شرکت بریتانیایی رولزرویس با همکاری مرکز هوافضای آلمان (DLR) موفق به توسعه فناوری جدیدی در موتور جت شده است که انتشار دوده سیاه (کربن سیاه) را به طور چشمگیری کاهش میدهد.
به گزارش تکناک، شرکت رولزرویس این فناوری را در خانواده موتورهای Pearl بهکار گرفته است؛ مجموعهای از توربوفنهای پیشرفته که برای جتهای تجاری دوربرد طراحی شدهاند. این فناوری شامل محفظه احتراقی تازهای است، که با بهبود تزریق سوخت و کاهش تشکیل دوده در هنگام احتراق، میزان انتشار آلایندهها را کاهش میدهد.
دوده سیاه (یا کربن سیاه)، پودری چسبناک و بسیار ریز است که از احتراق ناقص پدید میآید. این ماده، علاوه بر خطرات جدی برای سلامت انسان، با جذب نور خورشید – فرایندی موسوم به «تأثیر تابشی مستقیم» – و تسهیل شکلگیری کنتریلهای پایدار، باعث گرمتر شدن جو زمین میشود.
پژوهشگران DLR برای مقابله با این مشکل، با بهرهگیری از ابزارهای لیزری پیشرفته، فرایند احتراق را در آزمایشهایی واقعی و در قالب برنامه ملی تحقیقاتی هوانوردی آلمان (LuFo) زیر نظر گرفتند. آنها گازهای خروجی را نیز مورد تحلیل قرار دادند تا با اندازهگیری دقیق انتشار گازها و ذرات معلق، دقت مدلهای شبیهسازی رولزرویس را تأیید و مسیر توسعه بیشتر فناوری را هموار کنند.
یورگ آئو، مدیر فناوری مهندسی و ایمنی Rolls-Royce، درباره این همکاری گفت: «رولزرویس و DLR در سه دهه گذشته همکاری بسیار ثمربخشی داشتهاند. بخشی از برتری امروز موتورهای ما در جهان، حاصل همین همکاری است.»
او همچنین تأکید کرد: «برای حفظ رقابتپذیری، باید همواره نوآور باقی بمانیم و در فناوری سرمایهگذاری کنیم. پروژههای مشترک ما با DLR نقش کلیدی در این مسیر دارند.»
پژوهشگران رولزرویس در مراحل ابتدایی توسعه موتور جت رولزرویس، با تحلیل دادههای گسترده، درک بهتری از عملکرد احتراق درون موتور به دست آوردند. آنها دریافتند که حتی تغییرات جزئی در شرایط احتراق، میتواند باعث نوسانات چشمگیر در میزان دوده شود؛ موضوعی که اهمیت درک مستقیم رابطه میان احتراق و انتشار آلایندهها را دوچندان میکند.
مؤسسه فناوری احتراق DLR برای افزایش دقت شبیهسازیها، از آزمایشهای شعلهای با فشار بالا و شرایط متلاطم استفاده کرد و با بهرهگیری از فناوری لیزری پیشرفته، دادههایی دقیق و قابل اطمینان تولید کرد. این دادهها به رولزرویس در بهینهسازی نرمافزار شبیهسازی PRECISE-UNS، همچنین به DLR در توسعه ابزار شبیهسازی داخلی خود با نام ThetaCOM کمک کردند.
فلوریان هربست، مدیر مؤسسه فناوری پیشرانش DLR در بیانیهای گفت: «همکاری بلندمدت ما با رولزرویس آلمان، نهتنها سهم مهمی در ارتقای محصولات این شرکت دارد، بلکه توانمندیها و روشهای خود ما را نیز توسعه میدهد. این رویکرد، امکان نوآوری از مراحل اولیه توسعه را فراهم میکند و خطرات ناشی از آزمایشهای گرانقیمت با سطح آمادگی فناوری بالا را کاهش میدهد.»
پروژههای آینده قرار است با مشارکت مؤسسات فناوری پیشرانش و فناوری احتراق DLR، تأثیر سوختهای پایدار هوانوردی (SAFها) بر تولید دوده سیاه را بررسی کنند. هدف این پروژهها، طراحی موتورهایی پاکتر با بهبود در پاشش و اتمیزهسازی سوخت در انژکتورهای نسل بعد است.
