверждена возможность значительного  снижения эмиссии двигателя за счет перераспределения подачи топлива в I и II контуры форсунок камеры сгорания двигателя.

Ниже приведены сравнительные  данные индексов эмиссии двигателя  НК-8-2У и НК-8-2У с модифицированным регулятором топлива, иллюстрирующие возможности доработки этого самого массового двигателя гражданской авиации. 

 

Сравнительные характеристики эмиссии двигателей НК-8-2У и НК-8-2У II серии по данным испытаний
Тип дви-	организация,		Уровни эмиссии , г/кН			Вид испытаний
гателя	проводившая
	испытания		НС	СО	Nox
НК-8-2У	ЦИАМ	НК-8-2У	109,7	352,9	57,96	стенд
	ГосНИИ ГА	НК-8-2У	318,1	257,9	50,48	натурн
	ГосНИИ ГА	НК-8-2У	443	431,1	45,73	натурн
	ГосНИИ ГА	НК-8-2У	383,1	385,7	46,94	натурн
	ГосНИИ ГА	НК-8-2У	457,2	435	46,5	натурн
	ГосНИИ ГА	НК-8-2У	359,8	434,4	50,1	натурн
НК-8-2У II серии	ГосНИИ ГА	НК-8-2У II серии	658,9	456,4	45,6	натурн
	ГосНИИ ГА	НК-8-2У	650,5	426,9	42,8	натурн
НК-8-2У мод	КНПО "Труд"	НК-8-2У мод	345,5	404,4	45,6	стенд
	ГосНИИ ГА	НК-8-2У	117,1	248,5	45,8	натурн
Нормы ИКАО		Нормы ИКАО	19,6	118	61,6

 

  

 

В ходе испытаний были уточнены показатели выброса загрязняющих веществ основных типов двигателей гражданской авиации.

 

 

 

 

 

 

 

литература:

 
 

 

ведущие инженеры

1.                   Горячев В.А., Козлов В.В., Кулагин Ю.Н. Акт по результатам испытаний самолетов Ту-104Б на режимах экстренного снижения, отчет №279/303-63,  ГосНИИ ГА, 1963.

2.                   Горячев В.А., Козлов В.В., Кулагин Ю.Н. Акт по результатам летных испытаний самолета Ту-104А №42327 по определению влияния изменения режима работы двигателей на поведение самолета в полете на скоростях близких к минимальным, отчет №279/303-63,  ГосНИИ ГА, 1963.

3.                   Кулагин Ю.Н., Сухомлин И.М. Акт по результатам совместных испытаний самолета Ту-114 №76459, оборудованного автоматом углов атаки и перегрузки АУАСП-8, отчет №352/372-68 ГосНИИ ГА, 1968.

звуковой удар

4.                   Роднов А.В., Кулагин Ю.Н., Мирзоев Б.М. и др. Научно-технический отчет 65-481 ЛИИ, ЦАГИ, ГосНИИ ГА, 1965, 185с.

5.                   Роднов А.В., Кулагин Ю.Н., Мирзоев Б.М. и др. Научно-технический отчет 66-559-11, ЛИИ, ЦАГИ, ГосНИИ ГА, 1966, 198с.

6.                   Роднов А.В., Кулагин Ю.Н., Мирзоев Б.М. и др. Научно-технический отчет 65-481 ЛИИ, ЦАГИ, ГосНИИ ГА, 1968, 180с.

7.                   Кулагин Ю.Н. Особенности распространения ударной волны малой интенсивности в условиях города. Труды  ГосНИИ ГА, вып.52, 1968, стр. 207-212..

8.                   Кулагин Ю.Н. Преобразования ударной волны малой интенсивности вблизи препятствия. Материалы советско-французской рабочей группы авиационных специалистов по сверхзвуковому самолету, 1968., 10с.

9.                   Кулагин Ю.Н. Взаимодействия ударных волн слабой интенсивности. Труды ГосНИИ ГА, вып.. 55, 1969, стр. 41-52.

10.               Кулагин Ю.Н. Преобразования импульса давления вблизи препятствия. Материалы II Всесоюзной конференции по прикладной аэродинамике, Киев,1969.

11.               Кулагин Ю.Н., Лебедев В.Л., Эффект препятствия при преобразовании импульса давления малой интенсивности. Труды ГосНИИ ГА, вып.60, 1970, стр.111-114.

12.               Кулагин Ю.Н. Исследование характеристик звукового удара вблизи неоднородной поверхности. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 1970, 125с.

13.               Кулагин Ю.Н. Автореферат диссертации по теме: «Исследование характеристик звукового удара вблизи неоднородной поверхности». Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 1970, 35с.

14.               Кулагин Ю.Н. Пролет сверхзвукового самолета над городом. Материалы VII Всесоюзной акустической конференции, Москва, 1971.

15.               Кулагин Ю.Н. К вопросу влияния формы сверхзвукового самолета на интенсивность звукового удара. Материалы III научно-технической конференции молодых специалистов. ГосНИИ ГА, 1971, стр.51-55.

16.               Кулагин Ю.Н., Мирзоев Б.М. Основные результаты исследований в области звукового удара, проводимые в СССР. Материалы НТС-II-71, секция по транспорту, СЭВ, Москва, 1971, 1,2л.

17.               Sonic Boom Committee Proceedings, SBC/1, ICAO, Montreal, 1972.

18.               Coulauguine Y.N. Study of the Impact on Human Beings to the Sonic Boom. Proceedings of the Sonic Boom Committee, SBC/1-WP/, ICAO, 1972.

19.               Кулагин Ю.Н., Лебедев В.Л. Особенности преобразования волны давления вблизи препятствия. Труды ЦАГИ, вып. 1489, 1973, стр.82-88.

20.               Кулагин Ю.Н. Альтернативы решения проблемы звукового удара. Материалы на III научно-технической конференции по прикладной аэродинамике, Киев 1973, 17с.

21.               Кулагин Ю.Н. Методика измерения и контроля параметров звукового удара. Научно-технический отчет 883-913-73, ГосНИИ ГА, 0,3л.

22.               Кулагин Ю.Н., Ронжина И.Н. Особенности поведения животных моря и суши и возможные последствия для них звуковых ударов от СТС. Научно-технический отчет 883-913-73, ГосНИИ ГА, 1,0л.

23.               Кулагин Ю.Н. Измерения параметров звукового удара от опытного варианта сверхзвукового транспортного самолета. Научно-технический отчет 883-924-73, ГосНИИ ГА, 1973, 1,6л.

24.               Кулагин Ю.Н., Мирзоев Б.М. Реакция населения на многократные воздействия звуковых ударов от СТС. Научно-технический отчет 888-914-73, ГосНИИ ГА, 1973, 1,0л.

25.               Y.N. Coulauguine Avalanche Hazard Associated with SST. Sonic Boom Committee Proceedings, SBC/2-WP/32, 1-11 May,  ICAO, 1973.

26.               Sonic Boom Committee Proceedings, SBC/2 1-11 May, ICAO, Montreal, 1973.