Projekt "Silnik turbinowy z detonacyjną komorą spalania"

Celem projektu, który opracowywany jest w Instytucie Lotnictwa jest stworzenie nowego, unikatowego rozwiązania turbinowego silnika odrzutowego, wyposażonego w detonacyjna komorę spalania. Zastosowanie do silnika detonacyjnej komory spalania pozwoli na znaczne podniesienie sprawności silnika, obniżenie emisji toksycznych składników spalin i gazów cieplarnianych, uproszczenie konstrukcji, zmniejszenie jego masy oraz obniżenie kosztów jego wytwarzania. Szacowany przyrost sprawności oceniany jest na ponad 10%.

Dodatkowo, ze względu na podwyższenie sprawności, zużycie paliwa będzie mniejsze a za tym i mniejsza emisja gazów cieplarnianych, takich jak CO2. Zastosowanie detonacyjnego spalania w silniku pozwoli również na zastosowanie metanu lub wodoru jako paliwa silnikowego, co w znacznym stopniu pozwoliłoby na obniżenie emisji CO2, w przypadku zastosowania metanu, i całkowite wyeliminowanie emisji tego gazu cieplarnianego w przypadku zastosowania wodoru jako paliwa. Wstępne badania wykazują, że zastosowania metanu lub wodoru jako paliwa w takim procesie dają bardzo dobre wyniki.

Projekt ma na celu zbudowanie modelu silnika turbinowego z eksperymentalną komorą spalania wykorzystującą efekt wirującej detonacji, która jest już w chwili obecnej opatentowana w Polsce. Koncept zakłada budowę stoiska badawczego zapewniającego wytworzenie przepływu o optymalnych parametrach (z uwagi na wydatek powietrza, ciśnienie, czy wysokie prędkości przepływu). Stoisko to zasilało będzie prototyp silnika turbinowego wyposażonego w omawianą komorę. Do zasilania silnika stosowane będą paliwa gazowe i ciekłe.

Głównymi problemami, z którymi będzie się musiał zmierzyć zespół badawczy realizując niniejszy projekt będą zmiany skali spalania mikro do skali makro w komorze o wirującej detonacji oraz wydłużenie czasu pracy komory z milisekund do kilku minut. Jednocześnie naukowcy pracować będą nad opanowaniem problemu chłodzenia ścianek komory detonacyjnej w trakcie jej wykorzystywania oraz identyfikacją i pomiarem produktów spalania. Całość prac jest finansowana ze środków Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Kierownikiem projektu jest Piotr Kalina.