avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2025-9-2-104-109GBBGSFavroen-74Research ArticleАВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКАAVIATION AND ROCKET-SPACE ENGINEERINGРезультаты испытания двухзонной камеры сгорания в составе газотурбинного двигателяTest results of a two-zone combustion chamber in a gas turbine engineМаркушинА. Н.MarkushinA. N.

Маркушин Андрей Николаевич - главный специалист отдела главного конструктора.

420036, Казань, ул. Дементьева, 1

AuthorID (РИНЦ) 572513

Andrey N. Markushin - Chief Specialist of the Chief Designer Department, JSC “Kazan Motor-Building Production Association”.

Kazan, Dementyeva st., 1, 420036

AuthorID (RSCI) 572513

amarkushin@oao.kmpo.ruБаклановА. В.BaklanovA. V.

Бакланов Андрей Владимирович - кандидат технических наук, заместитель главного конструктора.

420036, Казань, ул. Дементьева, 1

AuthorID (РИНЦ) 847413

Andrey V. Baklanov - Candidate of Technical Sciences, Deputy Chief Designer, JSC “Kazan Motor-Building Production Association”.

Kazan, Dementyeva st., 1, 420036

AuthorID (RSCI) 847413

andreybaklanov@bk.ruАО «Казанское моторостроительное производственное объединение»РоссияJSC “Kazan Motor-Building Production Association”Russian Federation20253006202592104109Copyright © Маркушин А.Н., Бакланов А.В., 20252025Маркушин А.Н., Бакланов А.В.Markushin A.N., Baklanov A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/74

В работе представлены результаты испытаний двигателя НК-16СТ с экспериментальной двухзонной камерой сгорания. Описаны конструктивные особенности камеры сгорания, топливная система двигателя, методология испытаний и результаты измерений экологических характеристик. Камеры сгорания отличались конструкцией горелок основной зоны. По результатам работ выбран вариант камеры сгорания с горелкой, имеющей осевой завихритель на выходе из сопла, обеспечивающий более низкие выбросы оксидов азота по сравнению с другими испытанными камерами.

The paper presents the results of tests of the NK-16ST engine with an experimental two-zone combustion chamber. The design features of the combustion chamber, the engine fuel system, the testing methodology and the results of measuring the environmental characteristics are described. The combustion chambers differed in the design of the main zone burners. Based on the results of the work, a combustion chamber version with a burner having an axial swirler at the nozzle outlet is selected. It provides low nitrogen oxide emissions compared to other tested chambers.

двухзонная камера сгораниягазотурбинный двигательгорелкаиспытаниеконцентрации выбросов вредных веществоксиды азотаоксид углеродаdual-zone combustion chambergas turbine engineburnertestingconcentrations of harmful emissionsnitrogen oxidescarbon monoxideReferencesLefebvre A. H., Ballal D. R. Gas turbine combustion: alternative fuels and emissions, 3rd ed. CRC Press, 2010. 537 p.Lefebvre A. H., Ballal D. R. Gas turbine combustion: alternative fuels and emissions, 3rd ed. CRC Press, 2010. 537 p.Lefebvre A. H. Fuel effects on gas turbine combustionignition, stability, and combustion efficiency. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 1985. Vol. 107 (1). P. 24–37. DOI: 10.1115/1.3239693.Lefebvre A. H. Fuel effects on gas turbine combustionignition, stability, and combustion efficiency. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 1985. Vol. 107 (1). P. 24–37. DOI: 10.1115/1.3239693.Постников А. М. Снижение оксидов азота в выхлопных газах ГТУ. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2002. 286 с.Postnikov A. M. Snizheniye oksidov azota v vykhlopnykh gazakh GTU [Reduction of nitrogen oxides in exhaust gases of the gas turbine]. Samara, 2002. 286 p. (In Russ.).Гриценко Е. А., Данильченко В. П., Лукачев С. В. [и др.]. Конвертирование авиационных ГТД в газотурбинные установки наземного применения: моногр. Самара: Изд-во СНЦ РАН, 2004. 266 с. EDN: QMINEB.Gritsenko E. A., Danil’chenko V. P., Lukachev S. V. [et al.]. Konvertirovaniye aviatsionnykh GTD v gazoturbinnyye ustanovki nazemnogo primeneniya [Conversion of aircraft gas turbine engines into gas turbine units for ground use]. Samara, 2004. 266 p. EDN: QMINEB. (In Russ.).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.).Канило П. М. Энергетические и экологические характеристики ГТД при использовании углеводородных топлив и водорода. Киев: Наукова думка, 1987. 224 с.Kanilo P. M. Energeticheskiye i ekologicheskiye kharakteristiki GTD pri ispol’zovanii uglevodorodnykh topliv i vodoroda [Energy and environmental features of gas turbine engines using hydrocarbon fuels and hydrogen]. Kiev, 1987. 224 p. (In Russ.).Бакланов А. В. Влияние конструкции горелки на температурное состояние стенок жаровой трубы // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29, № 3. С. 136–142. DOI: 10.34759/vst-2022-3-136-142. EDN: JUHXBC.Baklanov A. V. Vliyaniye konstruktsii gorelki na temperaturnoye sostoyaniye stenok zharovoy truby [Burner design impact on the flame tube walls temperature state]. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta. Aerospase MAI Journal. 2022. Vol. 29, no. 3. P. 136–142. DOI: 10.34759/vst-2022-3-136-142. EDN: JUHXBC. (In Russ.).Бакланов А. В. Влияние изменения конструкции камеры сгорания на уровень концентрации СО2 в выхлопных газах газотурбинного двигателя НК-16СТ // Газовая промышленность. 2022. № 6 (834). С. 80–88. EDN: JFIUGC.Baklanov A. V. Vliyaniye izmeneniya konstruktsii kamery sgoraniya na uroven’ kontsentratsii СО2 v vykhlopnykh gazakh gazoturbinnogo dvigatelya NK-16ST [Impact of changing the combustion chamber design on the CO2 concentration in the exhaust gases of the NK-16ST gas turbine engine]. Gazovaya promyshlennost’. Gas Industry. 2022. No. 6 (834). P. 80–88. EDN: JFIUGC. (In Russ.).Бакланов А. В. Влияние способа подачи газообразного топлива в камеру сгорания на образование оксидов углерода в продуктах сгорания газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26, № 1. С. 111–125. EDN: VWSFVC.Baklanov A. V. Vliyaniye sposoba podachi gazoobraznogo topliva v kameru sgoraniya na obrazovaniye oksidov ugleroda v produktakh sgoraniya gazoturbinnogo dvigatelya [The impact of the of fuel supplying method to the combustion chamber on carbon oxides formation in combustion products of the gas turbine engine]. Vestnik Moskovskogo aviatsionnogo instituta. Aerospase MAI Journal. 2019. Vol. 26, no. 1. P. 111–125. EDN: VWSFVC. (In Russ.).Zheng H., Zhang Z., Li Y., Li Z. Feature-parameter-criterion for predicting lean blowout limit of gas turbine combustor and bluff body burner. Mathematical Problems in Engineering. 2013. Vol. 2013 (16). P. 1–17. DOI: 10.1155/2013/939234.Zheng H., Zhang Z., Li Y., Li Z. Feature-parameter-criterion for predicting lean blowout limit of gas turbine combustor and bluff body burner. Mathematical Problems in Engineering. 2013. Vol. 2013 (16). P. 1–17. DOI: 10.1155/2013/939234.Acharya V., Lieuwen T. Role of azimuthal flow fluctuations on flow dynamics and global flame response of axisymmetric swirling flames. AIAA SciTech: 52nd Aerospace Sciences Meeting. 2014. P. 13–17. DOI: 10.2514/6.2014-0654.Acharya V., Lieuwen T. Role of azimuthal flow fluctuations on flow dynamics and global flame response of axisymmetric swirling flames. AIAA SciTech: 52nd Aerospace Sciences Meeting. 2014. P. 13–17. DOI: 10.2514/6.2014-0654.Gokulakrishnan P., Fuller C. C., Klassen M. S. [et. al.]. Experiments and modeling of propane combustion with vitiation. Combustion and Flame. 2014. Vol. 161 (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 (8). P. 2038–2053. DOI:10.1016/j.combustflame.2014.01.024.Sadiki A., Repp S., Schneider C. [et. al.]. Numerical and experimental investigations of confined swirling combusting flows. Progress in Computational Fluid Dynamics, an International Journal. 2003. Vol. 3 (24). P. 78–88.Sadiki A., Repp S., Schneider C. [et. al.]. Numerical and experimental investigations of confined swirling combusting flows. Progress in Computational Fluid Dynamics, an International Journal. 2003. Vol. 3 (24). P. 78–88.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. 929–936. DOI: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. 929–936. DOI:10.1115/1.2747259.Lieuwen T. C., Yang V. Combustion Instabilities in Gas Turbine Engines (Progress in Astronautics and Aeronautics). American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), 2005. 659 p. ISBN-10: 156347669X, ISBN-13: 978-1563476693.Lieuwen T. C., Yang V. Combustion Instabilities in Gas Turbine Engines (Progress in Astronautics and Aeronautics). American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), 2005. 659 p. ISBN-10: 156347669X, ISBN-13: 978-1563476693.

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