Авиация и ракетоносители

Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Все ракетоносители и все самолеты (кроме пропеллерных на которых стоят ДВС) используют тягу этих установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) содержат такие токсичные компоненты, как СО, NОx, углеводороды, сажу, альдегиды и др.

Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах «Боинг-747», показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя (табл. 2.1.).

Таблица 2.1.

Число оборотов двигателя

Содержание г/кг топлива

СО

NOx

CnHm

0.56 n*

87.9

0.7

9.8

0.83 n

2.3

1.5

0.3

0.90 n

--

4.4

--

n – номинальное число оборотов двигателя

Как следует из таблицы 2.1., высокие концентрации СО и CnHm характерны для ГТДУ на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NOx (NO, NO2, N2O5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).

Суммарный выброс токсичных веществ самолетами с ГТДУ непрерывно растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20 – 30 т/ч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов (данные США).

1975 г. 1985 г. 1990 г.

Самолеты, шт. 5629 6028 6721

Суммарное топливо, млн. т в год. 45,5 97 142

Выбросы NОx, млн. т в год. 0,287 0,548 0,832

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГТДУ оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах показывают, что поступления от ГТДУ в приземный слой атмосферы составляют:

Оксиды углерода – 55%

Оксиды азота – 77%

Углеводороды – 93%

Аэрозоль – 97%

остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NOx, OH и др.

При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

В двигателях космического корабля «Шатл» сжигается как жидкое так и твердое топливо. Продукты сгорания топлива по мере удаления корабля от Земли проникают в различные слои атмосферы (табл. 2.2), но большей частью в тропосферу.

Таблица 2.2

Атмосферный слой

Высота, км

Продукты сгорания, кг

HCl

Cl

NO

CO

CO2

H2O (пар)

Al2O3

Приземный слой

0 – 0,5

24666

2741

1697

131

55075

46674

39284

Тропосфера

0,5 - 13

78517

9657

4618

839

172570

152677

26385

Стратосфера

13 - 50

59732

11727

239

2189

147684

146393

110304

Нижняя мезосфера

50 - 67

0

0

0

0

0

15542

0

Мезосфера - термосфера

67

0

0

0

0

0

119045

0

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи по теме

Климат и его изменения
Проблеме изменения климата уделяется очень большое внимание ввиду ее важности и актуальности. Колебания температуры воздуха, суммы осадков, а также других метеорологических величин, оказывают огромное влияние на деятельность человека (сел ...

Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере. Экономика международного сотрудничества в области
Широта научных интересов и поисков Вернадского поражала его современников. Поражает она нас и сегодня. Универсализм Вернадского сравним, сопоставим с универсализмом, пожалуй, только Ломоносова. Имя академика Вернадского связано со мно ...