Гибридные силовые установки и аммиачное топливо для двигателей внутреннего сгорания

Исследование Фам Тхань Куета, выполненное под руководством доктора технических наук, профессора Виктора Александровича Рассохина, посвящено методике разработки и валидации малорасходной биротативной турбины для гибридной силовой установки. Такие установки объединяют газотурбинную и электрическую ветви, обеспечивая гибкое распределение нагрузки и повышение общей эффективности энергокомплекса. В работе интегрированы термодинамический и газодинамический расчет, CFD-моделирование и экспериментальная валидация — это сокращает итерации проектирования и повышает достоверность прогноза характеристик турбины на ранних этапах.

По результатам диссертации опубликовано 17 работ, четыре из которых — в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России; получено пять свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ. Методику можно применять при создании компактных турбин для распределенной энергетики, судовых и наземных энергокомплексов, где критичны массогабаритные показатели и адаптивность к изменяющимся режимам работы.

Диссертация Ло Синьяо, выполненная под руководством доктора технических наук, профессора Юрия Витальевича Галышева, направлена на улучшение экономичности и снижение углеродных выбросов газодизельного двигателя за счет применения аммиака. В газодизельном цикле аммиачно-воздушная смесь воспламеняется запальной дозой дизельного топлива, что позволяет использовать аммиак без полной перестройки существующих двигателей. Разработаны химико-кинетические механизмы горения топливных смесей и трехмерная математическая модель рабочего процесса двухтопливного двигателя. Предложена методика расчетного анализа влияния доли аммиака, формы камеры сгорания и других параметров на характеристики двигателя.

Объект исследования — двигатель ЯМЗ-534, работающий на аммиачно-дизельной смеси. Результаты внедрены на предприятиях ООО «Морские пропульсивные системы» и ООО «НГ-Энерго». По теме диссертации опубликовано девять научных работ. Разработанные модели и рекомендации можно использовать при проектировании и модификации двухтопливных двигателей для судовых, стационарных и транспортных применений — это открывает конкретный путь к декарбонизации существующего парка двигателей внутреннего сгорания.

Обе работы демонстрируют интеграцию численного моделирования, экспериментальной валидации и практического внедрения. Для отрасли это означает переход от точечных улучшений к системной модернизации: гибридные силовые установки с биротативными турбинами повышают эффективность и гибкость энергосистем, а аммиачное топливо снижает углеродный след без замены двигателей. Эти направления будут развиваться в Институте энергетики в рамках исследований по турбомашинам, газотурбинным и гибридным силовым установкам, а также по альтернативным видам топлива для поршневых двигателей.