Multi-nozzle combustion chamber of aviation gas turbine engines as basis of environmental safety. Review
DOI:
https://doi.org/10.23877/MS.TS.25.009Keywords:
combustion, emissions, aviation GTE, multi-nozzle low-emission combustion chamber, pollutionsAbstract
Environmental safety of aviation engines is very important problem for developers. The importance of this problem enlarges as the aviation engine thrust increases, because of increasing of thermodynamic parameters like temperature and pressure in combustion chamber. In this case, the temperature rise in the combustion zone results to formation of NOx. Using of multi-nozzle fuel burning mode in combustion chamber will allow decreasing of harmful substances formation significantly. Multi-nozzle combustion chambers of aviation gas turbine engines, which have been designed by JSC "Kuznetsov" (Samara city, Russian Federation) for a few last decades, comply with current requirements on emissions.
Comparative ecological characteristics of widespread aviation engines are presented in the article. Results of environmental testing procedures of low-emission multi-nozzle combustion chambers for aviation gas turbine engines are described. It is shown that multi-nozzle combustion chamber provides low NOx pollutant emissions and high reliability of aviation engine operation at different exploitation modes.
Downloads
References
Солонин В.И., Цховребов М.М., Ланшин А.И., и др. Анализ тенденций и прогнозирование развития двигателей гражданской авиации". II-я Международная научно-техническая конференция // Авиадвигатели XXI века". Сборник тезисов т.1. Москва. 2005. С. 60.
Скибин В.А., Солонин В.Н. Перспективы и проблемы развития авиационного двигателестроения // Двигатель. 1999. № 1. C.
Лукачев С.В. Развитие научного направления "горение и рабочие процессы камер сгорания ГТД" в КуАИ-СГАУ // Вестник СГАУ. Серия: Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей. Выпуск 1. Самара 1998. С. 5.
Orlov, M.Y., & Matveev, S.S. (2014). Numerical simulation application for the design and fine-tuning of small-sized gas turbine engine combustor. Open Mechanical Engineering Journal, 8, 450-456. Retrieved from www.scopus.com
Matveev, S.S., Zubrilin, I.A., Orlov, M.Y., & Matveev, S.G. (2015). Numerical investigation of the influence of flow parameters nonuniformity at the diffuser inlet on characteristics of the GTE annular combustion chamber. Paper presented at the Proceedings of the ASME Turbo Expo, , 4A doi:10.1115/GT2015-42676
Orlov, M.Y., & Matveev, S.S. (2014). Numerical simulation of an influence of a compressor and a turbine on characteristics of a combustion chamber of a small-sizes gas turbine engine. Life Science Journal, 11(11), 650-654. Retrieved from www.scopus.com
Orlov, M.Y., Matveev, S.S., Makarov, N.S., & Zubrilin, I.A. (2014). Numerical modeling problems of operating process of combustion chambers of GTE and solution approaches. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 9(12), 2894-2899. Retrieved from www.scopus.com
Ermakov, A.I., Shklovets, A.O., Popov, G.M., & Kolmakova, D.A. (2014). Investigation of the effect of the gas turbine compressor supports on gas flow circumferential nonuniformity. Research Journal of Applied Sciences, 9(10), 684-690. doi:10.3923/rjasci.2014.684.690
Krivcov, A., Shabliy, L., & Baturin, O. (2014). Account the mutual influence of the simulation components of GTE. Paper presented at the ASME 2014 Gas Turbine India Conference, GTINDIA 2014, doi:10.1115/GTINDIA2014-8211
Гриценко Е.А., Данильченко В.П., Лукачев С.В., Ковылов Ю.Л., Резник В.Е., Цыбизов Ю.И. Некоторые вопросы проектирования авиационных ГТД. Самара: Изд-во СНЦ РАН. 2002. 527 с.
Данильченко В.П., Лукачев С.В., Ковылов Ю.Л., Резник В.Е., Федорченко Д.Г., Цыбизов Ю.И. Проектирование авиационных газотурбинных двигателей. Самара: Изд-во СНЦ РАН. 2008. 619 с.
Николайкин Н.И., Смирнова Ю.В. Оценка уровня загрязнения атмосферы авиадвигателями с учетом относительной негативности компонентов выбросов // Научно-технический конгресс по двигателестроению. 9-й Международный Салон "Двигатели -2006" Москва. 2006. Сб.докладов.C.
Вараксин А.Ю. Гидрогазодинамика и теплофизика двухфазных потоков: проблемы и достижения (обзор) // ТВТ. 2013. Т. 51. № 3. С. 421.
Вараксин А.Ю. Кластеризация частиц в турбулентных и вихревых двухфазных потоках (обзор) // ТВТ. 2014. Т. 52. № 5. С. 777.
Бурцев С.А., Леонтьев А.И. Исследование влияния диссипативных эффектов на температурную стратификацию в потоках газа (обзор) // ТВТ. 2014. Т. 52. № 2. С. 310. DOI: 10.7868/S0040364413060069
Дедеш В.Т., Тенишев Р.Х., Леут А.П., и др. Необходимость разработки методик летных исследований условий образования и существования конденсационных следов самолетов с ГТД в крейсерских полетах // Научно-технический конгресс по двигателестроению. 9-й Международный Салон "Двигатели -2006". Москва. 2006. Сб.докладов.C.
Волков С.А. Ужесточение Международных норм на эмиссию вредных веществ от авиационных двигателей и последствия для отечественных разработчиков и эксплуатантов авиационной техники // Научно-технический конгресс по двигателестроению. 9-й Международный Салон "Двигатели -2006". Москва. 2006. Сб.докладов.C.
Biryuk V.V., Gorshkalev A.A., Kayukov S.S., Uglanov D.A. Gas-dynamic analysis of processes in a small-sizes two-stroke combustion engine // The Open Mechanical Engineering Journal, 2014, 8, P. 441.
Кузнецов Н.Д., Токарев В.В., Иванов Ю.А. Многофорсуночная камера сгорания двигателей "НК", как прототип камер сгорания перспективных ГТД // Труды ЦИАМ №1229, 1987. c.
Кузнецов Н.Д., Токарев В.В., Многогорелочные камеры сгорания - одно из перспективных направлений развития двигателей // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1995. №2, С.
Biryuk V., Kayukov, S., Zvyagintsev, V., Lysenko, U. Ways of speed increase for internal combustion engine fuel injectors // Research Journal of Applied Sciences. 2014. Volume 9, Issue 11, P. 721.
Авиация и альтернативные виды авиационного топлива. Рабочий документ A37-WP/23. Монреаль: ИКАО, 2010, 5 с.
Епейкин Л.Ф., Крыжановский А.И., Лавров В.Н., Спивак Ю.В., Цыбизов Ю.И. Результаты отработки многофорсуночных камер сгорания авиационных ГТД на альтернативных видах топлива // Вестник СГАУ. Серия: Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей. 1998. Выпуск 1. Самара 1998. С. 141.
Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gas Turbine Combustion Alternative Fuels and Emissions, CRC press, 2010, 537 p.
Кузнецов В.Р., Сабельников В.А. Турбулентность и горение.М.: Наука, Физматлит, 1986, 287 c.
Матвеев С.Г., Орлов М.Ю., Цыбизов Ю.И., Зубрилин И.А. Многофорсуночная малоэмиссионная камера сгорания современных ТРДД - творческое наследие Н.Д.Кузнецова // Вестник СГАУ. 2014. №2. С. 17.
Гриценко Е.А., Цыбизов Ю.И. Методология создания малоэмиссионных камер сгорания авиационных и конвертируемых двигателей семейства НК // Актуальные проблемы авиационных и аэрокосмических систем. Вып.2(8). Казань. Дайтона Бич. 1999. с. 16.
Saigakov E.A., Gorshkalev A.A., Kayukov S.S., Blagin E.V. Strength analysis of the internal combustion engine elements by using CAD/CAE-systems // Research Journal of Applied Sciences. 2014. Volume 9, Issue 10, P. 669.
