Ocena emisji szkodliwych związków spalin podczas lotów samolotów akrobacyjnych
[ 1 ] Instytut Silników Spalinowych i Napędów, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Politechnika Poznańska | [ D ] doktorant
[ 1 ] Instytut Silników Spalinowych i Napędów, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
[ 1 ] Instytut Silników Spalinowych i Napędów, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
EN Assessment of Harmful Exhaust Emissions During Aerobatic Aircraft Flights
polski
- emisja
- spaliny
- środowisko
- emissions
- exhaust
- environment
PL Praca dotyczy oceny emisyjności lotniczych silników tłokowych samolotów sportowych podczas lotów akrobacyjnych. W pracy przedstawiono tezę główną: Istnieje możliwość oceny oddziaływania silników samolotów akrobacyjnych na środowisko, oraz dwie tezy pomocni-cze. Pierwsza: Istnieje możliwość opracowania narzędzia do oceny emisyjności silników samolotów akrobacyjnych. Druga: Analiza warunków pracy silników spalinowych eksploatowanych w samolotach akrobacyjnych umożliwi weryfikację testu badawczego odwzorowującego warunki pracy tych silników. Badania przeprowadzone były na samolotach akrobacyjnych wyposażonych w tłokowe silniki lotnicze: Zlin 50LS (silnik Lycoming AEIO-580 B1A) Extra 330LC (silnik Lycoming-540 L1B5D). Do realizacji celu przygotowano typowy układ akrobacyjny. Wykonano loty badawcze, podczas których sprawdzono położenie przepustnicy oraz spisano wartości prędkości obrotowych. W tym celu opracowano też specjalną „czarną skrzynkę”, dzięki której możliwe było spisanie potrzebnych wartości pomiarowych. Samoloty sportowe nie posiadają żadnego urządzenia zapisującego parametry lotu, tak jak jest to w przypadku samolotu odrzutowego F-16. Do dalszych etapów pracy zostanie wykorzystana aparatura pomiarowa Semtech DS, która jest na stanie Instytutu Silników Spalinowych i Napędów Politechniki Poznańskiej. W badaniach wstępnych zaprezentowano wartości prędkości obrotowych silnika lotniczego, podczas lotu akrobacyjnego. Wyznaczono wartości teoretyczne i obliczeniowe parametrów pracy silnika, wyznaczono punkty charakterystyczne, na podstawie których wykonano próby przedlotowe z użyciem aparatury do pomiarów emisji spalin. W dalszym etapie opracowany został test emisyjny dla samolotów akrobacyjnych. Zastosowanie nietypowej metodyki oraz wykonanie tego typu badań może być podstawą do stworzenia przepisów regulujących emisję spalin z tłokowych silników lotniczych, które pomogłoby w dokładnym oszacowaniu istniejącego zagrożenia. W obecnych czasach możliwe jest wykonanie tylko testu stacjonarnego, wynika to ze względu na maksymalną dopuszczalną masę ładunku samolotu akrobacyjnego do startu oraz potrzebne miejsce w kabinie. Informacje o emisji byłyby niewątpliwie pomocne przy ograniczaniu wpływu spalin na zanieczyszczenie środowiska. W przyszłości mogłoby to umożliwić optymalizację pracy silników tłokowych, a co za tym idzie ograniczenie emisji szkodliwych związków spalin.
EN The dissertation concerns the emissivity assessment of aviation piston engines in sports aircraft during aerobatic flights. The main thesis of the article: There is a possibility to assess the impact of aerobatic aircraft engines on the environment, and two auxiliary theses. First: There is a possibility to develop a tool to assess the emissivity of aerobatic aircraft engines. Second: The analysis of the operating conditions of internal combustion engines used in aero-batic aircraft will enable the verification of the research test designed to reflect the operating conditions of these engines. The tests were carried out on two models of aerobatic aircrafts equipped with piston engines: Zlin 50LS (engine: Lycoming AEIO-580 B1A) and Extra 330LC (engine: Lycoming-540 L1B5D). A typical aerobatic system was prepared to carry out the research task. Test flights were performed, during which the throttle position and the engine rotational speed values were re-corded. In order to do this, a special "black box" was developed, thanks to which it was possi-ble to make the required measurements. Sports planes do not have any flight data recording devices by default, unlike the F-16 fighter jet. Semtech DS measuring equipment, belonging to the Institute of Internal Combustion Engines and Powertrains, Poznan University of Tech-nology, will be used for further stages of the work. In the preliminary tests, the values of the aircraft engine rotational speeds during the aerobatic flight were presented. Theoretical and computational values of the engine operating parameters were recorded, and the characteristic points were determined, and using this data the ground tests were performed using exhaust emission measurement equipment. An emission test for aerobatic aircraft was also developed at a later stage. The use of an unusual methodology in how such tests are performed may be-come the basis for the creation of new exhaust emissions regulations for aircraft with piston engines, which would help in the accurate assessment of the environmental threat they pose. Nowadays, it is only possible to perform a stationary test, due to the maximum allowable weight of the aerobatic aircraft's payload for take-off and the necessary space in the cabin not being sufficient to carry the necessary measuring equipment. Information on emissions would undoubtedly be helpful in reducing the impact of exhaust emissions on the environmental pollution level. In the future, this could enable optimization of piston engines operation, and thus reduce the resulting exhaust emissions.
108
inżynieria mechaniczna
transport
DrOIN 2101
publiczny
Jacek Nowakowski
Bielsko-Biała, Polska
20.10.2020
polski
publiczny
Mariusz Zieja
Warszawa, Polska
31.10.2020
polski
publiczny
rozprawa doktorska
Poznań, Polska
24.11.2020
Rada Dyscypliny Inżynieria Lądowa i Transport Politechniki Poznańskiej
doktor nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie: inżynieria lądowa i transport