avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2025-9-3-107-113WIOCKUavroen-106Research ArticleАВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКАAVIATION AND ROCKET-SPACE ENGINEERINGЭкспериментальное определение коэффициента избытка воздуха на выходе из горелок двухзонной камеры сгоранияExperimental determination of the excess air coefficient at the outlet of the burners of a two-zone combustion chamberhttps://orcid.org/0009-0000-5045-3815БаклановА. В.BaklanovA. V.

БАКЛАНОВ Андрей Владимирович, кандидат тех­нических наук, заместитель главного конструкто­ра

420036, г. Казань, ул. Дементьева, 1

AuthorID (РИНЦ): 847413

BAKLANOV Andrey Vladimirovich, Candidate of Technical Sciences, Deputy Chief Designer

Kazan, Dementyeva St., 1, 420036

AuthorID (RSCI): 847413

andreybaklanov@bk.ruАО «Казанское моторостроительное производственное объединение»РоссияJSC “Kazan Motor-Building Production Association”Russian Federation20253009202593107113Copyright © Бакланов А.В., 20252025Бакланов А.В.Baklanov A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/106

В работе представлены результаты экспериментального определения коэффициента избытка воз­духа на выходе из горелок опытной двухзонной камеры сгорания газотурбинной установки НК-16СТ. Описаны конструктивные особенности камеры сгорания, представлено стендовое оборудование, на котором проводилось испытание горелок и камеры сгорания. Разработана методология испытаний горелок и камеры сгорания по определению их пропускной способности и сформирован алгоритм последовательности выполнения экспериментальных работ. Представлены результаты измерений эко­логических характеристик при осуществлении регулирования расхода топлива по зонам камеры сго­рания.

The paper presents the results of computational and experimental determination of the excess air coefficient at the outlet of the burners of the experimental two-zone combustion chamber of the NK-16ST engine. The design features of the combustion chamber are described. The author demonstrates the bench equipment on which the burners and the combustion chamber are tested. The methodology of testing burners and combustion chambers to determine their throughput are described. Moreover, the author forms an algorithm for the sequence of computational and experimental work. As a result, the measurements of environmental characteristics during fuel consumption control in the combustion chamber zones are presented.

двухзонная камера сгораниягазотурбинный двигательгорелкаиспытаниекон­центрации выбросов вредных веществоксиды азотаоксид углеродакоэффициент избытка воздуха.two-zone combustion chambergas turbine engineburnertestconcentrations of harmful substances emissionsnitrogen oxidescarbon monoxideexcess air coefficient.ReferencesLefebvre A. H., Ballal D. R. Gas turbine combustion: alternative fuels and emissions. 3rd ed. CRC Press, 2010. 537 p. DOI: 10.1201/9781420086058.Lefebvre A. H., Ballal D. R. Gas turbine combustion: alternative fuels and emissions. 3rd ed. CRC Press, 2010. 537 p. DOI: 10.1201/9781420086058.Постников А. М. Снижение оксидов азота в выхлопных газах ГТУ. Самара: СНЦ РАН, 2002. 286 с.Postnikov A. M. Snizheniye oksidov azota v vykhlopnykh gazakh GTU [Reduction of nitrogen oxides in the exhaust gases of the GTD]. Samara, 2002. 286 p. (In Russ.).Гриценко Е. А. Конвертирование авиационных ГТД в газотурбинные установки наземного применения. Самара: СНЦ РАН, 2004. 266 с. ISBN 5-93424-139-7. EDN: QMINEB.Gritsenko E. A. Konvertirovaniye aviatsionnykh GTD v gazoturbinnyye ustanovki nazemnogo primeneniya [Conversion of aviation GTE to ground-based gas turbine devices]. Samara, 2004. 266 p. ISBN 5-93424-139-7. EDN: QMINEB. (In Russ.).Бантиков Д. Ю., Гречников О. В., Рогалев В. В., Цы­бизов Ю. И. Пути совершенствования горелок двухзонных камер сгорания // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С. П. Коро­лёва (национального исследовательского университета). 2014. № 5-2 (47). С. 88–94. EDN: UGCLPZ.Bantikov D. Yu., Grechnikov O. V., Rogalev V. V., Tsybizov Yu. I. Puti sovershenstvovaniya gorelok dvukhzonnykh kamer sgoraniya [Ways of improving burners of two-staged combustion chambers]. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta im. akademika S. P. Koroleva (natsional’nogo issledovatel’skogo universiteta). Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2014. No. 5-2 (47). P. 88–94. EDN: UGCLPZ. (In Russ.).Гречишников О. В., Остапец И. И., Росляков А. Д., Цыби­зов Ю. И. Гомогенные горелки двухзонных камер сгорания // Вестник Самарского государственного аэрокосмического уни­верситета им. академика С. П. Королёва (национального ис­следовательского университета). 2013. № 3-1 (41). С. 65–72. EDN: RYADWD.Grechishnikov O. V., Ostapets I. I., Roslyakov A. D., Tsybizov Yu. I. Gomogennyye gorelki dvukhzonnykh kamer sgoraniya [Homogeneous burners of two-staged combustion chambers]. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta im. akademika S. P. Koroleva (natsional’nogo issledovatel’skogo universiteta). Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2013. No. 3-1 (41). P. 65–72. EDN: RYADWD. (In Russ.).Маркушин А. Н., Бакланов А. В. Испытательные стен­ды для исследования процессов и доводки низкоэмиссионных камер сгорания ГТД // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С. П. Королё­ва (национального исследовательского университета). 2013. № 3-1 (41). С. 131–138. EDN: RYAEAJ.Markushin A. N., Baklanov A. V. Ispytatel’nyye stendy dlya issledovaniya protsessov i dovodki nizkoemissionnykh kamer sgoraniya GTD [Test benches for researching the processes and operational development of low emission gas turbine engine combustion chambers]. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta im. akademika S. P. Koroleva (natsional’nogo issledovatel’skogo universiteta). Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering. 2013. No. 3-1 (41). P. 131–138. EDN: RYAEAJ. (In Russ.).Ланский А. М., Лукачев С. В., Матвеев С. Г. [и др.]. Ра­бочий процесс камер сгорания малоразмерных ГТД. Самара: СНЦ РАН, 2009. 335 с. ISBN 978-5-93424-461-4. EDN: QNWJQN.Lanskiy A. M., Lukachev S. V., Matveyev S. G. [et al.]. Rabochiy protsess kamer sgoraniya malorazmernykh GTD [Operational process of combustion chambers of small-sized GTE]. Samara, 2009. 335 p. ISBN 978-5-93424-461-4. EDN: QNWJQN. (In Russ.).Гриценко Е. А., Данильченко В. П., Лукачев С. В. [и др.]. Некоторые вопросы проектирования авиационных га­зотурбинных двигателей. Самара: СНЦ РАН, 2002. 527 с.Gritsenko E. A., Danil’chenko V. P., Lukachev S. V. [et al.]. Nekotoryye voprosy proyektirovaniya aviatsionnykh gazoturbinnykh dvigateley [Some design issues of the aircraft gas turbine engines]. Samara, 2002. 527 p. (In Russ.).Бакланов А. В., Маркушин А. Н. Особенности проек­тирования и доводки LPP-камеры сгорания // Вестник Ка­занского государственного технического университета им. А. Н. Туполева. 2017. Т. 73, № 2. С. 56–61. EDN: ZHUXLN.Baklanov A. V., Markushin A. N. Osobennosti proyektirovaniya i dovodki LPP-kamery sgoraniya [Design features and refinement of the LPP-combustion chamber]. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. A. N. Tupoleva. Bulletin of KSTU. 2017. Vol. 73, no. 2. P. 56–61. EDN: ZHUXLN. (In Russ.).Данильченко В. П., Лукачев С. В., Ковылов Ю. Л. [и др.]. Проектирование авиационных газотурбинных двигате­лей. Самара: СНЦ РАН, 2008. 620 с. ISBN 978-5-93424-357-0. EDN: QNVLRB.Danil’chenko V. P., Lukachev S. V., Kovylov Yu. L. [et al.]. Proyektirovaniye aviatsionnykh gazoturbinnykh dvigateley [Design of the aircraft gas turbine engines]. Samara, 2008. 620 p. ISBN 978-5-93424-357-0. EDN: QNVLRB. (In Russ.).Маркушин А. Н., Бакланов А. В. Результаты испыта­ний закоксованных форсунок камер сгорания семейства НК промывкой смесью керосина с техническим моющим сред­ством // Труды МАИ. 2018. № 99. EDN: UPSSHQ.Markushin A. N., Baklanov A. V. Rezul’taty ispytaniy zakoksovannykh forsunok kamer sgoraniya semeystva NK promyvkoy smes’yu kerosina s tekhnicheskim moyushchim sredstvom [Test results of washing-out of coked atomizers of NK family combustion chambers by mixture of kerosene with technical detergent]. Trudy MAI. 2018. No. 99. EDN: UPSSHQ. (In Russ.).Halder M., Dash S., Som S. Initiation of air core in a simplex nozzle and the effects of operating and geometrical parameters on its shape and size. Experimental Thermal and Fluid Science. 2002. Vol. 26. P. 871–878. DOI: 10.1016/S0894-1777(02)00153-X.Halder M., Dash S., Som S. Initiation of air core in a simplex nozzle and the effects of operating and geometrical parameters on its shape and size. Experimental Thermal and Fluid Science. 2002. Vol. 26. P. 871–878. DOI: 10.1016/S0894-1777(02)00153-X.Sadiki A., Repp S., Schneider C. [et al.]. Numerical and experimental investigations of confined swirling combusting flows. Progress in Computational Fluid Dynamics. 2003. Vol. 3, no. 2-4. P. 78–88. DOI: 10.1504/PCFD.2003.003778.Sadiki A., Repp S., Schneider C. [et al.]. Numerical and experimental investigations of confined swirling combusting flows. Progress in Computational Fluid Dynamics. 2003. Vol. 3, no. 2-4. P. 78–88. DOI: 10.1504/PCFD.2003.003778.Gokulakrishnan P., Fuller C. C., Klassen M. S. [et al.]. Experiments and modeling of propane combustion with vitiation. Combustion and Flame. 2014. Vol. 161, no. 8. P. 2038–2053. DOI: 10.1016/j.combustflame.2014.01.024.Gokulakrishnan P., Fuller C. C., Klassen M. S. [et al.]. Experiments and modeling of propane combustion with vitiation. Combustion and Flame. 2014. Vol. 161, no. 8. P. 2038–2053. DOI: 10.1016/j.combustflame.2014.01.024.Kiesewetter F., Konle M., Sattelmayer T. Analysis of combustion induced vortex breakdown driven flashback in a premix burner with cylindrical mixing zone. ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2007. Vol. 129. P. 929–36. DOI: 129.10.1115/1.2747259.Kiesewetter F., Konle M., Sattelmayer T. Analysis of combustion induced vortex breakdown driven flashback in a premix burner with cylindrical mixing zone. ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2007. Vol. 129. P. 929–36. DOI: 129.10.1115/1.2747259.Lieuwen T. C., Yang, V. Combustion instabilities in gas turbine engines: Operational experience, fundamental mechanisms, and modeling (Progress in astronautics and aeronautics). American Institute of Aeronautics and Astronautics. 2005. 657 p.Lieuwen T. C., Yang, V. Combustion instabilities in gas turbine engines: Operational experience, fundamental mechanisms, and modeling (Progress in astronautics and aeronautics). American Institute of Aeronautics and Astronautics. 2005. 657 p.ГОСТ 28775–90. Агрегаты газоперекачивающие с га­зотурбинным приводом. Общие технические условия. Введ. 01–01–1992. Москва: Стандартинформ, 2005. 12 с.GOST 28775–90. Agregaty gazoperekachivayushchiye s gazoturbinnym privodom. Obshchiye tekhnicheskiye usloviya [Gas pumping units driven with gas turbine. General specifications]. Moscow, 2005. 12 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.