Самарские ученые помогут авиации при переходе на экологически чистые виды топлива
Ученые Самарского университета им. Королёва (вуза-участника национального проекта "Наука и университеты") разработают программный комплекс для расчета влияния различных видов и других перспективных авиационных топлив на характеристики авиационных двигателей. Разработка сможет заранее определять и прогнозировать, как изменятся продолжительность, дальность и себестоимость полета, если самолет с определенной компоновкой двигателей заправить не традиционным авиационным керосином, а тем или иным экологически чистым топливом. Электронное экотопливное "меню" может пригодиться конструкторам и эксплуатантам авиационной техники при постепенном переходе отечественной авиационной отрасли на экологически чистые виды топлива, в том числе при сертификации отечественной авиационной техники для использования биотоплива*.
"Одной из задач этого проекта, реализуемого в молодежной лаборатории "Энергетические установки", является комплексная оценка влияния биотоплива на характеристики авиационных двигателей и, соответственно, на их работу в составе летательного аппарата. То есть, говоря упрощенно, мы берем какой-либо существующий на отечественном рынке самолет и с помощью этой программы смотрим, как при использовании определенного биотоплива изменятся его характеристики, например, скорость и продолжительность полета, взлетно-посадочный цикл, вредные выбросы в атмосферу. Если ввести необходимые актуальные данные, программа сможет показать и экономическую целесообразность использования биотоплива на данном самолете, насколько дешевле или дороже будет такой полет для авиакомпании. Конечно, сейчас биотопливо еще достаточно дорогое, но с каждым годом его производство дешевеет, и мировая тенденция такова, что экологически чистое топливо в авиации будет постепенно вытеснять традиционный керосин", - рассказал Иван Зубрилин, директор Инжинирингового центра Самарского университета им. Королёва, заведующий молодежной научно-исследовательской лабораторией "Энергетические установки".
Как добавил ученый, в 2027 году Международная организация гражданской авиации (ИКАО) в рамках программы CORSIA введет ряд обязательных мер для стимулирования использования углеродно-нейтральных топлив. Авиакомпании должны будут выплачивать специальные компенсационные выплаты за перелеты без использования экологически чистых топлив (для таких топлив, в том числе и биотоплива, есть официальное общее название - SAF, Sustainable Aviation Fuel - "устойчивое авиационное топливо"). По данным из открытых источников, для российских авиакомпаний объем этих компенсационных платежей может составить в 2027 году порядка 1,5-2 млрд евро. В дальнейшем эти выплаты, если не переходить на SAF, будут только увеличиваться.
"Коммерческие рейсы с использованием различных смесей биотоплива и обычного топлива выполняются еще с 2011 года, а в 2023 году состоялись наземные испытания по применению на самолетах "Боинг" уже 100-процентного SAF. Это означает, что еще несколько лет и в воздух поднимутся самолеты, полностью работающие на экологически чистом топливе. Согласно статистике, за последние несколько лет объемы производства SAF в мире выросли в 20 раз и прогнозируется, что к 2050 году около половины всего авиационного топлива в мире будет именно в виде SAF, оставляющего минимальный углеродный след", - отметил Иван Зубрилин.
Разработка программного комплекса ведется учеными на основе созданной ранее в университете автоматизированной системы «АСТРА», предназначенной для концептуального проектирования газотурбинных двигателей. С помощью нового программного комплекса российские конструкторы смогут оптимизировать параметры проектируемых ими авиационных двигателей с учетом наиболее подходящих по составу перспективных авиационных топлив. Разработчики намерены включить в базу данных программы как доступные на сегодняшний день, так и разрабатываемые виды биотоплива.
"На первом этапе разработки программы в качестве перспективных компонентов рассматриваются топлива из биосырья. Завершить первый этап разработки программы мы планируем в 2024 году. В дальнейшей перспективе планируется включить в базу программного комплекса синтетические топлива, топлива из вторичного сырья, а также авиационное сконденсированное топливо (АСКТ)", - сказал Иван Зубрилин.
В основу проекта молодежной научно-исследовательской лаборатории "Энергетические установки" войдут результаты экспериментальных исследований, проводимых в Самарском университете им. Королёва в рамках гранта Российского научного фонда. В ходе этих исследований ученые разрабатывают методику, позволяющую рассчитывать свойства смесей углеводородного топлива с различными биокомпонентами. Ученые работают в тесной кооперации с другими научно-исследовательскими организациями, такими как Томский политехнический университет, лаборатория Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода, Центральный институт авиационного моторостроения, Пермский политехнический университет.
*Биотопливо - это топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.
Фото: Олеся Орина