Самарские ученые составят экотопливную "диету" для отечественной авиации

Ученые Самарского университета имени Королева, вуза-участника национального проекта "Наука и университеты", разработают программный комплекс для расчета влияния различных авиационных топлив на характеристики 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 горючего, в том числе при сертификации отечественной авиационной техники для использования биотоплива.

Директор инжинирингового центра Самарского университета, заведующий молодежной научно-исследовательской лабораторией "Энергетические установки" Иван Зубрилин рассказал, что одной из задач реализуемого в лаборатории проекта является комплексная оценка влияния биотоплива на характеристики двигателей и на их работу в составе летательного аппарата.

- 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, - пояснил он.

Ученый добавил, что в настоящий момент биотопливо достаточно дорогое, но с каждым годом его производство дешевеет.

- Мировая тенденция такова, что экологически чистое топливо в авиации будет постепенно вытеснять традиционный керосин, - считает Иван Зубрилин.

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 чистого горючего. 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 с 2011 года. В 2023 году состоялись наземные испытания по применению на самолетах "Боинг" 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 авиадвигателей с учетом наиболее подходящих по составу перспективных топлив. Разработчики намерены включить в базу данных программы как доступные на сегодняшний день биотоплива, так и разрабатываемые виды.

- На первом этапе разработки программы в качестве перспективных компонентов рассматриваются топлива из биосырья. Завершить этот этап планируем в 2024 году. В дальнейшей перспективе планируется включить в базу программного комплекса синтетические топлива, топлива из вторичного сырья, а также авиационное сконденсированное топливо, - сказал Иван Зубрилин.

В основу проекта научно-исследовательской лаборатории "Энергетические установки" войдут результаты экспериментальных исследований, проводимых в Самарском университете в рамках гранта Российского научного фонда. В ходе изысканий ученые разрабатывают методику, позволяющую рассчитывать свойства смесей углеводородного топлива с различными биокомпонентами. Самарцы работают в кооперации с другими научно-исследовательскими организациями, такими как Томский политехнический университет, лаборатория Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода, Центральный институт авиационного моторостроения, Пермский политехнический университет.