Газовой турбине больше не нужна отдельная форсунка под каждое топливо: инженеры нашли решение с 3D-печатью

Немецкие инженеры создали 3D-печатную форсунку, рассчитанную сразу на несколько видов топлива — от водорода и природного газа до метанола и керосина. Для газовых турбин это решает одну из практических проблем перехода на альтернативное топливо: вместо отдельной топливной системы под каждый энергоноситель можно использовать одну конструкцию, способную сохранять нужное качество смешивания топлива с воздухом.

Форсунку разработали специалисты Университета Штутгарта и Немецкого центра авиации и космонавтики (DLR). За основу взяли принцип, применяемый в авиационных газотурбинных двигателях, но адаптировали внутреннюю геометрию под аддитивное производство. В результате внутри детали удалось сформировать сложные каналы, которые обеспечивают мелкодисперсный впрыск и более равномерное смешивание топлива с воздухом.

Особая проблема возникла именно из-за 3D-печати. После лазерного сплавления металлического порошка внутренние поверхности каналов остаются шероховатыми, а для маленькой форсунки это может менять движение топлива и ухудшать процесс горения. Разработчики подобрали геометрию, при которой неровности поверхности не мешают работе инжектора, и получили устойчивое горение в лабораторных испытаниях.

Следующим этапом станет создание полноценного прототипа и его проверка с разными видами топлива. Проект AMFlexInj стоимостью около €1,5 млн должен показать, насколько конструкция пригодна для реальных газовых турбин. Если испытания подтвердят результаты лабораторных экспериментов, одна форсунка сможет упростить перевод турбин между разными видами топлива без полной замены топливной системы.

Источник: Штутгартский университет