Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали нейронные измерители для авиадвигателей. Они помогут снизить выбросы азота.
По данным университета, авиация является одним из крупнейших источников выбросов вредных веществ, включая оксиды азота. Высокие концентрации этих веществ опасны для здоровья человека.
Для минимизации вредных выбросов самолетов ученые создали новый метод управления камерой сгорания авиадвигателя. Он включает коррекцию расхода топлива между коллекторами камеры сгорания посредством обратной связи по оксидам азота в системе автоматического управления двигателем. Информация о состоянии двигателя поступает в электронный регулятор, который обрабатывает ее и формирует управляющее воздействие. Устойчивость горения обеспечивается равномерным перераспределением топливовоздушной смеси с помощью коллекторов. В рамках этого подхода ученые предложили использовать два адаптивных нейронных измерителя.
Первый нейронный измеритель настроен на границу, близкую к «виброгорению» с запасом по устойчивости в 10%. Он работает в диапазоне, где выбросы оксидов азота минимальны, и его значение служит эталоном для системы. Это позволяет поддерживать выбросы на минимальном уровне и обеспечивать оптимальные экологические показатели. Второй измеритель, основанный на нейросети, отвечает за мониторинг текущих значений оксидов азота в реальном времени, фиксируя фактические показатели и передавая их в систему контроля.
Значения от двух нейронных измерителей сравниваются и анализируются. Если текущее значение оксидов азота, определенное вторым измерителем, отклоняется от эталонного значения первого, система автоматически скорректирует расход топлива. Этот показатель, вместе с температурой в камере сгорания, напрямую влияет на выбросы. Разработанный регулятор в автоматическом режиме перераспределяет топливо между коллекторами, достигая баланса между экономичностью и экологией.
Результаты моделирования уже подтвердили эффективность метода. Благодаря разработке выбросы оксидов азота можно уменьшить с 2,14 до 2,06 кг или на 3,74%. Эти цифры значимы для создания современных систем управления процессом горения авиадвигателей нового поколения.
Фото: Kevin Woblick / Unsplash.com
