ATREX.RU
Пресс релизы коммерческих компаний и общественных организаций
ATREX.RU
» Пресс релизы сегодняшнего дня
» Архив пресс-релизов
» Авторам от редакции
» Добавить пресс-релиз

Самое-самое //
Пресс-релизы // » Добавить пресс-релиз

Ученые Пермского Политеха разработали систему для снижения вредных выбросов из авиадвигателей на 3%

Исследование опубликовано в журнале «Мехатроника, автоматизация, управление», том 25, №5 за 2024 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Авиация – один из крупнейших источников выбросов вредных веществ. Особенно это касается оксидов азота, которые выделяются в процессе сгорания топлива. Его высокие концентрации опасны для человека, при длительном воздействии эти газы приводят к воспалению дыхательных путей, бронхиту и онкологиям. Особенно в группе риска находятся жители крупных индустриальных городов. Наибольшую опасность оксиды азота представляют в качестве активного компонента смога. Создание экологичных авиадвигателей требует совершенствования систем автоматического управления. Особую сложность представляет управление камерой сгорания газотурбинного двигателя, так как необходимо соблюдать баланс между их стабильной работой и минимизацией выбросов. Ученые ПНИПУ разработали систему, которая снижает концентрацию выбросов оксидов азота более чем на 3% и повышает экологическую эффективность при стабильной работе камеры сгорания.
Камера сгорания – одна из самых важных частей газотурбинной установки, в которой внутренняя энергия топлива превращается в энергию горячего газа для работы турбины. Это происходит, когда для сжигания топлива используют окислитель (кислород воздуха), поступающий под высоким давлением после компрессора. При этом образуются газообразные продукты сгорания высокой температуры, в том числе оксиды азота.
Для устойчивой работы камеры сгорания в авиадвигателе важно, чтобы она поддерживала оптимальное соотношение топлива и воздуха на разных режимах. Требования экологии сужают область этого соотношения. При этом управление концентрацией выбросов может привести к неустойчивому горению пламени камеры сгорания и нарушениям в работе двигателя.
Отечественные и зарубежные ученые уже внесли вклад в снижение выбросов оксидов азота, исследуя автоматическое управление силовых установок, однако в существующих работах при проектировании регуляторов не учитываются многие требования, например, на затрачиваемые ресурсы и на время работы в «жестком реальном времени» (гарантированное время отклика системы на конкретное событие). Эти показатели тоже влияют на выбросы азота и устойчивость горения пламени в камере сгорания.
Ученые Пермского Политеха представили новый подход к управлению камерой сгорания авиадвигателя и разработали модель этой системы. Решение подразумевает коррекцию расхода топлива между коллекторами камеры сгорания за счет введения обратной связи по оксидам азота в систему автоматического управления двигателем. По задумке информация о состоянии двигателя поступает в электронный регулятор, который обрабатывает ее и формирует управляющее воздействие. Устойчивость горения при этом обеспечивается равномерным перераспределением топливовоздушной смеси с помощью коллекторов.
В рамках современного подхода к мониторингу и снижению выбросов оксидов азота в двигателе ученые ПНИПУ предложили использовать два адаптивных нейронных измерителя.
Первый нейронный измеритель настроен на границу, близкую к «виброгорению», с 10%-ным запасом по устойчивости. Это означает, что он работает в диапазоне, где выбросы оксидов азота минимальны. Значение, выдаваемое этим измерителем, является эталонным для системы. Такой подход позволяет поддерживать выбросы на минимальном уровне и обеспечивать оптимальные экологические показатели. Второй измеритель, основанный на нейронной сети, отвечает за мониторинг текущих значений оксидов азота в реальном времени. Его задача — непрерывно фиксировать фактические показатели и передавать их в систему контроля.
– Значения, полученные от двух нейронных измерителей, сравниваются и анализируются. Если текущее значение оксидов азота, определенное вторым измерителем, отклоняется от эталонного значения первого, то система автоматически корректирует расход топлива. Именно этот показатель в совокупности с температурой в камере сгорания напрямую влияют на выбросы. Разработанный регулятор в автоматическом режиме перераспределяет топливо между коллекторами. Таким образом достигается баланс между экономичностью процесса и соблюдением экологических норм, – рассказывает доктор технических наук, заведующий кафедрой автоматики и телемеханики Александр Южаков.
Использование двух адаптивных нейронных измерителей в системе контроля выбросов оксидов азота представляет собой инновационный и эффективный метод управления вредными выбросами. Это не только способствует улучшению экологической обстановки, но и помогает предприятиям соответствовать требованиям законодательства и стандартам по охране окружающей среды.
– Результаты моделирования уже подтвердили эффективность разработанного нами метода. Благодаря разработке выброс оксидов азота можно уменьшить с 2,14 до 2,06 кг, это примерно 3,74%. Эти цифры значимы для создания современных систем управления процессом горения авиадвигателей нового поколения, – подводит итог ассистент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ Вячеслав Никулин.
Ученые Пермского Политеха представили новый подход к управлению камерой сгорания авиадвигателя. Внедрение дополнительного регулятора позволит снизить выброс оксидов азота более чем на 3%, уменьшить затраты на управление авиадвигателями и оптимизировать их работу с пользой для экологии.

Контактное лицо: Дарья Биянова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 03:45, 12.06.2024
Количество просмотров: 63
Страна: Россия

Ученые и старшеклассники Пермского Политеха разработали экологичную альтернативу нефтяным смазкам, ПНИПУ, 22:00, 23.04.2025, Россия
27
Нефтяные смазки используются для снижения износа в двигателях, подшипниках, шарнирах, это важно для автомобилестроения и авиации. Однако их производство вредит окружающей среде. Ученики Политехнической школы под руководством ученых ПНИПУ разработали технологию переработки жиросодержащих отходов в биоразлагаемые смазочные материалы.


Студенты Алтайского ГАУ успешно выступили во Всероссийском конкурсе научного перевода, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:18, 18.04.2025, Россия
46
В Санкт-Петербурге прошел II Всероссийский молодежный (с международным участием) конкурс научного перевода «Современные вопросы сельскохозяйственной науки».


Программа ученых Пермского Политеха поможет рассчитать углеродный след мусоровозов, ПНИПУ, 21:14, 18.04.2025, Россия
42
Помимо промышленности, транспорт также влияет на экологию, особенно мусоровозы. Они работают на холостом ходу, потребляют топливо, а их маршруты не всегда оптимальны, что увеличивает выбросы углексилого газа. Ученые Пермского Политеха предложили метод расчета углеродного следа мусоровоза, а также написали для этого специальную программу.


Тольяттинские учёные помогут искать нефть в Арктике, ТГУ, 21:04, 18.04.2025, Россия
43
В ТГУ разрабатывают сейсмоисточник для поиска и разведки нефти и газа в условиях морских шельфов Арктики.


Ученые и старшеклассники Пермского Политеха разработали новый состав минерального удобрения длительного действия, ПНИПУ, 21:04, 18.04.2025, Россия
38
Большинство традиционных минеральных удобрений, которые используется в сельском хозяйстве, быстро растворяются, вымываются из почвы и загрязняют водоемы. Ученики Политехнической школы под руководством ученых ПНИПУ разработали удобрение нового состава: оно повышает урожайность, дольше действует и снижает нагрузку на окружающую среду.


В Алтайском ГАУ представили инновационные технологии кормозаготовки для животноводства, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 21:03, 18.04.2025, Россия
30
В Алтайском государственном аграрном университете состоялся научно-практический семинар «Формула сочного успеха: секреты кормозаготовки от экспертов».


Программа ученых Пермского Политеха позволит студентам и специалистам проще анализировать большие объемы данных, ПНИПУ, 20:50, 18.04.2025, Россия
43
Инженерам и аналитикам часто приходится разбираться в огромном количестве данных. Для этого они применяют технологии машинного обучения, однако это требует глубоких знаний программирования и математики. Ученые из Пермского Политеха создали программу в виде электронной книги, которая помогает легко разобраться в основах классификации данных.


Физкультура в школе должна стать персонифицированной, ТГУ, 19:28, 18.04.2025, Россия
50
К такому выводу пришли учёные, изучив биоэлектрическую активность головного мозга у подростков с разным типом регуляции организма.


Студентка Алтайского ГАУ стала призером IX Международного конкурса студенческих научно-исследовательских работ, ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет", 17:01, 11.04.2025, Россия
246
В Вологде подвели итоги IX Международного конкурса студенческих научно-исследовательских работ «Проблемы и перспективы развития экономики региона в условиях нестабильности»


В ТГУ применили ИИ для повышения надёжности энергосистем, Тольяттинский государственный университет, 23:05, 10.04.2025, Россия
351
Аспирант Евгений Марков из ТГУ разработал методику на основе искусственного интеллекта для точной диагностики дефектов силовых масляных трансформаторов.


Разделы //


Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
Разработано AVart.Стуdия © 2008-2025 atrex.ru
  Rambler's Top100