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Le nuove tecnologie di combustione, tra cui la combustione magra, sono sotto analisi in quanto al rispetto delle più severe norme sulle emissioni dei motori aerei. Tutti gli standard internazionali richiedono la riduzione delle emissioni di ossidi di azoto (NOx), senza un aumento delle emissioni di monossido di carbonio, idrocarburi incombusti e fumo. Nella progettazione di combustori a basse emissioni, la tecnologia di combustione magra possiede il potenziale per ridurre le emissioni di NOx, specialmente con un rapporto di pressione di funzionamento elevato. I ricercatori finanziati dall’UE avevano precedentemente progettato un tale tipo di combustore adottando la tecnologia di combustione magra. Tuttavia, non era stato sottoposto a simulazione di pressione del nucleo del motore. Con il finanziamento dell’UE del progetto LEVER (Lean burn control system verification rig), i ricercatori hanno sviluppato l’impianto sperimentale mancante per i test sulla combustione magra. Finora, la pressione del nucleo del motore viene simulata attraverso un limitatore nel tubo di mandata del carburante. Tale concetto è inadeguato per simulare l’elevato rapporto aria-carburante necessario per una combustione magra stabile. Nel nuovo impianto di prova, molteplici simulatori di bruciatore spruzzano combustibile anziché farlo passare attraverso una singola piastra con orifizio. Ogni simulatore di bruciatore replica il comportamento degli iniettori di combustibile del motore. Questi ultimi sono dotati di valvole di pianificazione del carburante, e i volumi del tubo di mandata del carburante sono regolati in modo tale da emulare le caratteristiche drenanti relative a ogni iniettore. I simulatori del bruciatore sono dotati di trasduttori con elevata larghezza di banda, in grado di misurare gli abbassamenti e i picchi di carburante. Nell’attrezzatura LEVER, il combustibile viene raccolto e riciclato. Il livello del carburante è mantenuto stabile per interrompere la fuoriuscita di azoto durante il flusso di carburante e l’uscita dal sistema. A tale scopo, è stata aggiunta una barriera tra carburante e azoto. Gli sforzi del progetto LEVER forniscono agli ingegneri la capacità di dimostrare che la tecnologia a combustione magra è progettata per ridurre l’NOx e altre emissioni (fumo), pur mantenendo l’efficienza del combustore. È stata già utilizzata per valutare le prestazioni dei primi sistemi di controllo a combustione magra, che sono molto più complessi degli esistenti sistemi a combustione ricca, prima di passare alla verifica in volo.
Parole chiave
Motori aeronautici, impianto di prova, combustione magra, ossidi di azoto, LEVER
