reklama
czwartek, 15 luty 2018 21:22

Nowości ITWL: Układ do badań porównawczych paliw lotniczych

Napisane przez Ry
Oceń ten artykuł
(0 głosów)

Na świecie zauważalna jest tendencja do zwiększania udziału różnych komponentów/biokomponentów w paliwach lotniczych. Proces wprowadzania nowego paliwa w lotnictwie obejmuje cały szereg badań począwszy od testów laboratoryjnych właściwości fizykochemicznych aż po testy na silnikach w pełnej skali. Badania na silnikach pełnogabarytowych są jednak bardzo złożone. Ciekawym pomysłem jest prowadzenie wstępnych badań na silnikach w mniejszej skali. Takie rozwiązanie zastosowali specjaliści z Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych w składzie: dr inż. Bartosz Gawron, dr inż. Wojciech Dzięgielewski, dr inż. Jarosław Sarnecki, Andrzej Kosiak.

W lotnictwie powszechnie stosowanym są paliwa pochodzące z przeróbki ropy naftowej. Wymagania stawiane paliwom są jednak coraz wyższe,  również w zakresie ekologii. Wymusza to konieczność poszukiwania i testowania nowych kompozycji paliwowych. W typowym laboratorium paliwowym można zbadać standardowe właściwości fizykochemiczne, ale do sprawdzenia, jak faktycznie dana mieszanka będzie się zachowywała w eksploatacji, potrzebne jest już stanowisko badawcze wyposażone w silnik. Zgodnie z normą ASTM 4054 takie badania są wykonywane z wykorzystaniem silników pełnogabarytowych, co generuje jednak znaczne koszty. 

Z tych powodów postanowiono zbudować stanowisko badawcze na bazie modelowego silnika turbinowego, zawierające następujące elementy:

  • • miniaturowy turbinowy silnik odrzutowy;
  • • analizator spalin;
  • • analizator cząstek stałych;
  • • system sterowania i akwizycji danych.

Stanowisko posiada system pomiarowy do zbierania danych z czujników i przekazywania ich do jednego programu rejestrującego. Oprogramowanie systemu zostało wykonane w środowisku LabView i oprócz rejestracji oraz wizualizacji danych umożliwia także sterowanie pracą silnika.

Do prowadzenia badań na stanowisku potrzebna jest niewielka ilość paliwa (od kilkunastu do kilkudziesięciu litrów), co jest szczególnie ważne w przypadku wstępnej fazy weryfikacji paliw alternatywnych (ograniczonych ilości paliw z eksperymentalnych instalacji). Stanowisko stanowi łącznik między badaniami laboratoryjnymi paliwa (próbka o małej objętości) a badaniami hamownianymi na pełnogabarytowych silnikach odrzutowych, do realizacji których potrzeba kilkuset kilogramów paliwa na jeden test.

Układ pozwala m.in. na pomiar:

  • • parametrów pracy silnika: ciągu, prędkości obrotowej, zużycia paliwa, temperatury gazów wylotowych; 
  • • ciśnienia i temperatury w charakterystycznych punktach wzdłuż kanału przepływowego silnika;
  • • stężenia gazowych składników spalin: O2, CO2, CO, NO, NO2, SO2, CxHy;
  • • rozkładu wielkości i ilości cząstek stałych w zakresie od 0,5 do 300 µm.

W efekcie powstało narzędzie, przy pomocy którego można badać różne produkty powstałe w wyniku procesu spalania paliwa. Najważniejsze z nich to szkodliwe gazowe składniki spalin oraz cząstki stałe, ponieważ to  one wpływają negatywnie na środowisko i zdrowie człowieka. 

Ponadto dzięki współpracy inżynierów z ITWL z Politechniką Wrocławską, podjęto działania w niezwykle intersującym obszarze badawczym związanym z wpływem spalin na żywe komórki. Badania polegają na ocenie rzeczywistego toksycznego oddziaływania gazów wylotowych emitowanych przez miniaturowy silnik odrzutowy, wykorzystując innowacyjną metodę badawczą BAT-CELL Bio-Ambient Tests.

Efekty wynikające z zastosowania tego wynalazku w pracach badawczo-rozwojowych dla lotnictwa mają nie tylko istotne znaczenie ze względów ekologicznych i ekonomicznych. Mogą również stanowić materiał wspomagający przy podjęciu działań w zakresie stosowania paliw syntetycznych ze źródeł odnawialnych w statkach powietrznych Sił Zbrojnych RP, szczególnie w samolotach i śmigłowcach produkcji byłego ZSRR. Na posiedzeniach grupy roboczej NATO Aviation Fuels and Lubricants Working Party (AVIATN FLWP) corocznie wskazywana jest konieczność podejmowania przez kraje członkowskie NATO działań w celu dopuszczenia do stosowania w statkach powietrznych paliw lotniczych zawierających do 50 proc. komponentów syntetycznych pochodzenia biologicznego. 

Rozwiązanie inżynierów z ITWL zostało wyróżnione m.in. złotym medalem na Międzynarodowych Targach Innowacji Gospodarczych i Naukowych INTARG 2016,  złotym medalem na Międzynarodowych Targach Wynalazczości, Badań Naukowych i Nowych Technik „BRUSSELS INNOVA” 2015  czy też srebrnym medalem na Międzynarodowych Targach „iENA” w  Norymberdze 2015. 

                                               ***

Stanowisko pozwala na przeprowadzenie prac badawczych i rozwojowych w zakresie: 

  • • przebiegu procesu spalania paliwa lotniczego,
  • • wprowadzania paliw alternatywnych (biopaliw), 
  • • wpływu lotnictwa na środowisko (redukcja emisji CO2 i NOx  oraz cząstek stałych),
  • • bezpieczeństwa w lotnictwie (zjawiska środowiskowe i ich wpływ na niezawodność wykonywanych operacji lotniczych),
  • • oddziaływania produktów spalania na komórki żywe,
  • • innowacyjnych technologii materiałowych i powłok,
  • • nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych,
  • • czujników i systemów diagnostycznych. 
Czytany 166 razy

Overall Rating (0)

0 out of 5 stars
Dodaj komentarz
  • Brak komentarzy