Combustion Dynamics and Control for Ultra Low Emissions in Aircraft Gas-Turbine Engines
A jövő repülőgép-hajtóműveinek rendkívül alacsony kibocsátást és nagy hatékonyságot kell biztosítaniuk alacsony költségek mellett, miközben fenntartják a jelenlegi hajtóművek megbízhatóságát és működőképességét. A megnövelt teljesítmény és a csökkentett kibocsátás iránti igény olyan korszerű égéstesteket eredményezett, amelyek kritikusan függnek a hatékony üzemanyag-levegő keveredéstől és a sovány üzemmódtól.
Azonban minden égéstermék-előállító berendezés, de különösen a sovány égésű, alacsony kibocsátású égéstermék-előállító berendezések hajlamosak az égési instabilitásra. Ezeket az instabilitásokat jellemzően az égési folyamat ingadozó hőfelszabadulásának és a természetben előforduló akusztikus rezonanciák kölcsönhatása okozza. Ezek a kölcsönhatások nagy nyomásingadozásokat eredményezhetnek az égéstermék-égetőben, ami csökkentheti az alkatrészek élettartamát, és potenciálisan idő előtti mechanikai meghibásodáshoz vezethet.
Az aktív égésszabályozás, amely a tüzelőanyag-levegő keverési folyamat visszacsatoláson alapuló szabályozásából áll, megközelítést nyújthat az égéstermék-elvezető elfogadható dinamikus viselkedésének eléréséhez, miközben minimalizálja a kibocsátást, és így rugalmasságot biztosíthat az égéstermék-elvezető tervezési folyamata során. A NASA Glenn aktív égésszabályozási technológiával kapcsolatos tevékenységének célja, hogy a repülőgépek gázturbinás égőműveihez kötött kísérletek révén az aktív szabályozást a repülőgép-hajtóművek szempontjából releváns, reális környezetben mutassa be.
A cél az, hogy az aktív égésszabályozás technológiai érettségét lehetővé tegye a hajtóművekben történő demonstrációig. A NASA Glenn-nél végzett munka kimutatta, hogy az aktív égésszabályozás, amely fejlett algoritmusokat használ, amelyek nagyfrekvenciás üzemanyag-működtetésen keresztül működnek, hatékonyan elnyomhatja az instabilitást egy olyan égéstérben, amely egy repülőgép gázturbinás hajtóművében található instabilitást utánozza.
A jelenlegi erőfeszítések célja, hogy ezeket az aktív szabályozási technológiákat kiterjesszék a fejlett, rendkívül alacsony kibocsátású égőművekre, például a többpontos sovány közvetlen befecskendezést alkalmazó égőművekre.