Устойчивость горения

Под устойчивостью горения реактивных топлив понимают способность сохранять фронт пламени при отклонении от нормального режима горения топлив в случае обеднения или обогащения смеси. Устойчивость горения характеризуют предельными значениями состава смеси по коэффициенту избытка воздуха, при котором сохраняется фронт пламени.

Чем шире пределы устойчивого горения топлива, тем больше возможности имеет двигатель в маневре по числу оборотов, легче обеспечивается его запуск и надёжнее работа на различных режимах. Пределы устойчивого горения определяют на установках с модульными камерами сгорания.

Надёжную работу авиационных двигателей на различных режимах за счёт расширения пределов устойчивого горения топлива можно обеспечить в том числе за счёт изменения химического состава топлива в сторону увеличения доли алканов и снижения температуры его выкипания.

Склонность к нагарообразованию

В принципе возможно создание камеры сгорания ГТД (газотурбинного двигателя), обеспечивающей сгорание топлива без образования нагара и дыма. Однако такие камеры мало пригодны для авиационного двигателя, так как имеют очень узкие пределы устойчивого горения. Расширить этот диапазон можно только обогащением горючей смеси, а при любом обогащении смеси в двигателе усиливаются процессы образования нагара. Поэтому, как правило, при сгорании топлив в серийных авиационных двигателях образуется нагар. Он откладывается локально, неравномерно на стенках камеры сгорания и на форсунках.

Обладая плохой теплопроводностью, отложения нагара приводят к неравномерному охлаждению и нагреву отдельных участков стенки камеры сгорания, вызывают большие температурные напряжения и как результат приводят к деформации и возможным разрушениям стенок камеры. При большом количестве нагара у отверстий для поступления воздуха может нарушиться работа двигателя вследствие ухудшения процесса смесеобразования.

Склонность топлива к нагарообразованию уменьшается с увеличением относительного содержания водорода в связи с уменьшением содержания ароматических углеводородов, а также с уменьшением плотности и температур выкипания.

Уменьшить склонность топлив к нагарообразованию можно с помощью присадок. В качестве таковых используют гидропероксиды, нитросоединения, азиды, галогенводороды, а также металлоорганические соединения, содержащие металлы переменной валентности (Cu, Cr, Fe и др.).