【据俄罗斯航空港网站2023年7月18日报道】大多数情况下，燃气涡轮发动机用于航空，但在地面上，它们也用于燃气输送站的燃气轮机。在运行过程中，氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等燃烧产物从燃烧室排放到大气中，它们对环境产生了负面影响。彼尔姆理工大学专家提议在具有低排放燃烧室的新型环保发动机中使用自动控制系统，该系统将监控燃烧的组织过程，将避免发动机进入紧急模式并确保环境安全。控制算法包括一个内置的燃烧室半经验数学模型，该模型是在Zeldovich物理方程的基础上开发的，该方程充当监测有害物质排放的虚拟传感器。该研究是在战略学术领导计划“2030年优先”的框架内进行的。

电气工程设计与技术系副教授塔季扬娜·库兹涅佐娃解释说：“油气混合物中的燃油越多，飞机飞行速度就越快，但向大气排放的有害物质就越多。为了满足环境要求，同时不损失发动机转速和功率，新一代发动机使用低排放燃烧室，该燃烧室与贫油气混合物一起工作。它含有少量燃油。然而，从减少燃油量的某个时刻开始，燃烧室中就会观察到火焰熄火，这就是发动机的紧急模式。接近这样的火焰振荡燃烧时刻的特征是火焰筒中的压力脉动，振幅越大，火焰越接近熄火。”

为了控制这个过程，理工大学开发了一种自动控制系统，该系统能够预测与所需燃油有关的燃烧室向大气中排放的氮和碳氧化物以及火焰筒中的压力脉动。这是在基于Zeldovich热机理的概率数学模型的帮助下完成的，根据传感器的数据，该模型计算出氮氧化物排放的不可测量值。

所开展的研究提高了模型的准确性，通过考虑火焰筒中燃烧过程的异质性进行改进。为此，使用开发的Python软件对提供的试验数据进行相关分析。

最终，制定了可评估燃烧室中燃烧品质的定量标准。使用了皮尔森相关系数作为这样一个定量标准，它可以明确单个火焰筒或燃油嘴的油气混合物与预期成分的偏差大小。这些值用于基于Zeldovich方程生成氮氧化物的概率数学模型。

飞机发动机系教授瓦列里·阿夫古斯蒂诺维奇说：“通过将计算结果与发动机运行期间氮氧化物排放的试验值进行比较，证实了模型的有效性。因此，我们可以肯定地说，控制系统将减少有害物质排放，将有助于避免发动机进入紧急模式。”

据专家介绍，发动机模拟器的台架测试是在UEC-航空发动机公司进行的。