Please use this identifier to cite or link to this item: http://er.nau.edu.ua/handle/NAU/38234
Title: Models for assessment of NOx emissions from turbofan engine of aircraft
Other Titles: Моделі оцінки викиду NOx від турбовентиляторного авіадвигуна
Модели оценки выброса NOx от турбовентиляторного авиадвигателя
Authors: Synylo, Kateryna
Keywords: Aircraft engine
environment
turbofan engine
air pollution
emission model
emission indices
Issue Date: 2019
Publisher: National Aviation University
Abstract: During the last decade a lot of investigations were focused on the evaluation of the impact of aircraft engine emissions on the local and regional air quality in the vicinity of the airport. The aircraft emissions inventory is usually calculated on the basis of certificated emission indices, which are provided by the engine manufacturers and reported in the database of the International Civil Aviation Organization (ICAO). The certificated emission indices rely on well-defined measurement procedures and conditions during engine test. Under real circumstances, however, operational (power setting, time-in-mode and fuel flow rate) and meteorological (air temperature, humidity and pressure) conditions may vary from ICAO definition, consequently deviations from the certificated emission indices may occur. The advanced emission model of turbofan engine (TURBOGAS emission model) was developed for the assessment of aircraft engine emissions taking into account the influences of operational and meteorological conditions on emission indices to generate precise aircraft emissions inventories as well as contrails likelihood and lifetime. Both BFFM2 and P3T3 methods have been implemented in the TURBOGAS emission model.
Протягом останнього десятиліття багато досліджень зосереджено на оцінці впливу викидів авіаційних двигунів на місцеву та регіональну якість повітря поблизу аеропорту. Інвентаризація викидів викидів повітряних суден зазвичай обчислюється на основі сертифікованих емісійних індексів, які надаються виробниками двигунів і відображаються в базі даних Міжнародної організації цивільної авіації (ІКАО). Сертифіковані індекси емісії визначаються під час стендових випробувань. Проте в реальних умовах експлуатаційні (тяга, напрацювання двигуна та витрата палива) і метеорологічні характеристики (температура повітря, вологість і тиск) не відповідають ІКАО умовам, внаслідок чого індекси емісії вирізняються від сертифікованих величин. Розроблена вдосконалена емісійна модель турбовентиляторного двигуна (модель викиду TURBOGAS) для оцінки викидів авіаційних двигунів з урахуванням впливу експлуатаційних та метеорологічних умов на показники викидів для створення точних кадастрів викидів повітряних суден, а також ймовірності виникнення інверсійних слідів. Обидві методи BFFM2 та P3T3 були впроваджені в моделі TURBOGAS.
В течение последнего десятилетия многие исследования также были сосредоточены на оценке воздействия выбросов авиационных двигателей на качество воздуха в зоне аэропорта и в окрестностях. Инвентаризация выбросов воздушных судов обычно рассчитывается на основе сертифицированных индексов выбросов, которые предоставляются изготовителями двигателей и заносятся в базу данных Международной организации гражданской авиации (ИКАО). Сертифицированные индексы эмиссии определяются при стендовых испытаний. Однако в реальных условиях эксплуатационные (тяга, наработки двигателя и расход топлива) и метеорологические характеристики (температура воздуха, влажность и давление) не отвечают ИКАО условиям, в результате чего индексы эмиссии отличаются от сертифицированных величин. Усовершенствованная модель выбросов турбовентиляторного двигателя (модель выбросов TURBOGAS) была разработана для оценки выбросов авиационных двигателей с учетом влияния эксплуатационных и метеорологических условий на индексы выбросов для создания точных кадастров выбросов воздушных судов, а также вероятности появления инверсионных следов. Оба метода BFFM2 и P3T3 были реализованы в модели выбросов TURBOGAS.
Description: 1. ICAO Environmental Report 2013. Aviation and Climate Change [Electronic reference]. – 2012. – Access mode: http://cfapp.icao.int/Environmental-Report-2013. 2. Enviro. [Electronic reference]. – 2011. – Access mode: http://www.enviro.aero/Content/Upload/File/BeginnersGuide_Biofuels_Web>. 3. Fraport Environmental Statement 2014 Including the Environmental Program until 2017. – Fraport AG, 2015. – 24–30 p. 4. Zaporozhets O. Estimation of emissions and concentration of air pollutants inside the airport / O. Zaporozhets, V. Strakholes, V.I. Tokarev. – State and perspective of activities on environment protection in civil aviation – Moscow: GosNIGA, 1991. – P. 18–20 (in Russian). 5. ICAO data bank of aircraft engine emissions. – Montreal: ICAO. Doc. 9646 – AN/943, 1995. – 152 p. 6. Synylo K. Aircraft emission estimation under operational conditions in the airport area / K. Synylo // Proceedings of the NAU. – Vol. 62. – No 1. – 2015 – P. 70–79. 7. Airport Air Quality Guidance Manual. – Montreal: ICAO. – Doc. 9889, 2007. – 114 p. 8. SAE, Procedure for the Calculation of Aircraft Emissions. SAE Committee A-21, Report SAE AIR 5715, 2009. 9. Aloysius S. Deliverable D2 – Definition and Justification Document / S. Aloysius, L. Wrobel. CS-GA-2009-255674-TURBOGAS – TURBOGAS, 2010. 10. Synylo K. NOx emission model of turbofan engine / K. Synylo, N. Duchene // International Journal of Sustainable Aviation. – 2014. – Vol.1. – P. 72–84. 11. Lee J.J. Modeling Aviation's Global Emissions, Uncertainty Analysis, and Applications to Policy: Diss … Cand Eng. Science: Aeronautics and Astronautics / Lee J.J.; Dept., Mass. Inst. of Technology – Cambridge, MA, 2005. – P. 381–395. 12. Abschlussbericht zum Kooperationsvertrag zwischen Forschungszentrum Karlsruhe GmbH – IMK-IFU und Deutscher Lufthansa AG – Umweltkonzepte Konzern "Messung von Triebwerksemissionen zur Untersuchung von Alterungsprozessen mit Hilfe optischer Messverfahren", 2007. 13. Synylo K. NOx Emission model of turbofan engine / K.Synylo, N. Duchene // International Journal of Sustainable Aviation. – 2014. – 1(1). – P. 72–84. 14. Soares C. Gas Turbine: A Handbook of Air, Land and Sea Applications. 3rd ed. / C. Soares. – London: Elsevier Science & Technology, 2008. – P. 397. 15. Eyers Chris. Responses to actions related to the ADAECAM method / Chris Eyers, QinetiQ – CAEP/8. – 2008. 16. NOx emission indices of subsonic longrange jet aircraft at cruise altitude: in-situ measurements and predictions / P. Schulte, H. Schläger, H. Ziereis, U. Schumann // Journal of Geophysical Research. – 1997. – (102). – 17.– P. 21.431–22.442. 17. Federal Office of Civil Aviation, Swiss Confederation. ADAECAM Validation Report. – 2007 18. Duchêne N. Deliverable D1 – Validation Test Report, CS-GA-2009-255674-TURBOGAS / N. Duchêne, K. Synylo, S. Carlier-Haouzi // TURBOGAS Deliverable. – 2011. – 83 p. 19. Synylo K. P3T3 NOX MODEL OF TURBOFAN ENGINE / K.Synylo, Nicolas Duchene // International Symposium on Sustainable Aviation:Proceeding Book of ISSA (Rome. – July 9–11, 2018). – Rome, 2018. – P. 137–140. // ISBN 978-605-68640.
URI: http://er.nau.edu.ua/handle/NAU/38234
Appears in Collections:Вибрані аспекти забезпечення хіммотологічної надійності техніки

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Synylo.pdf1.23 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.