Известно ли вам, что скотч — это вовсе не любая клейкая лента? Это зарегистрированная, в том числе и в России, торговая марка компании 3М. А что цветные листочки с липким краем, без которых работник офисного фронта не представляет себе трудового процесса, — тоже изобретение этой компании? И появилось оно в 1980-м году потому, что сотрудник 3М смог в рабочее время заняться решением своей проблемы… Полезных изобретений в 3М тысячи. У компании — более 26 тыс. патентов, в год она регистрирует около 500 новых. Это почти столько же, сколько Всемирная организация интеллектуальной собственности выдала в 2009-м по всей России (569).
3М — широкодиверсифицированная корпорация, одна из крупнейших международных промышленных компаний. Существует более ста лет. Постоянную продуктивность ей обеспечила ключевая идеология — инновации, готовность к долгосрочным инвестициям в новые продукты и развитие внутреннего предпринимательства. Менеджерам компании удалось выстроить выдающийся механизм стимулирования инноваций. К примеру, «правило 15%» позволяет техническим сотрудникам тратить 15% рабочего времени на собственные проекты. «Правило 30%» предполагает получать не менее 30% годового объема продаж каждого подразделения за счет товаров, запущенных в производство в последние четыре года. А еще — награды и гранты для создателей успешных бизнес-направлений, возможность продвижения по служебной лестнице, программа раннего участия в прибылях, форумы для обмена информацией, почетные общества. Здесь каждую идею, даже самую сумасбродную, тестируют, оценивают с точки зрения новизны и полезности для клиентов. «Нельзя наткнуться на что-либо, стоя на месте», — говорил бывший руководитель 3M Company Ричард Карлтон.
Что такое инновация для компании и что мешает притоку инновационных технологий в Россию, рассказывает генеральный директор «3M Россия» Светлана Баланова.
Решаю проблемы
— В России свое, отличное от Запада понимание инноваций. Они прочно ассоциируются с нано-, космическими или ядерными технологиями. Не создает ли это трудности для работы?
— В тех инновациях, о которых вы говорите, мы тоже принимаем участие. К примеру, астронавт Нил Армстронг вступил на поверхность Луны в обуви, изготовленной при нашем участии. У нас множество разработок для NASA, лазерные и нанотехнологии. Сейчас, например, по поручению американского правительства мы занимаемся топливными элементами как альтернативным источником энергии.
Хотя мы действительно под инновациями понимаем нечто другое: новые идеи и продукты, которые меняют качество жизни или работы людей. В России этого понимания еще нет. Кроме того, инновации — это не просто теоретические изыскания, это коммерциализированные научные разработки. Показатель инновационности — насколько компания в состоянии переносить идеи (причем неважно, свои или купленные) в коммерческий продукт. Это то, в чем Россия всегда отставала. Страна обладает огромным научно-техническим потенциалом. Произвести очень качественный опытный образец никогда не составляло проблемы для советских и российских НИИ. Проблема возникала тогда, когда нужно было построить поточное, конвейерное производство.
Работая в секторе В2В, 3М продвигает на российском рынке технологические решения, которые позволяют производителям создавать инновационные продукты.
— Например?
— Сейчас идет борьба за снижение потребления топлива: все стремятся уменьшить массу автомобиля. Этого можно достичь, используя специальные материалы для облегчения деталей, которые разработала 3М. То же — в производстве электроники, бытовой техники. То есть можно продолжать шурупами прикручивать одно к другому. А можно использовать современные технологии, позволяющие делать быстрее, дешевле и качественнее. В проекте с КамАЗом компания предложила замену клея на самоклеющийся уплотнитель на двери автомобилей, это позволило снизить запыление кабины и сократить трудоемкость процесса на 30%.
Другой пример — из области медицины. Внутрибольничные инфекции — серьезная проблема в мире. В России не ведут статистику в этой сфере: вероятно, страшатся цифр. При этом борьба с последствиями таких инфекций стоит гораздо дороже, чем их предотвращение. Продукция 3М — специальное хирургическое белье, различные ткани, через которые делают разрезы во время операции, перевязочные материалы, крепления внутривенных катетеров и так далее — позволяет сократить затраты на пребывание пациента в стационарах на 20% как раз за счет снижения распространения инфекции в больнице.
— Что мешает притоку инновационных продуктов и технологий в Россию?
— Инновационные проекты попадают в Россию минимум через год после появления в мире: очень много барьеров. Они связаны с техническим регулированием, сертификацией. Есть административные барьеры. Например, федеральный закон о госзакупках. По нему, основной фактор принятия решения — цена. Совершенно не рассматриваются качественные показатели, изменение полной стоимости процесса. Но инновационные высокотехнологичные продукты не могут стоить значительно дешевле, чем старые. Да, они могут увеличивать стоимость на каком-то отдельном участке, но дают существенную экономию в комплексе.
Главный барьер — в головах. И приятно видеть, что сейчас российские производители, российские власти все больше начинают думать категориями общей стоимости, качества и смотреть, что могут дать инновационные технологии. Раньше моментально отпугивала цена. Но разница в стоимости всегда чем-то обоснована. Мы все-таки не в бизнесе дорогих женских сумок или чего-то еще, где бренд является определяющим, и за него люди готовы переплачивать в разы. Потребитель должен понимать, что он платит за время, которое сэкономит, или за сокращение затрат где-то в другом месте, или за большее удобство (к примеру, в виде технической поддержки), и что мы сможем разработать технологию для решения его проблем. Изменение менталитета — очень позитивный сдвиг.
— В 2008 году 3М запустила завод в Волоколамске. Планируете расширять производство в России?
— Не очень приятный сюрприз для многих западных компаний — производить в России не дешевле. Это выгодно только для тех, кто активно переходит на российское сырье, например, пищевиков. Но точно не для высокотехнологичных производств, где ручной труд — не такая большая составляющая, чтобы получить существенный эффект из-за разницы заработных плат. К тому же одна из самых больших проблем для локализации в России — это отсутствие качественных поставщиков сырья. Часто сырье стоит дороже, чем заграницей. Есть материалы, которые в России не производятся вообще. Сегодня между странами достаточно высокий уровень специализации, и например, поставщиков смол специального типа для нашего производства антикоррозийных покрытий в мире всего несколько.
Но мы действительно в перспективе трех-пяти лет планируем повышать степень локализации в России. Производить здесь имеет смысл потому, что ты становишься гораздо ближе к потребителю. Особенно если продукт адаптируется под российский рынок или выпускается новый, сделанный специально для него. Цепочка поставок сокращается, появляются гибкость, возможность быстро реагировать на потребности клиентов.
Для адаптации технологий под наших потребителей на заводе в Волоколамске есть научно-исследовательская лаборатория, а в Москве работает Технологический центр. Он работает так: клиент привозит деталь, которую нужно обрабатывать с использованием абразивного материала и называет показатели, которые нужно получить после обработки. Наши специалисты создают новую технологическую карту — определяют материалы и этапы, в которые проходит зачистка. Примерно так же мы создаем новые продукты. Повторюсь: инновация не имеет смысла, если она не привязана к производству.
Идеи в цене
— Каковы приоритеты 3М в России и на Урале?
— В России представлены все шесть бизнес-направлений 3М (см. «От провала к успеху», с. 17). Начинали с продаж товаров для офиса, в последнюю очередь подключили товары народного потребления. В это направление сейчас активно вкладываем. Конечно, есть отрасли, в которых попросту нет российских производителей, поэтому нет и поставок нашей продукции: это электроника, мобильные телефоны, производство альтернативных источников энергии. Тут основная часть нашей клиентской базы находится в Азии. Кстати, в марте мы получили престижную американскую премию в области энергосбережения за продукт, который используется в производстве телевизоров для увеличения яркости.
Приоритет на Урале — материалы для промышленности, прежде всего горнодобывающей и металлургической, в том числе средства обеспечения безопасности на производстве и индивидуальной защиты. Важная для нас тема — здравоохранение. В регионе хорошо развивается цифровая стоматология. Это новая технология, которую мы запустили несколько лет назад: система компьютерного моделирования и изготовление безметалловых конструкций для зубов (коронок) из керамического материала, из оксида циркония. Большое внимание уделяем электротехническому и телекоммуникационному направлению (продукция для обеспечения интернет-доступа).
Кроме того, для нас Урал — продвинутый регион с точки зрения безопасности дорожного движения. В Екатеринбурге, Перми всегда интересовались новыми технологиями в этой сфере. Здесь и в других регионах мы реализуем сейчас социальную программу повышения безопасности пешеходов на дороге «100% видимости».
— Это предполагает активное сотрудничество с властями различного уровня. Нет ли ощущения, что здесь вы сталкиваетесь с неподвижной коррупционной махиной?
— Не секрет, что на дорогах в России гибнет огромное количество людей. Как ни цинично это звучит, есть определенные финансовые показатели — сколько стоит одно ДТП и как одна смерть отражается на величине валового продукта. В этом смысле государство отдает себе отчет в том, что инвестиции в эффективную организацию безопасного дорожного движения будут окупаться. Наша компания — серьезный игрок в этой отрасли, мы, например, изобрели световозвращающие материалы для дорожных знаков, специальной одежды. Мы успешно работаем с органами обеспечения безопасности на дорогах во всем мире, и России в частности.
Если вспомнить, что было на дорогах 15 лет назад (я имею в виду не качество дорожного покрытия, а то, что связано с безопасностью движения), то здесь произошли кардинальные перемены — изменился ГОСТ. Впрочем, в России до сих пор разрешено использование для дорожных знаков пленки с определенными характеристиками, так называемой «коммерческой», изначально разработанной для рекламы. Таких стран осталось всего несколько, например Пакистан, Украина. Следующий шаг — переход на международные стандарты. Кроме того, есть определенные принципы, по которым должны оформляться участки, где зафиксирована концентрация ДТП. Россия уже много сделала в этой области.
— Как повлиял кризис на ваши планы в России?
— Он их не изменил, просто немного отложил. Мы, как и большинство компаний, наверное, говорим о задержке в год-два. Это позволяет иначе взглянуть на них, оценить, не нужно ли что-то пересмотреть. Чем больше мы здесь работаем, тем больше информации по рынку получаем, лучше его узнаем. В связи с этим планы могут меняться. Речь не идет о том, будем ли мы развивать дальше производство и продажи в России — однозначно будем. Вопрос в том, какие именно новые продуктовые линейки появятся.
Очень странные дела: зачем в России патентуют вечные двигатели | Статьи
Новость о том, что Роспатент зарегистрировал в качестве изобретения машину, способную вырабатывать больше энергии, чем она потребляет, то есть пресловутый «вечный двигатель», шокировала научное и юридическое сообщество. В профессиональной среде давно привыкли к сомнительным решениям ведомства, однако регистрация того, чего не может существовать в природе, удивила даже опытных патентных поверенных. Подробности — в материале «Известий».
Удивительный насос
Ни для кого не секрет, что в России из года в год наблюдается спад патентной активности. Федеральная служба по интеллектуальной собственности получает совсем немного заявок на регистрацию изобретений, а бюрократическая логика требует постоянно «улучшать показатели».Отсюда стремление взять в работу как можно больше заявок и сократить сроки их рассмотрения. В 2021 году на 30 977 заявок было выдано 23 662 патента. На бумаге «позитивная динамика», на деле бесконечно множащиеся «мусорные патенты», выставляющие ведомство в анекдотическом свете.
Особняком в этом ряду стоит центробежный насос, который, по мнению его изобретателя Анатолия Щербатюка, должен работать по принципу вечного двигателя, «используя для своей работы экологически чистую, возобновляемую энергию силы инерции центростремительного ускорения жидкости, вращающейся с одинаковой с ротором двигателя угловой скоростью». Изобретение по достоинству оценили в комиссии РАН по борьбе со лженаукой… а потом Роспатент выдал на него охранный документ.
Разумеется, эксперты Федерального института промышленной собственности (ФИПС), подведомственного Роспатенту, не обязаны проверять опытным путем, возможно ли построить устройство, описанное в заявке. Никто даже не требует, чтобы эти специалисты помнили программу по физике за восьмой класс и обнаружили в тексте заявки противоречие, не прибегая к экспериментам и лабораторным работам. Единственное, чего от них ждут, — следования простейшему бюрократическому регламенту. «В одном из нормативных актов Роспатента прямо написано, что патент на вечный двигатель выдавать нельзя!» — недоумевает патентный поверенный Максим Лабзин.
Эксперт считает, что снизить количество подобных ошибок могло бы только повышение уровня подготовки экспертов за счет большей интеграции их с научным сообществом. «Регистрация вечных двигателей — это следствие общей экономической ситуации, качества образования этих экспертов», — посетовал Максим Лабзин.
Жить торопятся
В погоне за сокращением сроков регистрации Роспатент утрачивает качество экспертизы, уверена вице-президент Федеральной палаты адвокатов, советник адвокатского бюро «Егоров, Пугинский, Афанасьев и партнеры» Елена Авакян. «Роспатент вообще перестал проводить вменяемую экспертизу. Все очень формально. Количество специалистов, которые должны это смотреть, не увеличивается. Сроки сокращаются, поэтому специалисты зачастую смотрят сквозь пальцы на любые ошибки и противоречия. Очевидно, что требуется больший контроль за работой экспертов, причем со стороны профильного ведомства, отвечающего за сферу науки», — отметила она.
Правовед также полагает, что Роспатенту стоило бы внимательнее относиться к подбору персонала, который фактически уничтожает его репутацию подобными решениями. «А может быть, нам вообще перейти на явочную регистрацию и просто регистрировать все, что принесут? Что оспорят, то оспорят. Я сама против такого подхода, но он вполне имеет право на существование. В Китае можно запросто запатентовать, условно говоря, пачку чипсов и листок бумаги», — заметила эксперт.
Патентный поверенный Кирилл Митягин в свою очередь заметил, что Роспатент регистрировал даже что-то из области эзотерики и научной фантастики. Вроде бы предохранителем против подобного должен служить критерий промышленной применимости. «Заявитель должен доказать, что его техническое решение может использоваться на практике. Если он заявляет прибор, который позволяет переносить людей в другие галактики, тут очевидно несоответствие этому критерию», — отметил он.
Вредная работа
Впрочем, пока что бремя доказывания почему-то лежит не на авторах антинаучных «изобретений» и тех, кто их регистрирует, а на тех, кому эти охранные документы вредят. По словам Кирилла Митягина, далеко не всегда промышленная невоспроизводимость выглядит столь опереточно и связана с нарушением законов природы. «Не так давно швейцарская компания подала иск против Samsung. Она утверждала, что технология Samsung Pay нарушает ее патент на способ оплаты. Когда мы детально разбирались с этим патентом и консультировались с техническими специалистами, то поняли, что действия, которые описываются в патенте и приводят к мобильному платежу, на практике невозможны при существующем уровне техники», — рассказал эксперт.
По его словам, в патенте было описано то, для чего не существовало технических возможностей. «Нет таких технологий! А они вот придумали и получили патент. Все дело в том, что эксперт не может долго и тщательно изучать материалы заявки. Он посмотрел: вроде похоже, наукообразно описано. И принимает решение о выдаче патента», — заключил Кирилл Митягин.
Представители научного сообщества также крайне скептически отнеслись к новости о патентовании вечного двигателя. «К выдаче патента отношусь, конечно, отрицательно. Расстраивает низкий уровень научной экспертизы, точнее — ее отсутствие», — отметил доктор физико-математических наук Евгений Зеленов.
По словам ученого, наиболее одиозные патентные заявки имеет смыл пропускать через комиссию РАН по борьбе со лженаукой, что, собственно, и было сделано в случае «вечного двигателя» Щербатюка.
Элегантный дизайн Леонардо да Винчи для вечного двигателя
Возможен ли вечный двигатель? Теоретически… понятия не имею…. На практике, по крайней мере до сих пор, ответ был вечным «нет». Как пишет Николас Барриал в Makery, «чтобы добиться успеха», вечный двигатель «должен быть свободен от трения, работать в вакуумной камере и быть абсолютно бесшумным», поскольку «звук приравнивается к потере энергии». Попытка удовлетворить эти условия в шумном, энтропийном физическом мире может показаться дурацкой затеей, сродни превращению неблагородных металлов в золото. И все же сотни ученых и инженеров, которые пытались это сделать, оказались кем угодно, только не дураками.
Длинный список претендентов включает знаменитого индийского математика 12-го века Бхаскара II, также известного ирландского ученого 17-го века Роберта Бойля и некоего итальянского художника и изобретателя, который не нуждается в представлении. Неудивительно, что Леонардо да Винчи приложил руку к решению загадки вечного двигателя. Но кажется, что при этом он «мог быть грязным, гнилым лицемером», — шутит Росс Помери в Real Clear Science. Обозревая многочисленные неудачные попытки создать машину, которая работала бы вечно, он публично воскликнул: «О вы, искатели вечного двигателя, сколько тщетных химер вы преследовали? Иди и займи свое место с алхимиками.
Однако наедине, как пишет Митио Каку в книге «Физика невозможного », Леонардо «делал в своих записных книжках остроумные наброски самодвижущихся вечных двигателей, включая центробежный насос и домкрат для дымохода, используемый для переворачивания жарящегося вертела». огонь.» Он также разработал план колеса, которое теоретически будет работать вечно. (Леонардо утверждал, что пытался только доказать, что это невозможно.) Вдохновленный устройством, изобретенным современным итальянским эрудитом по имени Мариано ди Якопо, известным как Таккола («галка»), художник-инженер усовершенствовал эту предыдущую попытку в собственный элегантный дизайн.
Леонардо нарисовал несколько вариантов колеса в своих блокнотах. Несмотря на то, что колесо не работало — а он, по-видимому, никогда не думал, что это сработает — конструкция стала, отмечает Барриал, «самым популярным вечным двигателем на сайтах DIY и 3D-печати». (Один из создателей очаровательно замечает в отчаянии: «Кажется, вечный двигатель не работает, что я делаю не так?») Гифка вверху из Британской библиотеки анимирует одну из многочисленных версий неуравновешенных колес Леонардо. Это подробное исследование можно найти на листе 44v из Codex Arundel , одна из нескольких коллекций записных книжек Леонардо, которые были оцифрованы и размещены в открытом доступе в Интернете.
В своей книге «Новаторы за Леонардо » Плинио Инноченци описывает эти устройства, состоящие из «12 смежных каналов в форме полумесяца, которые позволяют свободно перемещать 12 маленьких шариков в зависимости от вращения колеса…. В какой-то момент во время вращения будет создан дисбаланс, в результате чего с одной стороны окажется больше шариков, чем с другой», создавая силу, которая будет бесконечно толкать колесо вперед. «Леонардо упрекнул, что, несмотря на то, что все может казаться работающим, «вы обнаружите невозможность движения сверх того, что кажется»» 9.0003
Леонардо также набросал и описал устройство вечного двигателя с использованием механики жидкости, изобретя «самонаполняющуюся колбу» за двести лет до того, как Роберт Бойль попытался создать вечный двигатель с помощью этого метода. Эта схема тоже не сработала. На самом деле слишком много физических сил работает против мечты о вечном двигателе. Однако немногие из попыток были столь же элегантны, как попытки Леонардо. См. полностью отсканированный Codex Arundel в Британской библиотеке.
Связанный контент:
Полная оцифровка Атлантического кодекса Леонардо да Винчи, крупнейшей из существующих коллекций его рисунков и сочинений Оцифровано и сделано бесплатно онлайн: исследуйте его гениальные рисунки, диаграммы, зеркальное письмо и многое другое
Джош Джонс — писатель и музыкант из Дарема, Северная Каролина. Подпишитесь на него на @jdmagness
Вечный двигатель: концепция, которая продолжает давать и давать… и давать… — Патент
Вечный двигатель — это двигатель, который может выполнять бесконечную работу без подвода энергии. Такая машина невозможна, потому что нарушил бы первый или второй закон термодинамики (что внутренний стон, скорее всего, не будет вашим последним).
Первый закон термодинамики касается сохранения энергии, поэтому, если вы не добавляете энергию в систему, вы не можете забрать энергию и ожидать, что система будет работать бесконечно.
Второй закон термодинамики относится к энтропии, определяющей что полная энтропия системы всегда будет возрастать в течение время. Часть энергии всегда теряется из-за трения или в противном случае рассеивается, так что не вся энергия производится как Работа.
Нарушение некоторых законов термодинамики не казалось быть проблемой для бесчисленного множества людей, даже задолго до того, как каким-либо способом защитить свою интеллектуальную собственность, и теперь, когда есть, добрые бюргеры IP Land решили, что такие машины не являются объектом патентоспособности.
Цель этой статьи не в том, чтобы начать декламировать и изучает закон. Это то, что есть, и простое гугление вам так скажут, но это не мешает изобретателям заявлять машины, которые выполняют больше работы или производят бесплатную энергию из ничего такого. Некоторые даже открыто заявляют, что вечный двигатель существенная черта.
Как специалист по поиску патентов, когда я должен провести поиск новизны в величайший труд изобретателя, и я смотрю на МПК (Международная патентная классификация) и найти, что существует малоизвестный подкласс, специально посвященный этому аспекту технологий, я знаю, что добром это не кончится.
То же самое и с вечным двигателем, или как латинисты ВОИС сформулировал, perpetua mobilia . Есть четыре Классы IPC, в которых конкретно упоминается perpetua mobilia и еще парочка, которые всерьез над этим задумываются.
F03G7/10 Механизмы, производящие механическую энергию, использующие энергию источники, не предусмотренные иным образом, с подклассом с 1 точкой для предполагаемый perpetua mobilia
F03B17/04 Прочие машины или двигатели с 2-точечным подклассом для предполагаемый вечная мобильность
H02N11/00 Генераторы или двигатели, не отнесенные к другим категориям; Предполагаемый номер perpetua mobilia , полученный с помощью электрического или магнитные средства
Два других — F03G3/00 Другие двигатели, напр. сила тяжести или инерционные двигатели; и F25B9/00 Компрессионные машины, установка или систем, в которых хладагентом является воздух или другой газ с низким точки кипения, но для простоты я буду их игнорировать.
CPC (совместная патентная классификация) почти идентична, за исключением того, что класс H02N11 был подразделен таким образом, что CPC дает H02N11/008 в качестве соответствующего подкласса.
Здесь нужно сделать два замечания. Во-первых, все говорят «предполагаемый». Они дают изобретателям преимущества сомнение, прежде чем отклонить заявку. Во-вторых, эти классы существуют с года IPC, еще в 1971 г. Это не те классификации, которые расширились за время, как этого требует уровень инноваций в этих областях, и где спустя годы был добавлен подкласс. Они всегда были там; идея всегда была сомнительной.
Я провел поиск в PatBase по четырем МПК и КПК классы выше, а также поиск ключевых слов «вечный движение» в заголовке, реферате или исках, для чего-либо поданного с января 2015 года. Есть еще несколько ключевых слов, которые могут использоваться, но полезно искать тех изобретателей, которые откровенно рассказывать о своих амбициях. Этот поиск находит чуть ниже 8000 семейств патентов. Я сделаю дополнительный шаг в этот момент и удалить любое семейство, в котором один из вышеперечисленных классов не является первый в списке. Любая семья, подпадающая под эту категорию, кажутся полезными, поскольку классифицируются первыми в типичном МПК или класса цены за клик и предполагаемого 9 0009 вечный Класс mobilia добавлен в конце на всякий случай. После этого у меня осталось чуть более 3100 семейств патентов. настоящие предполагаемые вечные двигатели.
Глядя на этот набор данных, есть несколько вещей, которые действительно выделяться, быть заметным.
Хотя в мире существует пятьдесят семь юрисдикций, могут претендовать на мимолетный интерес к вечному двигателю, Народы На Китайскую Республику приходится почти половина всех семейств патентов. в этой области, как и в случае с китайскими патентными заявками в целом, число растет из года в год.
Еще одним отличием является то, что электрические устройства являются преобладающими. поле деятельности, опережая механические устройства во много раз. 3 к 1. Это, вероятно, отражает современный мир, в котором Производство и хранение возобновляемой энергии является растущей отраслью, и вечное производство бесплатной энергии по нулевой стоимости является привлекательным предложение. Эти моменты очевидны в концепции кластерное облако» ниже. Это диаграмма, созданная PatBase Analytics, которая дает часто встречающиеся концепции или ключевые слова, найденные в наборе из 3100 семейств патентов подробнее видное место, в данном случае с более крупным шрифтом.
Последнее, что стоит отметить, это то, что некоторые из этих приложений предоставлены, даже если они классифицируются преимущественно в предполагаемый класс perpetua mobilia . Фактически, предоставляется почти двести в год, как показано ниже. Самый из них, около трех четвертей, предоставлены в Китае, и, как представляется, что большинство из них являются патентами на полезную модель, где небольшая экспертиза или ее отсутствие и более низкие требования к изобретательскому шаг. Это по-прежнему оставляет значительную долю предоставленных патенты теоретически с непатентоспособным предметом. Это может быть, что некоторые из этих приложений имели несколько изобретений, и непатентованные были отсеяны, или что на первый взгляд казался вечным двигателем, но им не был или был соответствующим образом изменены, чтобы обеспечить принятие и предоставление.
Итак, остается вопрос: что якобы нового в сфере вечные двигатели?
Мне бы не хотелось указывать на то, что я считал половинчатым серьезно, на всякий случай, если это «настоящее дело», так что я придерживайтесь выделения нескольких наиболее необычных патентных заявок в поле.
CN10456473A – вечный двигатель для рисования. воды из резервуара с низким уровнем в резервуар с более высоким уровнем с помощью водяное колесо и сифонная трубка, где часть перекачиваемой воды используется для привода водяного колеса, а оставшаяся часть отправляется в более высокий резервуар.
В этой спецификации интересно то, что три четверти его посвящены эссе о тщетности вечный двигатель, прежде чем перейти к путешествиям во времени, пространство-время континуум, энергия гравитации и, наконец, Бог. Последний квартал, без намека на иронию, описывает изобретение.
CN105587479A – вечный двигатель с гравитационным приводом. на идее, что круговая цепь, где часть цепи опирается на наклонную поверхность, и, вычислив соответствующую силу тяжести векторов силы, сделайте вывод, что наклонная часть цепи весит меньше, чем часть цепи, которая является вертикальной, и поэтому более тяжелая часть цепи будет тянуть более легкую часть вверх. наклон, таким образом создавая вечное движение.
Производство энергии не упоминается для этого устройство. Его единственная польза, кажется, в качестве игрушки.
GB2547229A относится к электромобилям, где транспортное средство имеет две батареи. Энергия одной батареи используется для приводит в движение транспортное средство, в то время как двигатель транспортного средства заряжает второй батарея. Когда первая батарея разрядится, роли батареи меняются местами, и вторая батарея теперь приводит в движение транспортного средства, в то время как первая батарея заряжается двигателем, таким образом отсутствие необходимости останавливаться и дозаправляться. Там не так много этой спецификации, конечно же, никакой великой теории всего, ни какой-либо вникая в мельчайшие детали законов физики, без сомнения потому что идея настолько очевидна и полезна, что не нуждается в дальнейшем объяснение.
AU2016256693 был отозван до проверки произошел. Об этом особо нечего сказать один, поскольку название говорит само за себя, а именно:
Вечный двигатель Ньютона — это машина, которая использует сначала внешний источник энергии, затем он будет работать по-новому обнаруженный метод. Уравнение Альберта Эйнштейна e=mc2, поэтому энергия равна все. Но; Кто сделал их такими, какие они сейчас? В квантовом Мир; Все сделано из неопределенных вещей элементарных частицы Итак, мы не можем ничего сказать с абсолютной уверенность. Итак, законы термодинамики. Эта машина может нарушить первый и второй законы термодинамики, так что это может не иметь никакого значения. общий смысл, как жуткое действие на расстоянии (квантовый запутанность).
Принцип работы реактивного и турбореактивного двигателя самолета и ракеты
Современный мир трудно представить без самолетов. Авиация прочно вошла в нашу жизнь и помогает путешественникам преодолевать тысячи километров за считанные часы, что, в еще недавнем прошлом, казалось фантастикой. Не говоря уже о полетах в космос и путешествиях к дальним планетам. Все это стало возможным благодаря изобретению реактивных двигателей. Давайте разберемся в принципе их работы.
Первые двигатели появились давным-давно и преобразовывали мускульную силу животных в полезную для достижения конкретной цели энергию. Простейший пример – лошадь, помогающая крутить эернова мельницы. Затем появились ветряные мельницы, где жернова приходили в движение за счет энергии ветра, иди водяные мельницы, использующие течение рек.
Двигатели, работающие на топливе
Общество сразу по достоинству оценило преимущества использование простейших двигателей и в последующие годы многие ученые трудились над разработкой моделей, работа которых не зависела бы от природных и погодных условий, усталости животного, выступающего в качестве источника энергии.
Гюйгенс ван Зейлихем
Наибольшего успеха на этом поприще добился голландский физик Христиан Гюйгенс ван Зейлихем, который в 1687 году первым предложил использовать порох в качестве источника энергии. Согласно замыслу, в двигателе создавалась камера внутреннего сгорания, в которой должен был сжигаться порох, а выделенная в результате горения энергия, преобразовываться в силу, приводящую определенный элемент в движение. Порох являлся первым прототипом современного топлива.
Примечательно, что идея была позаимствована у артиллеристов, наблюдая за которыми, Гюйгенс обратил внимание на то, что после выстрела, орудия откатывались в сторону, противоположную выстрелу.
Наработки голландца, а также ряда других заслуженных ученых, значительно облегчили путь создания топливных двигателей, которыми мы пользуемся до сих пор. На место пороха пришли бензин и солярка, обладающие иными физическими свойствами и температурами горения, необходимыми для выделения энергии.
Явление отдачи
Шло время, наука не стояла на месте. На смену простейшим механическим двигателям пришли паровые, топливные, электрические.
Но научные поиски и разработки на этом не прекращались. Как всегда, на помощь пришла природа, которая, в большинстве случаев и наталкивает изобретателей на удивительные открытия.
Наблюдения за морскими жителями, такими как осьминоги, кальмары и каракатицы, привели к неожиданным результатам. Манера движения этих морских обитателей, была схожа с кратковременным толчком. Будто тело отталкивается отчего – то и продвигается вперед.
Эти наблюдения были чем-то схожи с замечаниями Гюегенса про выстрел и пушку, которые мы упоминали выше.
Таким образом, в физики появилось понятие «явление отдачи». В ходе дальнейших научных исследований было выяснено, что именно благодаря явлению отдачи происходит все движение на планете Земля: автомобиль отталкивается от земли, корабль – от воды и т. д.
Движение тел происходит благодаря передаче импульса от одного объекта другому. Для объяснения явления приведем простейший пример: вы решили толкнуть своего товарища в плечо, приложили определенную силу, в результате которой, он сдвинулся с места, но и вы испытали силу, отталкивающую вас в противоположную сторону.
Конечно, расстояние, на которое сдвинетесь вы и ваш друг, будет зависеть от ряда факторов: сколько вы весите, как сильно вы его толкнули.
Реактивный двигатель и принцип его работы
Таким образом, мы постепенно подошли к рассмотрению самого распространенного в самолетостроении и ракетной отрасли типа двигателя – реактивный двигатель.
Любой из нас способен воочию наблюдать явление реактивной реакции. Все что необходимо, надуть воздушный шарик и отпустить. Каждый знает, что произойдет далее: из шарика будет вырываться поток воздуха, который будет двигать тело шарика в противоположном направлении.
Согласитесь, очень похоже на то, как кальмар, сокращая свои мышцы, создает струю воды, толкающую его в противоположном направлении.
Наблюдения, описанные выше, получили точные научные объяснения, были отображены в физических законах:
закон сохранения импульса;
третий закон Ньютона.
Именно на них основывается принцип работы реактивного двигателя: в двигатель поступает поток воздуха, который сгорает в камере внутреннего сгорания, смешиваясь с топливом, в результате чего образуется реактивная струя, заставляющая тело двигаться вперед.
Принцип работы достаточно прост, однако устройство подобного двигателя довольно сложное и требует точнейших расчетов.
Устройство реактивного двигателя
Реактивный двигатель состоит из следующих основных элементов:
компрессор, который засасывает в двигатель поток воздуха;
камера внутреннего сгорания, где происходит смешивание топлива с воздухом, их горение;
турбина – придает дополнительное ускорение потоку тепловой энергии, полученной в результате горения топлива и воздуха;
сопло, важнейший элемент, который преобразует внутреннюю энергию в «движущую силу» – кинетическую энергию.
Благодаря совместному взаимодействию этих элементов, на выходе реактивного двигателя образуется мощнейшая реактивная струя, придающая объектам, на которых установлен двигатель, высочайшую скорость.
Реактивные двигатели в самолете
В преддверии Мировой Войны, ученые ведущих стран старательно трудились над разработками самолетов с реактивными двигателями, которые бы позволили их странам безоговорочно диктовать свои условия на небесном фронте.
Первый реактивный самолет был разработан немцами в 1937 году, а его испытания начались лишь в 1939 году. Однако имеющиеся на то время двигатели потребляли невероятно большое количество топлива и запас хода такого самолета составлял всего лишь 60 км.
В это же время Японии и Великобритании удалось создать собственные самолеты с реактивными двигателями. Но это были лишь опытные экземпляры, так и не поступившие в серийное производство.
Первым серийным реактивным самолетом стал немецкий «Мессершмит», который, однако, не позволил гитлеровской коалиции взять верх в развязанной ими войне.
Мессершмитт Me-262 Швальбе/Штурмфогель
В гражданской же авиации реактивные самолеты появились лишь в 1952 году в Великобритании.
С тех пор и по настоящие дни, реактивные двигатели являются основными двигателями, применяемыми в самолетостроении. Именно благодаря им, современны лайнеры развивают скорость до 800 километров в час.
Реактивные двигатели в космосе
После освоения неба человечество поставило перед собой задачу покорить космос.
Как вы уже поняли, наиболее мощным двигателем, способным поднять ракету на высоту во много тысяч километров, являлся именно реактивный двигатель.
Конечно, возникает вопрос: как может работать реактивный двигатель в космосе, в безвоздушном пространстве?
В устройстве ракеты предусмотрен резервуар с кислородом, который смешивается с ракетным топливом и образует необходимую тягу полета ракеты, когда космический корабль покидает атмосферу Земли.
Затем приходит в действие закон сохранения импульса: масса ракеты постепенно уменьшается, сгоревшая смесь топлива и кислорода выбрасывается через сопло в одну сторону, а тело ракеты движется в противоположную.
Содержание
Двигатели, работающие на топливе
Явление отдачи
Принцип работы
Устройство реактивного двигателя
Реактивные двигатели в самолете
Реактивные двигатели в космосе
Как это работает. Турбореактивный двухконтурный двигатель
Фото: ОАК
22 апреля 1941 года конструктор Архип Люлька получил авторское свидетельство на схему турбореактивного двухконтурного двигателя. Сегодня по схеме Люльки выпускается большинство турбореактивных двухконтурных двигателей в мире.
Об устройстве турбореактивных двухконтурных двигателей и новых возможностях, которые они принесли в авиацию, – в нашем материале.
История создания
Поршневые двигатели, аналогичные тем, которые и сегодня стоят под капотом любой легковушки, поднимали в небо самолеты в первые сорок лет истории авиации. Во время Второй мировой войны, когда скорость боевых машин имела критическое значение, стало понятно, что поршневые самолеты подошли к своему пределу, и нужно искать что-то новое. Этим новым стал реактивный двигатель.
Еще в 1903 году, когда взлетали первые самолеты братьев Райт, Константин Циолковский предложил применять реактивную тягу для преодоления притяжения Земли в своем труде «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В СССР самым успешным проектом ТРД стали работы авиаконструктора Архипа Люльки. Разрабатывать тему он начал еще в 1930-е годы. Осенью 1940 года группа конструктора в Ленинграде закончила проект двигателя, получившего название РД-1. В 1941 году Люлька запатентовал собственную схему двухконтурного турбореактивного двигателя, которая и сегодня является эталоном для подобных силовых установок во всем мире.
Турбореактивный двигатель РД-1
К началу Великой Отечественной войны команда Люльки успела на 70% выполнить двигатель РД-1 в металле, но эвакуация на Урал прервала работы. Когда стало известно, что немцы достигли успеха в реактивном двигателестроении, об Архипе Люльке вспомнили. Вместе с командой саперов конструктор смог вывезти из блокадного Ленинграда чертежи и детали своего реактивного первенца и возобновить разработки. В 1947 году состоялся первый полет истребителя-перехватчика Су-11 с первыми отечественными двигателями ТР-1, разработанными в конструкторском бюро Архипа Люльки. Это была победа конструктора и начало длительного сотрудничества с КБ Павла Сухого.
Принцип работы турбореактивного двигателя
Если говорить совсем просто, не погружаясь в глубины термодинамики, то турбореактивный двигатель – это тепловая машина, преобразующая энергию в механическую работу. В качестве носителя энергии выступает атмосферный воздух, который, сжимаясь и расширяясь в двигателе, приводит самолет в движение.
Для получения максимального полезного эффекта в ТРД воздух перед сжатием необходимо охладить, а перед расширением нагреть. Поэтому механизм турбореактивного двигателя можно условно разделить на устройство для сжатия, нагреватель, устройство для расширения и охлаждения. В ТРД в их качестве выступают компрессор, камера сгорания, турбина, а за охлаждение газа отвечает атмосфера.
Сам процесс работы двигателя можно описать следующим образом. Воздух затягивается внутрь установки посредством компрессора с рядами рабочих лопаток на оси и затем сжимается. Далее в камере сгорания воздух смешивается с продуктами горения топлива, нагревается и расширяется. Затем расширенный газ на огромной скорости подается на турбину, также оснащенную лопатками, которая в свою очередь вращает компрессор. После этого раскаленный газ вырывается наружу через реактивное сопло, толкая самолет вперед. Скорость самолета при этом зависит от массы и скорости выходящих газов.
Самой нагруженной частью ТРД является турбина, скорость вращения которой может составлять до 30 тыс. оборотов в минуту. А температура в камере сгорания может подниматься до 1,5 тыс. °C.
Чем отличается двухконтурный ТРД
В 1950-е годы, когда турбореактивные двигатели распространились в авиации, встал вопрос об их «прожорливости», то есть об уменьшении потребления топлива при сохранении мощности. Тогда Архип Люлька смог вернуться к своему проекту 1941 года – двухконтурному ТРД.
Конструктор предложил добавить в установку еще один воздушный контур. При этом поступающий в двигатель воздух делится на два потока. Один поток, как и в прежних ТРД, поступает во внутренний контур. Другой поток воздуха проходит по внешнему контуру, минуя нагрев, и выбрасывается сразу в сопло вместе с горячими газами, что и создает дополнительную тягу.
Таким образом при сохранении нужной скорости можно экономить топливо. На дозвуковых скоростях турбореактивный двухконтурный двигатель (ТРДД) обеспечивает экономный режим, а при необходимости самолет может выходить в режим форсажа и достигать сверхзвуковых скоростей. По этой схеме сегодня работает большинство турбореактивных двигателей в мире.
Двигатель АЛ-31Ф М2. Фото: wikimedia.org
Важным параметром в ТРДД является степень двухконтурности, то есть соотношение объемов газов, проходящих по внешнему и внутреннему контуру. Чем выше показатель, тем менее «прожорлив» двигатель. Для военных самолетов, где расход топлива не так критичен, как большая тяга, применяются ТРДД с низкой степенью двухконтурности. А в пассажирских самолетах основная тяга двигателя создается за счет внешнего контура, поэтому они более экономичны, что влияет на стоимость перелетов.
Архип Люлька не дожил всего год до окончания государственных испытаний своего детища в 1985 году, но застал его массовый старт. Производство первого советского ТРДД, получившего название АЛ-31Ф в честь своего создателя, началось в 1981 году. Этот турбореактивный двухконтурный двигатель стал основой для целого семейства силовых установок, предназначенных для военной авиации. ОКБ имени А. Люльки – филиал ПАО «ОДК-УМПО» продолжает модернизировать АЛ-31 – возможности для его развития еще далеко не исчерпаны.
Двигатели
пропустить навигацию
Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | какая это УЭТ? Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Ланс | Индекс сайта | Дом
Как работает реактивный двигатель?
Скачать Real Media 56k 256k
Скачать Windows Медиаплеер 56k 256k
НОВИНКА! Видео «Как работает реактивный двигатель».
Мы считаем само собой разумеющимся, как легко самолет весом более половины миллион фунтов отрывается от земли с такой легкостью. Как это происходит? Ответ прост. Это двигатели.
Позвольте Терезе Беньо из Исследовательского центра Гленна НАСА объяснить подробнее…
Как указано в НАСА Пункт назначения Завтра.
Реактивные двигатели двигают самолет вперед с большой силой, создаваемой огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.
Все реактивные двигатели, которые также называются
газовые турбины, работают по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор повышает давление воздуха. Компрессор изготовлен с множеством лопастей, прикрепленных к валу. Лопасти вращаются с большой скоростью и сжимают или сжимают воздух. Сжатый затем воздух распыляется топливом, и электрическая искра зажигает смесь. горящие газы расширяются и выбрасываются через сопло в задней части двигателя. Когда струи газа выбрасываются назад, двигатель и самолет устремляются вперед. Когда горячий воздух направляется к соплу, он проходит через другую группу лопастей. называется турбиной. Турбина крепится к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины приводит к вращению компрессора.
На изображении ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит через ядра двигателя, а также вокруг ядра. Это приводит к тому, что часть воздуха быть очень жарко, а некоторые быть прохладнее. Затем холодный воздух смешивается с горячим воздуха в районе выходного отверстия двигателя.
Это изображение того, как воздух проходит через двигатель
Что такое тяга?
Тяга поступательная сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Сэр Исаак Ньютон обнаружил, что «для каждого действия существует равное и противоположная реакция». Этот принцип используется в двигателе. в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух прогоняется через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топлива, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. энергия воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, он выталкивается из двигателя назад. Это заставляет самолет двигаться вперед.
Детали реактивного двигателя
Поклонник — Вентилятор является первым компонентом в турбовентиляторный. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий вентилятора изготовлены из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разделяет его на две части. Одна часть продолжается через «сердцевину» или центр двигателя, где на него воздействуют другие компоненты двигателя.
Вторая часть «обходит» ядро двигателя. Он проходит через канал который окружает ядро к задней части двигателя, где он производит большую часть сила, толкающая самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоиться двигатель, а также добавление тяги к двигателю.
Компрессор — Компрессор первый. компонент ядра двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и крепится к валу. Компрессор сжимает поступающий в него воздух. площади постепенно уменьшаются, что приводит к увеличению атмосферного давления. Этот приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Сжатый воздух нагнетается в камеру сгорания.
Камера сгорания — В камере сгорания воздух смешивается топливом, а затем загорелся. Есть целых 20 форсунок для распыления топлива в воздушный поток. Смесь воздуха и топлива воспламеняется. Это обеспечивает высокий температура, мощный воздушный поток. Топливо сгорает с кислородом в сжатом воздуха, образуя горячие расширяющиеся газы. Внутренняя часть камеры сгорания часто изготавливается керамических материалов для обеспечения термостойкой камеры. Тепло может достигать 2700°.
Турбина — Поток воздуха с высокой энергией приближается из камеры сгорания поступает в турбину, заставляя лопатки турбины вращаться. Турбины соединены валом для вращения лопаток компрессора и для вращения впускного вентилятора спереди. Это вращение забирает энергию у поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы вырабатываемые в камере сгорания, движутся через турбину и раскручивают ее лопасти. Турбины реактивного самолета вращаются тысячи раз. Они закреплены на валах которые имеют несколько комплектов шарикоподшипников между ними.
Сопло — Форсунка – это выпускной канал двигатель. Это часть двигателя, которая фактически создает тягу для самолет. Энергетически обедненный воздушный поток, прошедший через турбину, в дополнение к более холодный воздух, миновавший сердцевину двигателя, создает силу при выходе из сопло, которое толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Сочетание горячего воздуха и холодного воздуха выбрасывается и производит выхлоп, что вызывает тягу вперед. Перед соплом может стоять смеситель , который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из ядра двигателя, с более низкая температура воздуха, пропущенного через вентилятор. Миксер помогает сделать двигатель тише.
Первый реактивный двигатель — А
Краткая история ранних двигателей
Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был первым предположил, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с огромной скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух устремляется назад через сопло, самолет движется вперед.
Анри Жиффар построил дирижабль с приводом первым авиационным двигателем, паровой машиной мощностью в три лошадиные силы. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.
В 1874 году Феликс де Темпл построил моноплан. который пролетел всего лишь короткий прыжок вниз с холма с помощью паровой машины, работающей на угле.
Отто Даймлер , изобретен в конце 1800-х годов первый бензиновый двигатель.
В 1894 году американец Хирам Максим пытался оснастить свой тройной биплан двумя паровыми двигателями, работающими на угле. Это только пролетел несколько секунд.
Ранние паровые машины приводились в движение нагретым углем и, как правило, слишком тяжел для полета.
Американский Сэмюэл Лэнгли сделал модель самолета которые приводились в движение паровыми двигателями. В 1896 году он успешно летал на беспилотный самолет с паровым двигателем, получивший название Аэродром . Он пролетел около 1 мили, прежде чем выдохся. Затем он попытался построить полный размерный самолет Aerodrome A, с газовым двигателем. В 1903 году он разбился сразу после спуска с плавучего дома.
В 1903 году братьев Райт летал, Летчик , с бензиновым двигателем мощностью 12 лошадиных сил двигатель.
С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 19 века.30-е годы газовый поршневой двигатель внутреннего сгорания с воздушным винтом. единственное средство, используемое для приведения в движение самолетов.
Это был Фрэнк Уиттл , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году. Первый успешный полет двигателя Уиттла в мае 1941 года. Этот двигатель отличался многоступенчатым компрессором и камеру, одноступенчатую турбину и сопло.
В то же время, когда Уиттл работал в Англии, Ханс фон Охайн работал над подобным проектом в Германии. Первый самолет, успешно использование газотурбинного двигателя было немецким Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель. полет.
General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США. Реактивный самолет . Именно экспериментальный самолет ХР-59А совершил первый полет в октябре 19 г. 42.
Типы реактивных двигателей
Турбореактивные двигатели
Основная идея
турбореактивный двигатель просто. Воздух, поступающий из отверстия в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз по сравнению с исходным давлением в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания. повысить температуру жидкой смеси примерно до 1100–1300 °F F. Полученный горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в действие компрессор. Если турбина и компрессор исправны, давление на выходе из турбины будет почти в два раза выше атмосферного давления, и это избыточное давление направляется к соплу для создания высокоскоростного потока газа, создающего тягу. Значительное увеличение тяги может быть получено за счет использования
форсаж.
Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Форсажная камера повышает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является увеличение примерно на 40 процентов по тяге на взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, как только самолет находится в воздухе.
Турбореактивный двигатель является реактивным двигателем. В реактивной машине расширяющиеся газы сильно надавите на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает его. Газы проходят через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскакивать назад и стрелять из задней части выхлопа, толкая самолет вперед.
Изображение ТРД
Турбовинтовой
А
турбовинтовой двигатель представляет собой реактивный двигатель, прикрепленный к воздушному винту. Турбина на задняя часть вращается горячими газами, и это приводит в движение вал, приводящий в движение пропеллер. Некоторые небольшие авиалайнеры и транспортные самолеты оснащены турбовинтовыми двигателями.
Как и турбореактивный, турбовинтовой двигатель состоит из компрессора, камера и турбина, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель имеет лучшую двигательную эффективность при скоростях полета ниже примерно 500 миль в час. Современные турбовинтовые двигатели оснащены воздушными винтами, имеют меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы при гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособиться к более высоким скоростям полета, лопасти имеют форму ятагана с загнутыми назад передними кромками на концах лопастей. Двигатели с такими пропеллерами называются винтовентиляторы .
Изображение турбовинтового двигателя
ТРДД
А
турбовентиляторный двигатель имеет большой вентилятор спереди, который всасывает воздуха. Большая часть воздуха обтекает двигатель снаружи, что делает его работу тише. и давая больше тяги на малых скоростях. Большинство современных авиалайнеров оснащены турбовентиляторами. В ТРД весь воздух, поступающий во впуск, проходит через газогенератор, состоящий из компрессора, камеры сгорания и турбина. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха попадает в камера сгорания. Остаток проходит через вентилятор или компрессор низкого давления. и выбрасывается непосредственно в виде «холодной» струи или смешивается с выхлопом газогенератора. для создания «горячей» струи. Целью такой обходной системы является увеличение тяги без увеличения расхода топлива. Это достигается за счет увеличения суммарный расход воздушной массы и снижение скорости при том же суммарном запасе энергии.
Изображение турбовентиляторного двигателя
Турбовальные валы
Это еще одна форма газотурбинного двигателя, которая работает так же, как турбовинтовой двигатель. система. Он не приводит в движение пропеллер. Вместо этого он обеспечивает питание вертолета. ротор. Турбовальный двигатель устроен так, что скорость вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это позволяет скорость ротора должна оставаться постоянной, даже если скорость генератора менялись, чтобы модулировать количество производимой мощности.
Изображение турбовального двигателя
ПВРД
ПВРД — это самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей. Скорость реактивного «тарана» или нагнетает воздух в двигатель. По сути, это турбореактивный двигатель, в котором вращается техника исключена. Его применение ограничено тем, что его степень сжатия полностью зависит от скорости движения вперед. ПВРД не развивает статических тяга и очень небольшая тяга вообще ниже скорости звука. Как следствие, ПВРД требует некоторой формы вспомогательного взлета, например, другого самолета. Он использовался в основном в системах управляемых ракет. Космические аппараты используют это тип струи.
Изображение прямоточного воздушно-реактивного двигателя
Вернуться к началу
Что такое аэронавтика?
| Динамика полета | Самолеты
| Двигатели | История
полета | Что такое УЭТ? Словарь | Весело
и игры | Образовательные ссылки | Урок
Планы | Индекс сайта | Главная
Как работает турбовентиляторный двигатель?
Жоао Карлоу Медау
Когда вы садитесь в самолет, вы можете не думать о двигателях. Но это единственная причина, по которой 700 000 фунтов алюминия и пассажиров могут летать по воздуху со скоростью, равной 80% скорости звука. Так как же они работают? Давайте взглянем.
Основы
Реактивные двигатели, также называемые газовыми турбинами, работают за счет всасывания воздуха в переднюю часть двигателя с помощью вентилятора. Оттуда двигатель сжимает воздух, смешивает с ним топливо, воспламеняет топливно-воздушную смесь и выбрасывает ее из задней части двигателя, создавая тягу.
Это довольно простое объяснение того, как это работает, так что давайте взглянем на каждую часть реактивного двигателя, чтобы увидеть, что происходит на самом деле.
Детали реактивного двигателя
Существует 4 основных типа газотурбинных двигателей, но в этом примере мы будем использовать турбовентиляторный двигатель, который сегодня является наиболее распространенным типом газотурбинного двигателя, используемого в реактивных самолетах.
Вентилятор
Вентилятор является первой частью турбовентилятора. Это также та часть, которую вы можете увидеть, когда смотрите на переднюю часть самолета.
Drewski2112
Вентилятор, который почти всегда сделан из титановых лопастей, всасывает в двигатель огромное количество воздуха.
Воздух проходит через две части двигателя. Часть воздуха направляется в сердцевину двигателя, где и происходит сгорание. Остальной воздух, называемый «байпасным воздухом», перемещается снаружи ядра двигателя по воздуховоду. Этот перепускной воздух создает дополнительную тягу, охлаждает двигатель и делает его тише, заглушая отработавший воздух, выходящий из двигателя. В современных турбовентиляторных двигателях перепускной воздух создает большую часть тяги двигателя.
Компрессор
Компрессор расположен в первой части ядра двигателя. А он, как вы, наверное, догадались, сжимает воздух .
Компрессор, который называется «компрессор с осевым потоком», использует серию вращающихся лопастей аэродинамической формы для ускорения и сжатия воздуха. Это называется осевым потоком, потому что воздух проходит через двигатель в направлении, параллельном валу двигателя (в отличие от центробежного потока).
Когда воздух проходит через компрессор, каждый набор лопастей становится немного меньше, добавляя воздуху больше энергии и сжатия.
Между каждым набором лопаток компрессора находятся неподвижные лопатки аэродинамической формы, называемые «статорами». Эти статоры (которые также называются лопастями) увеличивают давление воздуха за счет преобразования энергии вращения в статическое давление. Статоры также готовят воздух для входа в следующий набор вращающихся лопастей. Другими словами, они «выпрямляют» поток воздуха.
В сочетании пара вращающихся и неподвижных лопастей называется сценой.
Камера сгорания
Камера сгорания — это место, где возникает огонь. Когда воздух выходит из компрессора и поступает в камеру сгорания, он смешивается с топливом и воспламеняется.
Звучит просто, но на самом деле это очень сложный процесс. Это связано с тем, что камера сгорания должна поддерживать стабильное сгорание топливно-воздушной смеси, в то время как воздух проходит через камеру сгорания с чрезвычайно высокой скоростью.
Корпус содержит все части камеры сгорания, и внутри него диффузор — это первая часть, которая работает.
Диффузор замедляет поток воздуха из компрессора, облегчая воспламенение. Купол и завихритель создают турбулентность воздуха, чтобы он легче смешивался с топливом. А топливная форсунка, как вы, наверное, догадались, распыляет топливо в воздух, создавая топливно-воздушную смесь, которая может воспламениться.
Оттуда, в гильзе, происходит фактическое возгорание. Вкладыш имеет несколько впускных отверстий, что позволяет воздуху поступать в несколько точек зоны горения.
Последней основной частью является воспламенитель, который очень похож на свечи зажигания в вашем автомобиле или самолете с поршневым двигателем. Как только воспламенитель зажигает огонь, он становится самоподдерживающимся, и воспламенитель выключается (хотя его часто используют в качестве резервного в плохую погоду и в условиях обледенения).
Турбина
Когда воздух проходит через камеру сгорания, он проходит через турбину. Турбина представляет собой набор лопаток аэродинамической формы, очень похожих на лопатки компрессора. Когда горячий воздух с высокой скоростью обтекает лопасти турбины, они извлекают энергию из воздуха, вращая турбину по кругу и вращая вал двигателя, к которому она подключена.
Это тот же вал, к которому подключены вентилятор и компрессор, поэтому, вращая турбину, вентилятор и компрессор в передней части двигателя продолжают всасывать больше воздуха, который вскоре смешивается с топливом и сжигается.
Сопло
Последний этап процесса происходит в сопле. Сопло — это, по сути, выхлопной канал двигателя, и через него сзади выбрасывается высокоскоростной воздух.
Это также та часть, где вступает в действие третий закон сэра Исаака Ньютона: на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Проще говоря, вытесняя воздух из задней части двигателя на высокой скорости, самолет толкается вперед.
В некоторых двигателях также имеется смеситель в выхлопном сопле. Это просто смешивает часть перепускного воздуха, обтекающего двигатель, с горячим воздухом сгорания, делая двигатель тише.
двухтактный трехцилиндровый дизельный двигатель | REAA
inventor
Я люблю изобретать!!!
#1
самый надежный механизм там,где его нет(экзюпери)Следуя этому принципу я пришел к выводу,что на самолете должен стоять двухтактный звездообразный дизельный двигатель без всякой электроники.При разработке столкнулся с проблемой династартера.Для двигателя100 л.с. подходит Д-1 от Тулы.Для 300сильного нужен момент в 20кгм.В интернете подходящего не нашел.Со стартером и генератором не хочется городить-ненадежные бендикс,ремень ,да и габариты увеличиваются. Помогите найти такой династартер или изготовителя.В.Когут
Leon CX
Будь просто — смог бы каждый…
#2
inventor сказал(а):
самый надежный механизм там,где его нет(экзюпери)Следуя этому принципу я пришел к выводу,что на самолете должен стоять двухтактный звездообразный дизельный двигатель без всякой электроники.При разработке столкнулся с проблемой династартера.Для двигателя100 л.с. подходит Д-1 от Тулы.Для 300сильного нужен момент в 20кгм. В интернете подходящего не нашел.Со стартером и генератором не хочется городить-ненадежные бендикс,ремень ,да и габариты увеличиваются.Помогите найти такой династартер или изготовителя.В.Когут
Нажмите, чтобы раскрыть…
Когут — а двигатель уже есть ?!?
ZNV
Новичок на форуме
#3
Возможно вам подойдет стартер-генератор СТГ-3-2 от вертолетного двигателя ГТД-350. Разработчик — «Аэроэлектромаш», изготовитель — завод «Лепсе». Немного информации есть по адресу: http://www.lepse.com/ru/product/78 . Если СТГ-3-2 вам подойдет, то могу поделиться более полной технической информацией и некоторыми соображениями от разработчика относительно его применения на поршневых ДВС.
henryk
Я люблю строить самолеты!
#4
inventor сказал(а):
династартер или изготовителя
Нажмите, чтобы раскрыть…
-вместо маховика…
Obraz_SONY_rysiek_bekas_pobiednik_046_006. jpg
186,8 КБ Просмотры: 143
kvadratov
Я люблю строить самолеты!
#5
По логике вещей — дизель без электрики — должен запускаться сжатым воздухом… А генератор для питания освещения — может быть автомобильный с ремнём… Всё равно он вспомогательный агрегат и на работу мотора не влияет.
Ну а всё что относится к сжатому воздуху — можно использовать от Яка…
kibas
Я люблю строить и летать, но летать больше
#6
Я так понимаю, этот двигатель будет уже этим летом? Так как ветка называется » Семинары, слеты, обучение»
Viterr
Я люблю строить самолеты!
#7
@ inventor
Помогите найти такой династартер или изготовителя.
Нажмите, чтобы раскрыть…
В старых советских грузовых рефрежираторных прицепах «Алка» устанавливались двигатели от легковой Шкоды мощностью около 50 л. с.. Эти двигатели комплектовались династартером по размерам раза в два большим чем династартер от Тулы. Какой у него крутящий момент не знаю. Множество таких Алок посдавалось на цветмет.
kvadratov
Я люблю строить самолеты!
#8
А самое смешное утверждение в этой ветке — это что диностартер от Тулы подходит для двигателя до 100 л. с.
Это выдаёт с головой человека — который тульский диностартер видел только на картинке. Опасаюсь что и остальные ДВС изучал по статьям из мурзилки — типа Моделист Конструктор…
Тульский диностартер полная дрянь. Крутящий момент имеет слабый даже для родного мотора ( 200 кубиков ) крайних выпусков ( с клапаном на впуске ). При чуть подсевшем АКБ — мотор завести не может. Технологически часто имеет огромный дисбаланс. У меня был дисбаланс ротора порядка 60 г. Вибрацию даёт такую — что караул. Пробовали балансировать — но малоуспешно. Когда выбросили диностартер и поставили генератор от мотоцикла ЗИД Сова — мотор заработал с принципиально гораздо меньшими вибрациями.
Слышал что бывают импортные диностартеры приличного качества. Возможно это так. Сам не видел. Но Тульский — хлам — достойный утопления в дачном туалете.
ingar
Старейший участник
#9
Nikoljnin сказал(а):
рефрежираторных прицепах «Алка»
Нажмите, чтобы раскрыть. ..
Валялись у меня такие, пока не выбросил, давно было. Могу точно сказать, что они неподъемные.
_Alex_
Я люблю этот Форум!
#10
Вы не заметили что автору ваши ответы не нужны
inventor
Я люблю изобретать!!!
#11
Большое спасибо за информацию всем. Справка:Тульский Д1 при 24Х вольтах дает в 4 раза больший момент от исходного,а мой двигатель вращается ненамного труднее Тулы(особенность конструкции)Двигатель будет летом.Воздушный пуск удорожает,усложняет и утяжеляет двигатель.Кстати ,всякого рода мурзилки я читаю очень внимательно,повторяя.Даже в мурзилке не сразу все охватишь из-за деления информации на главную и второстепенную,В двигателе крутящий момент прерывается на 10 градусов три раза за один оборот и небольшой маховик необходим,чтобы не перегружать редуктор 2:1 С уважением Когут
slav
Старейший участник
#12
inventor сказал(а):
Большое спасибо за информацию всем. Справка:Тульский Д1 при 24Х вольтах дает в 4 раза больший момент от исходного,а мой двигатель вращается ненамного труднее Тулы\\\\
Нажмите, чтобы раскрыть…
В умелых руках дина от Тулы — сокровище,но вам он всё равно будет слабоват!
inventor
Я люблю изобретать!!!
#13
СТГ 3,2-тяжелый и высокооборотный очевидно с небольшим крутящим моментом. Двигателя пока нет,но он уже строится.Лиха беда-начало.
Двигатель Yanmar 3TNV70-ASA
Двигатель Yanmar 3TNV70-ASA
Каталог товаров
Каталог товаров
Описание
Двигатели Yanmar серии TNV японской корпорации Yanmar соотвествуют строгим требованиям экологической безопасности EPA Tier 4. Дизельные моторы Yanmar TNV оснащены топливной форсункой ML-типа для обеспечения более точной подачи топлива и контроля производительности двигателя. Двигатели Янмар серии ТНВ — это 2-х, 3-х, и 4-х цилиндровые дизельные двигатели с жидкостным охлаждением, мощностью от 13,7 до 83,5 л.с.
Двигатель 3TNV70-ASAYanmar — это трехцилиндровый 4-х тактный дизельный двигатель с жидкостным охлаждением. Все двигатели Yanmar серии TNV поставляются c электрическим стартером.
Вы можете приобрести в Компании Мотор-Ру как комплектные новые японские дизельные двигатели Yanmar, так и комплектующие, расходные (фильтры, прокладки) и запасные части на необходимые Вам двигатели Yanmar. Составить заявку в произвольной форме на необходимый двигатель дизельный Yanmar Вы сможете на специализированной странице | заказов.
Вы также, можете заказать и купить двигатель Yanmar 3TNV70-ASA удобным для Вас способом — по телефону или посетив наши представительства, указанные на странице Контакты.
Двигатели дизельные Yanmar 3TNV70-ASA применяются в составе строительной, дорожной, сельхозтехники, гидравлических станций, а также в качестве генераторов электрической энергии: экскаваторов, погрузчиков, самосвалов, культиваторов, миникомбайнов.
Таблица основных технических параметров двигателейYanmar 3TNV70-ASA
Тип двигателя
Дизельный с вертикальным расположением цилиндров, 3-х цилиндровый, 4-тактный, с водяным охлаждением двигателя
Количество цилиндров:
3
Мощность, л.с.
21.9
Частота вращения, об./мин.
3600
Диаметр х ход поршня, мм
70/74
Обьём двигателя, л
0. 854
Турбонаддув
Стандарт
Топливная система
Непрямой впрыск
Габариты, мм
528 х 426 х 546
Масса, кг
99
Таблица модификаций двигателей Yanmar TNV
Индустриальные
Yanmar 2TNV70-ASA
Yanmar 3TNV70-ASA
Yanmar 3TNV76-CSA
Yanmar 3TNV82A-BDSA
Yanmar 3TNV84T-BKSA
Yanmar 3TNV88A-BDSA
Yanmar 4TNV84T-ZDSA
Yanmar 4TNV88-BDSA
Yanmar 4TNV98-ZNSA
Yanmar 4TNV98T-ZNSA
Для привода дизельгенераторов
Yanmar 2TNV70-HGE
Yanmar 3TNV70-GGE
Yanmar 3TNV70-HGE
Yanmar 3TNV76-GGE
Yanmar 3TNV76-HGE
Yanmar 3TNV82A-GGE
Yanmar 3TNV84T-BGGE
Yanmar 3TNV88-BGGE
Yanmar 4TNV84T-BGGE
Yanmar 4TNV88-BGGE
Yanmar 4TNV98-ZGGE
Yanmar 4TNV98T-ZGGE
Конструкционные особенности и приемущества двигателей Yanmar 3TNV70:
В результате сокращения выбросов, повышения производительности, использования в широком спектре приложений и повышенной экономии топлива, репутация дизельных двигателей Yanmar продолжает быть безупречной без малого 100 лет. В 2012 году производитель дизельных двигателей с мировым именем — корпорация Yanmar — отметит свой столетний юбилей.
Не нашли нужного двигателя или запчасти?
Звоните! 8 (800) 302-11-85, 8 (812) 649-9625, 8 (911) 098-59-77. Пишите на e-mail: [email protected] или воспользуйтесь формой заказа.
Самые маленькие экономичные двигатели
Топ 10 двигателей с небольшим объемом.
Удивительно, но в автопромышленности есть определенные двигатели, которые устанавливаются на обычные автомобили серийного производства, объем которых может составлять менее 1 литра бутылки Кока-Колы. Если вы сейчас подумаете, что подобные моторы в наше время редкость, то будете удивлены, на самом деле двигатели с небольшим объемом сегодня широко используются многими автомобильными компаниями производителями. С постоянным ужесточением в мире экологических норм, чтоб уменьшить выбросы в атмосферу парниковых газов большинство автопроизводителей вынуждены уменьшать объем двигателей и количество цилиндров в автомобиле, но при этом пытаются сохранить определенный уровень адекватной мощности авто. Таким образом, если кто-то вам говорит, что уменьшение объема двигателя обязательно приводит к потере его мощности, то они ошибаются. Предлагаем вам ознакомиться с Топ-10 моторов у которых по современным меркам довольно малый объем двигателя, но они как раз и доказывают и опровергают те неподтвержденные слухи, что тренд на уменьшение цилиндров в двигателе идет автомобилю во вред.
Турбированный трехцилиндровый двигатель Smart 0.9L
Представленный нами здесь Smart Fortwo является одним из самых маленьких автомобилей, который доступен на сегодняшний день для покупки на авторынке. Параметры этой машины таковы: Длина- 2,69 м, Ширина- 1,56 метра. Соответственно получается, что на такую мини-автомашину нет ни какой необходимости устанавливать большой и мощный мотор. Под капотом микроавтомобиля расположился турбированный бензиновый двигатель объемом 0,9 литра и мощностью в 84 л.с. (максимальный крутящий момент 120 Нм). Этого вполне достаточно, чтобы с 0 до 100 км/час автомобиль мог разогнаться за 10,7 секунд. Понятно всем, что автомобиль Smart Fortwo проиграет на автодороге любые гонки, но главное его преимущество в экономии топлива, в смешанном цикле автомобиль потребляет всего 4,9 л на 100 км пути.
Трехцилиндровый двигатель Ford 1.0L EcoBoost
Прошло уже несколько лет после того, как компания Форд представила свой первый турбированный трехцилиндровый двигатель. Уже сегодня в наше время этот силовой агрегат можно увидеть на многих автомобилях Американской марки. Мощность такого мотора составляет 100 л.с. (в зависимости от модели машины), крутящий момент его турбодвигателя равен 170 Нм. Благодаря своему небольшому объему трехцилиндрового двигателя а также системы Старт-стоп, двигатель авто в смешанном цикле потребляет всего 4,6 литра на 100 км.
Трехцилиндровый двигатель Mitsubishi 1.2L
Этот 1,2 литровый мотор мощностью в 78 л.с. устанавливается на автомобиль Mitsubishi Mirage, что позволяет ей расходовать в смешанном режиме около 5,2 литров на 100 км пути.
Такой расход топлива можно сравнивать с расходом горючего определенными гибридными автомобилями. Мощность у машины — менее 100 л.с., а максимальный крутящий момент составляет 100 Нм.
Четырехцилиндровый двигатель Fiat Chrysler 1.4L Turbo MultiAir
Этот четырехцилиндровый 1,4-литровый силовой агрегат используется на многих моделях марки Фиат, включая и модель «500». Турбомотор имеет мощность 135 л.с. Размеры этого двигателя позволили инженерам компании установить его в компактный авто Фиат 500. Также, благодаря своим техническим характеристикам данный двигатель делает этот небольшой автомобиль достаточно высокопроизводительным. Расход топлива в смешанном цикле тоже вполне адекватный — 7,8 литров на 100 км.
Четырехцилиндровый двигатель General Motors 1.4L Turbo Ecotec
Компания General Motors вывела на рынок свой новый 1,4-литровый турбированный двигатель с четырьмя цилиндрами. Например, этот мотор также устанавливается и на новую модель 2016 года Chevrolet Cruze. Мощность этого двигателя составляет 153 л.с. Средний расход топлива заявленный производителем составляет 6,7 литров на 100 км, что делает такой автомобиль согласитесь с нами, просто потрясающим.
Четырехцилиндровый двигатель General Motors 1.4L Ecotec без турбины
Для тех, кто не очень любит турбированные моторы компания GM создала аналогичный четырехцилиндровый двигатель, но уже без турбины, объем которого соответственно равен 1,4 литра, а мощность составляет 98 л.с. Например, данный силовой агрегат устанавливается на автомобиль Chevrolet Spark с мощность мотора в 98 л.с. (128 Нм).
Четырехцилиндровый двигатель Volkswagen 1.4L турбо
В конце прошлого года компания Volkswagen представила на обозрение свой 1,4-литровый турбо двигатель с четырьмя цилиндрами. Кодовое обозначение мотора- EA211. Этот двигатель был специально создан для модели авто VW Jetta. Его мощность составляет 150 л.с., а максимальный крутящий момент равен 240 Нм. В смешанном режиме автомобиль с таким силовым агрегатом потребляет всего 6 литров на 100 километров пути.
Трехцилиндровый турбо двигатель MINI 1.5L
Этот мотор попал в 2015 году в Топ-10 самых лучших двигателей мира, по версии WardsAuto. Этот 1,5- литровый двигатель Mini создан по технологии TwinPower Turbo, которая используется компанией БМВ при созданиина своих моторов. Мощность такого трехцилиндрового мотора Mini составляет 136 л.с., а максимальный крутящий момент равен 220 Нм. Расход топлива в комбинированном режиме составляет 5,3 литров на 100 км пути.
Четырехцилиндровый турбо двигатель Honda 1.5L
Наконец-то компания Хонда представила свой турбированный 1,5-литровый двигатель, который в дальнейшем будет устанавливаться на новую модель 2016 Honda Civic. Есть много шансов, что этот силовой агрегат станет на мировом рынке самым популярным из всех представленных двигателей. Турбированный двигатель авто Хонда имеет мощность 174 л. с., его максимальный крутящий момент составляет 220 Нм. В смешанном цикле с вариатором расход топлива у мотора составляет 6,7 литров на 100 км. С механической коробкой передач этот расход топлива существенно будет ниже.
Четырехцилиндровый двигатель Toyota 1.5L
Этот 1,5-литровый четырехцилиндровый мотор в отличие от двигателя на авто Хонда, не оснащен турбиной. Мощность этого двигателя составляет 106 л.с., а максимальный крутящий момент составляет всего 139 Нм. Но этого вполне достаточно и хватает, так как этот силовой агрегат преимущественно устанавливается на автомобиль Toyota Yaris. Расход топлива- 7,1 литров на 100 км.
Кстате, двигатели автомобилей Хонда и Тойота очень похожи друг с другом по своей конструкции. Единственное и значительное отличие у машин между собой, это наличие в моторе Хонда турбокомпрессора. При сравнивании мощности двух Японских двигателей можно заметить и отметить пользу турбины, которая автомобилю Хонда дает существенное преимущество.
Бензиновые и дизельные трехцилиндровые моторы в автомобильной промышленности
Сегодня мы постараемся ответить на вопрос, почему так популярны трех-цилиндровые моторы в последнее время. Раскроем основные технические характеристики, узнаем о надежности таких двигателей и особенностях эксплуатации.
История создания
Основатель Garelli Motorcycles
Итальянский инженер Адальберто Гарелли (1886-1968 гг), родившийся в Турине и позднее устроившийся на работу в автомобильный концерн «FIAT» стал перво-разработчиком данного двигателя. Разработки велись для мотоциклов, уже позднее этим вариантом мотора заинтересовались и производители автомобилей, используя ранние разработки Гарелли в основе создания более современных аналогов. Таким образом: лидером в разработке 3-х цилиндровых двигателей стала итальянская корпорация «FIAT», которая и на данный момент не останавливается в совершенствовании своего «детища» и стремлении создать более компактный и мобильный аппарат этого варианта. На сегодняшний день и другие концерны спешат модернизировать свои разработки в данном направлении, считая, что востребованность этих легких и экономных двигателей будет только расти.
Какие автомобильные бренды их используют в 2021 году
Начнем с того, что такие малолитражные двигатели нашли широкое применение в Европе, так как здесь предпочитают небольшие экономичные и экологичные моторы. Поэтому такие двигатели в основном используют европейские бренды, намного реже японские и корейские производители.
Модель автомобиля
Код двигателя
Тип
Объем, л
Мощность, л.с.
Крут. Момент, Нм
Расход — город, л/100 км
Расход — трасса, л/100 км
Расход — смешаный цикл, л/100 км
Skoda Fabia
TSI CHZB (EA211)
бензин
1,0
95
160
6,0
4,0
4,7
Skoda Fabia
TSI CHZB (EA211)
бензин
1,0
110
200
5,4
3,9
4,4
Peugeot 2008
PureTech 130
бензин
1,2
130
230
5,8
4,2
4,8
Peugeot 2008
PureTech 155
бензин
1,2
155
240
7,7
5,2
6,1
СITROEN C3
PureTech 82
бензин
1,2
82
118
5,7
4,1
4,7
СITROEN C3
PureTech 110
бензин
1,2
110
205
6,8
4,2
5,2
Opel Corsa
Direct Injection
бензин
1,2
75
110
4,9
3,7
4,1
Opel Corsa
Direct Injection
бензин
1,2
130
230
5,5
4,2
4,7
Opel Crossland X
Direct Injection
бензин
1,2
82
118
6,2
4,5
5,1
Opel Crossland X
Direct Injection
бензин
1,2
110
205
8,3
4,9
6,2
Ford Fiesta
EcoBoost
бензин
1
95
170
5,4
4
4,5
Ford ECOSPORT
EcoBoost
бензин
1
125
180
7,3
5,4
6,1
Ford Puma
EcoBoost
бензин
1
125
200
6
4,4
5
Ford Kuga
EcoBoost
бензин
1,5
150
240
6,9
5,2
5,9
Renault Sandero
h5Bt
бензин
0,9
90
140
5,8
4,6
5
Renault Logan
h5Bt
бензин
0,9
90
140
5,8
4,6
5
Renault Sandero
h5D
бензин
1
73
97
6,7
4,8
5,5
Renault Logan
h5D
бензин
1
73
97
6,7
4,8
5,5
BMW 1 серия
B38A15M1
бензин
1,5
140
220
7,9
5,3
6,3
BMW X1
B38A15M1
бензин
1,5
140
220
7,9
5,3
6,3
BMW X2
B38A15M1
бензин
1,5
140
220
7,9
5,3
6,3
Kia Picanto
G3LA
бензин
1
67
95
5,6
3,7
4,4
Как видим, украинский рынок повторяет европейские тенденции отказа от дизелей. В 2021 году вы не сможете купить новое авто с 3-цилиндровым двигателем.
Объемы и мощности двигателей
Пежо удалось снять с 3-цилиндрового двигателя 155 л.с.
Топливный объем двигателей внутреннего сгорания в указанном варианте имеют от 0,9 и до 1,5 литра. Стремление многих производителей сделать чуть больший объем малолитражек связано с желанием увеличить технический потенциал этих автомобилей и привлечь этим покупателя. Лошадок заложено немало: от 67 до 155 л.с. и даже выше для более современных разработок, но этого достаточно для хорошей маневренности по городским улицам и даже за городом.
Дизельные и их особенности
Дизельные двигатели в ближайшие годы уйдут в ретро
Особенности дизельного малолитражного двигателя состоят в том, что он экономичен, компактен, высокое КПД двигателя дает результат самого минимального расхода топлива около 4-х литров на 100 км в напряженном городском режиме. Но надо заметить, что дизельный двигатель требует более долгого прогрева автомобиля, что важно учитывать жителям северных широт. И да, дизелей с 3-мя цилиндрами вы больше не сможете купить на отечественном рынке, ну разве что на вторичном рынке.
Бензиновые и их особенности
Люксовые бренды тоже используют 3 цилиндра
Бензиновый вариант малолитражного двигателя более приспособлен к разным температурным режимам. Экономичность и неплохие эксплуатационные качества делают машины с 3-х цилиндровым двигателем привлекательным для всех пользователей, но здесь можно отметить такие отрицательные моменты, что заправляться такой машине необходимо часто из-за небольшого бака, это не внедорожник и проходимость невысокая, шум в салоне будет немного более высокий, по сравнению с четырех- и другими двигателями, салон компактен.
Надежность и ресурс
Надежность современных двигателей внутреннего сгорания 3-х цилиндровых обусловлена направленностью различных разработчиков достичь максимальной работоспособности данной системы и обеспечить хороший ходовой ресурс. Легкий мотор из алюминиевых сплавов обеспечивает прочность, надежность, гарантию повышенных эксплуатационных качеств. Высокой динамики от авто с такими двигателями ждать не надо, но в своих технических параметрах они иногда опережают собратьев: экономичность использования и более дешевый вариант в финансовом плане. Экологичность их тоже более высокая. Ресурс выносливости немалый, обозначен не менее 350 000 км, это чуть ниже 4-х тактных, а разница настолько мала, что можно с уверенностью сказать: 3-х цилиндровые двигатели доказали свою надежность, жизнеспособность. Возникающие проблемы с восстановлением работоспособности решаются менее затратно — это один из привлекательных плюсов приобретения малолитражек.
Как обслуживать и какое масло заливать
Обслуживание 3-х цилиндровых двигателей не сильно отличается от четырехтактных, но имеет свои нюансы: объем требуемого при замене масла намного меньше, это следует учитывать. Что касается типа используемого в данном двигателя масла, то лучше воспользоваться инструкцией по данному вопросу: для каждого автомобиля и его двигателя есть полезная информация гарантийном руководстве или в интернете по использования того или иного вида масла. Также следует учитывать более компактные размеры для охлаждающей жидкости. Во всем остальном машина с указанным 3-х цилиндровым двигателем не требует дополнительного внимания со стороны сервисных служб.
Преимущества и недостатки
Не секрет, что большинство производителей все больше и больше вводит в свою линейку двигатели из 3-х цилиндров. Все дело в том, что экологические нормы в Евросоюзе ужесточаются и чтобы уменьшить количество вредных выбросов приходится использовать менее объемные двигатели. Кроме этого, идет удешевление самой конструкции, ведь вы просто не переплачиваете за 1 цилиндр. Из-за этого нужно меньше масла и расходников, что в теории уменьшает эксплуатационные расходы при будущих ТО. Еще один плюс — меньше масса.
А что же с динамикой? Благодаря использованию турбин с динамикой все в порядке. По крайнем мере в городском потоке вам его хватит с головой. Если хочется чего-то больше, то нужно смотреть не на бюджетные машины, где используются трехцилиндровые моторы, а на класс выше.
Явных недостатков у этих двигателей не выявлено. В теории считается, что у этих силовых агрегатов меньше моторесурс по сравнению с более объемными экземплярами. Но как показывает практика, это утверждение не обосновано. Также иногда пишут, что может присутствовать повышенная вибрация. Однако, быстрее всего, это связано с конструктивной особенностью определенной модели и
Итоги
Большинство компактных автомобилей городского класса имеют 3-х цилиндровые двигатели и они становятся все более востребованы, так как имеют немало преимуществ перед более габаритными собратьями. В первую очередь их используют французы, это корпорация PSA и Рено. Не отстает и Форд, который также устанавливает свои Экобусты на целый ряд моделей. Что касается, таких производителей, как KIA, BMW, VW и др., то здесь мы не видим широкую гамму таких двигателей и быстрее всего эти бренды уже делают ставки на гибридные модели. В любом случае у 3 цилиндров есть и плюсы, и минусы, а выбор за потребителем.
Двигатели BMW 1, BMW X1, CITROEN C3, FORD Fiesta, FORD Kuga, KIA Picanto, OPEL Corsa, OPEL Crossland X, PEUGEOT 2008, RENAULT Logan, RENAULT Sandero, SKODA Fabia
Дизельный двигатель 24л.с в Украине. Цены на дизельный двигатель 24л.с на Prom.ua
Двигатель дизельный Кентавр ДД1115ВЭ (24 л.с.) с водяным охлаждением минитракторный с электростартером
На складе
Доставка по Украине
43 790 грн
41 390 грн
Купить
Technogrand Group
Двигатель дизельный ДД1105ВЭ (18 л.с./13,24 кВт) ДД1105ВЕ
На складе
Доставка по Украине
40 850 грн
Купить
Агро-клуб
Двигатель дизельный ДД1115ВЭ (24 л.с.) С РАДИАТОРОМ ДД1115ВЕ
На складе
Доставка по Украине
41 947 грн
Купить
Агро-клуб
Двигатель дизельный TY2100IT 24 л.с.
На складе
Доставка по Украине
90 646 грн
Купить
Агро-клуб
Дизельный двигатель Кентавр ДД1115ВЭ (24,0 л. с., электростартер)
Двигатель, мотор на Ford Transit 2.4 TD — TDi, Форд Транзит 2.4 тди (00-06), 90 л.с без обвеса
Доставка из г. Луцк
по 36 750 грн
от 2 продавцов
от 36 750 грн
Купить
Avto Svit UA (Авто Світ) — запчастини до іномарок
Двигатель дизельный 14 л.с. шлицы 25 мм электростартер Латвия Vitals DM 14.0sne
На складе в г. Днепр
Доставка по Украине
29 216 грн
Купить
Лобзик — интернет магазин
Комплект для переоборудования на электростартер (начальный). Для дизельного 6 л.с. двигателя 178F.
На складе
Доставка по Украине
по 3 750 грн
от 3 продавцов
3 750 грн/комплект
Купить
AlloDim
Комплект для переоборудования на электростартер (начальный). Для дизельного 9 л.с. двигателя 186F.
На складе
Доставка по Украине
по 3 850 грн
от 3 продавцов
3 850 грн/комплект
Купить
AlloDim
Комплект для переоборудования мотоблока под электростартер (полный). Для дизельного 6 л.с. двигателя 178F.
На складе
Доставка по Украине
по 6 650 грн
от 3 продавцов
6 650 грн/комплект
Купить
AlloDim
Комплект для переоборудования мотоблока под электростартер (полный). Для дизельного 9 л.с. двигателя 186F.
На складе
Доставка по Украине
по 6 750 грн
от 3 продавцов
6 750 грн/комплект
Купить
AlloDim
Двигатель дизельный Кентавр ДД1100ВЭ (16 л.с.) с водяным охлаждением минитракторный с электростартером
На складе
Доставка по Украине
39 690 грн
37 690 грн
Купить
Technogrand Group
Двигатель дизельный Кентавр ДД1105ВЭ (18 л. с.) с водяным охлаждением минитракторный с электростартером
На складе
Доставка по Украине
41 390 грн
39 990 грн
Купить
Technogrand Group
Двигатель дизельный Кентавр ДД1125ВЭ (30 л.с.) с водяным охлаждением минитракторный с электростартером
На складе
Доставка по Украине
48 990 грн
45 990 грн
Купить
Technogrand Group
Смотрите также
Двигатель дизельный 12 л.с. шлицы 25 мм электростартер Vitals DM 12.0sne (Латвия)
На складе в г. Днепр
Доставка по Украине
27 256 грн
Купить
Лобзик — интернет магазин
Двигатель дизельный 14 л.с. шлицы 25 мм электростартер Vitals DM 14.0sne (Латвия)
На складе в г. Днепр
Доставка по Украине
29 216 грн
Купить
Motohome
Двигатель дизельный 6 л.с. шпонка 25,4 мм электростартер Латвия Vitals DE 6. 0kе
На складе в г. Днепр
Доставка по Украине
20 152 грн
Купить
Шпонка плюс — интернет гипермаркет
Двигатель Д245.7Е2-840В (122,4 л.с.)24В ГАЗ 3308,9 взамен Д245.7-628 (пр-во ММЗ)
Заканчивается
Доставка по Украине
335 115.11 грн
311 657.06 грн
Купить
Avtogradus интернет-магазин
Двигатель Д245.9Е2-397(136 л.с) 24V ПАЗ-4234,Аврора (Е-2) (без генератора) (пр-во ММЗ)
Заканчивается
Доставка по Украине
440 351.68 грн
409 527.06 грн
Купить
Avtogradus интернет-магазин
Двигатель дизельный ДД1130ВЭ (34 л.с./25 кВт) ДД1130ВЕ
На складе
Доставка по Украине
51 611 грн
Купить
Агро-клуб
Двигатель дизельный ДД1125ВЭ (30 л.с.) ДД1125ВЕ
На складе
Доставка по Украине
47 137 грн
Купить
Агро-клуб
Двигатель Belarus 178F дизельный 7 л. с.(шлиц, вал 25мм.) Ручной стартер
Доставка по Украине
12 750 грн
Купить
Интернет-магазин сельскохозяйственной техники «Bizon-Agro»
Двигатель Belarus 178F дизельный 7 л.с.(шлиц, вал 25мм.) Електростартер
Доставка по Украине
14 875 грн
Купить
Интернет-магазин сельскохозяйственной техники «Bizon-Agro»
Двигатель дизельный мотоблока 190 10л.с.+стартер
На складе
Доставка по Украине
23 850 грн
Купить
Мотоагрозализяка
Двигатель дизельный Sadko DE-310МE, 7 л.с, шлицевой вал. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА!
Доставка по Украине
14 875 грн
Купить
ТРАКТОРЕЦ Тернополь
Двигатель дизельный Sadko DE-440E, 12 л.с, шпоночной вал, БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА!
Доставка по Украине
25 075 грн
Купить
ТРАКТОРЕЦ Тернополь
Двигатель дизельный Файтер ZS1100E, 15 л.с, водяное охлаждение, качественная сборка, гарантия 1 год.
Доставка по Украине
34 000 грн
Купить
ТРАКТОРЕЦ Тернополь
Дизельный двигатель Файтер R195ANE, 13,5 л. с. с стартером, водяное охлаждение, гарантия, доставка
Доставка по Украине
27 625 грн
Купить
ТРАКТОРЕЦ Тернополь
Двигатели Hatz | Технические характеристики
Послание русского солдата с Украины: Мам, я в плену, но ты не плачь. Заштопали, теперь как новый. Меня лечил херсонский врач Уставший, строгий и суровый.
Лечил меня. Ты слышишь, мам: Я бил по городу из «Градов», И полбольницы просто в хлам, Но он меня лечил: «Так надо».
Мам, я — чудовище, прости. В потоках лжи мы заблудились. Всю жизнь мне этот крест нести. Теперь мои глаза открылись.
Нас провезли по тем местам, Куда снаряды угодили. А мы не верили глазам: Что мы с Херсоном натворили!
В больницах раненых полно. Здесь каждый русских проклинает. Отец, белей, чем полотно, Ребенка мертвого качает.
Мать, я — чудовище, палач. И нет здесь, мама, террористов. Здесь только стон людской и плач, А мы для них страшней фашистов.
Нас, мам, послали на убой, Не жалко было нас комбату.
Тут мне херсонец крикнул: «Стой! Ложись, сопляк!» — и дальше матом.
Он не хотел в меня стрелять. Он — Человек, а я — убийца. Из боя вынес! Слышишь, мать, Меня, убийцу, кровопийцу!
Мам, я в плену, но ты не плачь. Заштопали, теперь как новый. Меня лечил херсонский врач Уставший, строгий и суровый.
Он выполнял врачебный долг, А я же, от стыда сгорая, Впервые сам подумать смог: Кому нужна война такая?
Двигатели Hatz
Компания Hatz является ведущим мировым производителем от 1- до 4-цилиндровых промышленных дизельных двигателей.
Дизельные двигатели Hatz используются во всех областях применения, например, в строительных машинах, компрессорах и генераторах, коммерческих транспортных средствах, сельскохозяйственной технике, агрегатах, грузовых автомобилях и других транспортных средствах, а также на судах. Hatz разрабатывает и производит дизельные двигатели с рабочим диапазоном от 1,5 до 62 кВт.
В Hatz работают более 900 человек, более 5 процентов из которых работают в области исследований и разработок.
Бизнес-подразделение Hatz Systems разрабатывает и производит специальные блоки на основе промышленных двигателей. Основное внимание уделяется решениям для энергетики и энергоснабжения, масштабируемым электростанциям, насосным агрегатам и специальным применениям в морском и военном секторах.
Отдел компонентов производит высокоточные металлические компоненты, особенно для автомобильной и коммерческой промышленности, сельского хозяйства, машиностроения и промышленности. Hatz приобрела специальные ноу-хау для последовательной прецизионной обработки титана.
Всемирная сервисная сеть насчитывает более 500 сервисных центров, в том числе 13 филиалов и 114 агентств Hatz в 120 странах. Таким образом, Hatz может быстро обеспечить запас запасных частей и быстро выполнять ремонт.
Ассортимент дизельных двигателей Hatz от немецкой компании HATZ GmbH & Co.KG, выпускающей дизельные двигатели с 1918 года, отличается высоким качеством продукции, долговечностью и надежностью.
Дизельный двигатель Hatz — это гарантия надежности, в чем уже неоднократно смогли убедиться фермеры, строительные компании, дальнобойщики, производственники во многих странах мира. Техника с силовыми агрегатами из Германии не подводит даже в самых сложных климатических условиях и при постоянных высоких нагрузках. Компания выпускает несколько серий двигателей, а одной из последних разработок стал дизельный двигатель Хатц 4H50TIC, укомплектованный системой Common Rail.
Двухлитровый дизель Hatz 4H50TIC имеет топливную систему от компании Bosch с давлением впрыска 1800 бар. Это современный двигатель с отличным соотношением между мощностью, весом и габаритами силовой установки. Впервые представленный на выставке в Мюнхене в 2013 году с анонсированным производством в 2014 году он сразу стал популярным у производителей техники. Новые двигатели Hatz имеют 500-часовой межсервисный интервал, отличаются экономичностью. Все это положительно влияет на снижение эксплуатационных расходов, что и привлекло производителей оборудования и техники во многих странах мира.
Одним из современных требований к технике является ее комплектация экологичными силовыми агрегатами. Только в том случае, если они будут соответствовать строгим нормативам, есть гарантия, что двигатель будет востребованным. Именно по этой причине новые дизели Хатц укомплектовали системой предварительного охлаждения газов. Это, наряду с использованием качественных сажевых фильтров, позволило компании получить сертификат ОАРС Федерального ведомства по охране окружающей среды Швейцарии. Этот документ позволяет использовать двигатели Хатц в странах с самым суровым экологическим законодательством. В результате – перед техникой открывается самый перспективный рынок сбыта в странах ЕС.
Высокие экологические стандарты в первую очередь сегодня существуют на мощные насосы и компактные электростанции. Данная техника эксплуатируется непосредственно рядом с жильем или местом постоянной работы. Люди при этом не должны дышать отравленным выбросами воздухом, это понимают все производители двигателей, но далеко не каждая компания способна сегодня создать такой экологически чистый силовой агрегат, как новый дизель Хатц 4H50TIC. Для этого необходим мощный научно-технический потенциал, регулярная исследовательская работа. Все это есть у ведущего производителя Германии, уделяющего много сил совершенствованию выпускаемой продукции. Швейцарский сертификат ОАРС в очередной раз подтвердил, что дизели Hatz являются не только экономичной высокопроизводительной техникой, но и соответствуют самым строгим экологическим требованиям. Установка их на мобильные электростанции и промышленные насосы не встретит никаких противодействий со стороны служб, контролирующих состояние окружающей среды.
ООО «Техноактив Инвест» может поставить весь спектр двигателей «HATZ GmbH&Co.KG» в Украину, как новых, так и б/у. Сертифицированные для продажи в странах СНГ, адаптированные к эксплуатации с применением горюче-смазочных материалов отечественного производства, надёжные, эффективные и экономичные дизельные двигатели Hatz удовлетворят широкие потребности разных производителей техники и оборудования на базе дизельных двигателей общего назначения.
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ И ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ HATZ
КАТАЛОГ ДВИГАТЕЛЕЙ
КАТАЛОГ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА
СЕРИИ ДВИГАТЕЛЕЙ HATZ
Hatz одноцилиндровые Single series — это промышленные 4-х тактные одноцилиндровые дизельные двигатели воздушного охлаждения с вентилятором в маховике, марок В и D с горизонтальным и вертикальным стальным кованным валом, мощностью от 3,4 кВт (4,6 л. с.) до 11,5 кВт (15,6 л.с.), отличаются использованием запатентованной специальной конструкцией SUPRA, которая позволяет по желанию менять направление вращения. Моторы Hatz singl серии наиболее часто применяются в насосных агрегатах, строительной и дорожно-ремонтной мини-технике, в качестве электрогенераторов.
Hatz многоцилиндровые Multi series — это 4-х тактные многоцилиндровые (2-х, 3-х, 4-х цилиндровые) промышленные дизельные двигатели с горизонтальным валом отбора мощности предназначенные для длительной эксплуатации, выпускаются мощностью от 22,2 л.с. (16,3 кВт) до 70 л.с. (51,5 кВт). Двигатели HATZ multi применяются в качестве силовых установок в мини-погрузчиках, в многоцелевых коммунально-строительных машинах (МКСМ), в мощных центробежных всасывающих насосах.
Далее приведена таблица объединяющая все двигатели марки Hatz с их основными параметрами и ценами. Просим обратить внимание на то, что для индивидуального объема заказа стоимость моторов может быть пересмотрена, цены на бывшие в употреблении двигатели также могут иметь широкий диапазон, поскольку на цену влияет год выпуска, техническое состояние и страна местонахождения двигателя. Кроме этого, цена является ориентировочной также потому, что указана лишь для базовой модификации данного двигателя, при этом каждая модель может иметь несколько модификаций с разными ценами.
ЦЕНЫ НА ДВИГАТЕЛИ HATZ УТОЧНЯЙТЕ У МЕНЕДЖЕРА
МОДЕЛИ ОДНОЦИЛИНДРОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ HATZ
Объем
Мощность
Вес
Габариты
HATZ 1B20
232 куб.см
4,6 л.с.
32,8 кг
268 х 360 х 400 мм
HATZ 1B27
232 куб.см
5,4 л.с.
33,8 кг
268 х 360 х 400 мм
HATZ 1B30
347 куб. см
6,8 л.с.
37,8 кг
297 х 370 х 430 мм
HATZ 1B40
462 куб.см
9,9 л.с.
53,5 кг
315 х 394 х 480 мм
HATZ 1B50
517 куб.см
11,6 л.с.
56,5 кг
335 х 392 х 480 мм
HATZ 1B20V
232 куб.см
4,6 л.с.
34,8 кг
399 х 360 х 300 мм
HATZ 1B30V
347 куб.см
6,8 л.с.
39,8 кг
428 х 370 х 327мм
HATZ 1B40V
462 куб.см
9,9 л.с.
55,3 кг
477 х 394 х 360 мм
HATZ 1B50V
517 куб.см
11,6 л.с.
58,5 кг
477 х 394 х 392 мм
HATZ 1D41
413 куб.см
8,6 л.с.
73,9 кг
463 х 341 х 522 мм
HATZ 1D42
445 куб.см
9,9 л.с.
77,0 кг
463 х 443 х 522 мм
HATZ 1D41C
413 куб. см
7,1 л.с.
93,0 кг
508 х 467 х 504 мм
HATZ 1D50
517 куб.см
10,5 л.с.
77,7 кг
463 х 443 х 532.5 мм
HATZ 1D42C
445 куб.см
7,1 л.с.
97,0 кг
508 х 467 х 504 мм
HATZ 1D81C
667 куб.см
13,1 л.с.
111,9 кг
508 х 467 х 504 мм
HATZ 1D81
667 куб.см
18,0 л.с.
88,6 кг
506 х 454 х 614.5 мм
HATZ 1D90
772 куб.см
15,6 л.с.
90,1 кг
506 х 454 х 614.5 мм
HATZ 1D90V
772 куб.см
15,6 л.с.
85,9 кг
506 х 454 х 614.5 мм
МОДЕЛИ МНОГОЦИЛИНДРОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ HATZ
Объем
Мощность
Вес
Габариты
HATZ 2G40
997 куб. см
22,2 л.с.
89 кг
582 х 461 х 587 мм
HATZ 2L41C
1716 куб.см
35,0 л.с.
276 кг
719 х 596 х 748 мм
HATZ 3L41C
2574 куб.см
49,9 л.с.
331 кг
854 х 596 х 748 мм
HATZ 4L41C
3432 куб.см
66,4 л.с.
396 кг
989 х 596 х 748 мм
HATZ 2M41
1716 куб.см
35,8 л.с.
258 кг
618 х 570 х 733 мм
HATZ 3M41
2574 куб.см
54,1 л.с.
255 кг
753 х 570 х 733 мм
HATZ 4M41
3432 куб.см
72,2 л.с.
291 кг
618 х 570 х 733 мм
HATZ 4L42C
3432 куб.см
62,7 л.с.
438 кг
1028 х 772 х 757 мм
HATZ 4M42
3432 куб.см
70,0 л.с.
378 кг
939 х 597 х 744 мм
УЗНАТЬ ЦЕНЫ У МЕНЕДЖЕРА
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ И ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ HATZ
КАТАЛОГ ДВИГАТЕЛЕЙ
КАТАЛОГ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДНОЦИЛИНДРОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ HATZ
Hatz singl series — серия промышленных одноцилиндровых дизельных двигателей, предназначенных для длительной эксплуатации — более 1500 часов в год. Двигатели Hatz singl серии наиболее часто применяются в строительной и дорожно-ремонтноймини-технике.
Двигатели HATZ singl 1B20, 1B27, 1B30, 1B40, 1B50 — горизонтальные одноцилиндровые 4-х тактные дизельные двигатели с воздушным охлаждением.
Двигатели Хатс singl 1B20, 1B27, 1B30, 1B40, 1B50 имеют следующие особенности конструкции: — непосредственный впрыск, — слив масла на обеих сторонах двигателя, поэтому во всех случаях установленного на агрегате двигателя обеспечивается свободный доступ хотя бы к одной позиции слива, — охлаждающий вентилятор и генератор переменного тока встроены в маховик, — возможен монтаж двигателя на неровных фундаментах, — гибкая выпускная горловина.
Картер цилиндра изготовлен из легкого металла по технологии литья под давлением
Головка цилиндра из легкого металла
Кованый коленвал
Облегченный поршень
Сухой воздушный фильтр со встроенным сепаратором
Охлаждающий вентилятор и генератор переменного тока встроен в маховик
4 независимые моторные лапы позволяют монтировать двигатель на неровных фундаментах, при этом возможна корректировка до 1 мм
Клапанное газораспределение с помощью коромысла, штанги и толкателя
Предназначен для работы в нормальных условиях
ДвигателиHATZ singl 1B20 используются в строительной и дорожно-ремонтной технике: дизельгенераторах, виброплитах прямого хода для укладки или ремонта дорожных покрытий, несущего слоя и других.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Модель двигателя
1B20
1B27
1B30
1B40
1B50
Тип двигателя
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, система смазки под давлением, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности
Максимальная мощность
4.6 (3.4)
5.4 (4.0)
6.8 (5.0)
9.9 (7.3)
11.6 (8.5)
при 3600 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
232
232
347
462
517
Диаметр цилиндра,
2.7 (69)
2.91 (74)
3.15 (80)
3.46 (88)
3. 66 (93)
дюйм (мм)
Ход поршня,
2.44 (62)
2.56 (65)
2.71 (69)
2.99 (76)
2.99 (76)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
10.8
42898
18
25
42882
(Н х м)
Степень сжатия
22:1
22:1
22:1
22:1
20.5:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
Вариант VIII
28
29
35
48
51.2
Вариант XI
32.8
33.8
37.8
53.3
56.5
Емкость картера, л
0.9
0.9
1.1
1.55
1.5
Габариты (Д x Ш x В), мм
268 х 360 х 400
268 х 360 х 400
297 х 370 х 430
315 х 394 х 480
335 х 392 х 480
*Вариант VIII: Двигатель с реверсстартером со стороны маховика
Вариант XI: Двигатель с электростартером 12 В и реверсстартером
Hatz singl series — серия промышленных одноцилиндровых дизельных двигателей, предназначенных для длительной эксплуатации — более 1500 часов в год. Двигатели Hatz singl серии наиболее часто применяются в строительной и дорожно-ремонтноймини-технике.
Двигатели HATZ singl 1B20V, 1B30V, 1B40V, 1B50V — вертикальные одноцилиндровые 4-х тактные дизельные двигатели с воздушным охлаждением.
Двигатели Хатс singl 1B20V, 1B30V, 1B40V, 1B50V имеют следующие особенности конструкции: — непосредственный впрыск, — охлаждающий вентилятор и генератор переменного тока встроены в маховик, — гибкая выпускная горловина, — автоматическое увеличение пускового количества топлива, — автоматическое удаление топлива из впрыскивающего насоса. — Циркуляционная смазка под давлением с полнопоточным сетчатым фильтром тонкой очистки.
Картер цилиндра изготовлен из легкого металла по технологии литья под давлением
Головка цилиндра из легкого металла
Кованый коленвал
Облегченный поршень
Сухой воздушный фильтр со встроенным сепаратором
Охлаждающий вентилятор и генератор переменного тока встроен в маховик
Клапанное газораспределение с помощью коромысла, штанги и толкателя
Предназначен для работы в нормальных условиях
ДвигателиHATZ singl 1B20V, 1B30V, 1B40V, 1B50V используются в строительной и дорожно-ремонтной технике: дизель-генераторах, виброплитах для укладки или ремонта дорожных покрытий, несущего слоя и других.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Модель двигателя
1B20V
1B30V
1B40V
1B50V
Тип двигателя
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с вертикальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
Максимальная мощность
4.6 (3.4)
6.8 (5.0)
9.9 (7.3)
11.6 (8.5)
при 3600 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
232
347
462
517
Диаметр цилиндра,
2.7 (69)
3.15 (80)
3.46 (88)
3.66 (93)
дюйм (мм)
Ход поршня,
2. 44 (62)
2.71 (69)
2.99 (76)
2.99 (76)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
10,8
18
25
27.5
(Н х м)
Степень сжатия
22:01
22:01
22:01
20.5:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
Вариант VIII
30
35
50
53.2
Вариант XI
34.8
39.8
55.3
58.5
Емкость картера, л
0.9
1.1
1.55
1.5
Габариты (Д x Ш x В), мм
399 х 360 х 300
428 х 370 х 327
477 х 394 х 360
477 х 394 х 392
*Вариант VIII: Двигатель с реверсстартером со стороны маховика
Вариант XI: Двигатель с электростартером 12 В и реверсстартером
Hatz singl series — серия профессиональных одноцилиндровых дизельных двигателей, предназначенных для длительной эксплуатации — более 1500 часов в год. Двигатели Hatz singl серии наиболее часто применяются в строительной и дорожно-ремонтноймини-технике.
Двигатели HATZ singl 1D41, 1D42, 1D50, 1D81, 1D90 — горизонтальные одноцилиндровые 4-х тактные дизельные двигателе с воздушным охлаждением с вентилятором в маховике.
Двигатели Хатс singl 1D41, 1D42, 1D50, 1D81, 1D90 имеют следующие особенности конструкции: — запантетованная специальная конструкция SUPRA, которая позволяет по желанию менять направление вращения; — отсутствие клиноременной передачи, что обеспечивает эксплуатационную безопасность.
Картер цилиндра отлит из легкого металла под давлением, цилиндр из серого чугуна
Головка цилиндра из легкого металла
Коленчатый вал и шатун на подшипниках скольжения
Непосредственный впрыск многосопловой форсункой
Клапанное газораспределение через коромысла, штанги,толкатели и кулачковый вал
Циркуляционная смазка под давлением с шестеренным насосом
Охлаждающий вентилятор и генератор переменного тока установлены в маховике, ремень не нужен
Низкий расход топлива
Легкость обслуживания: автоматическое удаление воздуха из топливной системы
Унификация деталей внутри смейства двигателей D
Длительность и надежность эксплуатации
ДвигателиHATZ SUPRA 1D41, 1D42, 1D50, 1D81, 1D90 используются в качестве насосных агрегатов, ремонто-дорожного и строительного оборудования: дизель-генераторах, виброплитах прямого хода для укладки или ремонта дорожных покрытий, несущего слоя и других.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Модель двигателя
1D41
1D42
Модель двигателя
1D50
Модель двигателя
1D81
1D90
Тип двигателя
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
Тип двигателя
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
Тип двигателя
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
Максимальная мощность
8. 6 (6.3)
9.9 (7.3)
Максимальная мощность
10.5 (7.7)
Максимальная мощность
15.0 (11)
15.6 (11.5)
при 3600 об., л.с. (кВт)
при 3600 об., л.с. (кВт)
при 3600 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
413
445
Объём, куб.см
517
Объём, куб.см
667
722
Диаметр цилиндра,
3.54 (90)
3.54 (90)
Диаметр цилиндра,
3.82 (970)
Диаметр цилиндра,
3.94 (100)
4.09 (104)
дюйм (мм)
дюйм (мм)
дюйм (мм)
Ход поршня,
2.56 (65)
2.76 (70)
Ход поршня,
2.76 (70)
Ход поршня,
3.35 (85)
3.35 (85)
дюйм (мм)
дюйм (мм)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
21
22. 5
Макс крутящий момент,
28
Макс крутящий момент,
38
43
(Н х м)
(Н х м)
(Н х м)
Степень сжатия
20:1
21.5:1
Степень сжатия
20.5:1
Степень сжатия
20.5:1
20.5:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг*
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг**
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг***
1D41/42 S тяжелый маховик / стандартный маховик
72.5 / 68.2
75 / 71
1D42 S электростартер 12 В / электростартер 24 В
76.2 / 76.2
Вариант I / Вариант II
86.3 / 79.6
87.8 / 81.1
1D41/42 Z тяжелый маховик / стандартный маховик
73.9 / 69.7
77 / 73
1D42 Z электростартер 12 В / Электростартер 24 В
77. 7 / 77.7
Вариант XI / Вариант XIII
88.6 / 88.6
90.1 / 90.1
Емкость картера, л
1.2
1.2
Емкость картера, л
1.5
Емкость картера, л
1.9
1.9
Габариты (Д x Ш x В), мм
463 х 341 х 522
463 х 443 х 522
Габариты (Д x Ш x В), мм
463 х 443 х 532.5
Габариты (Д x Ш x В), мм
506 х 454 х 614.5
506 х 454 х 614.5
*Исполнение 1D41S: левого вращения, с 50 % уравновешиванием Исполнение 1D41Z: левого вращения, с 100 % уравновешиванием
**Исполнение 1D42/50S: левого вращения, с 50 % уравновешиванием Исполнение 1D42/50Z: левого вращения, с 100 % уравновешиванием
*** Вариант I: Ручной запуск со стороны управления и тяжелый маховик Вариант II: Ручной запуск со стороны управления и стандартный маховик Вариант XI: Электростартер 12 В, стандартный маховик Вариант XIII: Электростартер 24 В, стандартный маховик
Hatz singl series — серия промышленных одноцилиндровых дизельных двигателей, предназначенных для надежной эксплуатации в течение длительного времени при нормальных условиях. Двигатели Hatz singl серии наиболее часто применяются в насосных агрегатах, строительной и дорожно-ремонтноймини-технике, в качестве электрогенераторов.
Двигатель HATZ singl 1D41C, 1D42C, 1D81C — горизонтальный одноцилиндровый 4-х тактный дизельный двигатель в шумозащитном кожухе, с воздушным охлажденим с вентилятором в маховике. Двигатели Хатс singl 1D41C, 1D42C, 1D81C имеют следующие особенности конструкции: запантетованная специальная конструкция SUPRA, которая позволяет по желанию менять направление вращения; отсутствие клиноременной передачи, что обеспечивает эксплуатационную безопасность.
Серийно оснащен шумозащитным кожухом из стальной жести — SUPRA Silent Pack
Выпускная система помещена в шумозащитный кожух и состоит из главного и дополнительного глушителей
Картер цилиндра отлит из легкого металла под давлением, цилиндр из серого чугуна
Головка цилиндра из легкого металла
Коленчатый вал и шатун на подшипниках скольжения
Непосредственный впрыск многосопловой форсункой
Клапанное газораспределение через коромысла, штанги,толкатели и кулачковый вал
Циркуляционная смазка под давлением с шестеренным насосом
Охлаждающий вентилятор и генератор переменного тока установлены в маховике, ремень не нужен
Низкий расход топлива
Легкость обслуживания: автоматическое удаление воздуха из топливной системы
Унификация деталей внутри смейства двигателей D
ДвигателиHATZ SUPRA Silent Pack1D41C, 1D42C, 1D81C используются в составе дизель-генераторов, строительной и дорожно-ремонтной технике: виброплитах прямого хода для укладки или ремонта дорожных покрытий.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Модель двигателя
1D41C
1D42C
Модель двигателя
1D81C
Тип двигателя
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
Тип двигателя
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
Максимальная мощность
7.1 (5.2)
7.1 (5.2)
Максимальная мощность
13.1 (9.6)
при 3600 об. , л.с. (кВт)
при 3000 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
413
445
Объём, куб.см
667
Диаметр цилиндра,
3.54 (90)
3.54 (90)
Диаметр цилиндра,
3.94 (100)
дюйм (мм)
дюйм (мм)
Ход поршня,
2.56 (65)
2.76 (70)
Ход поршня,
3.35 (85)
дюйм (мм)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
17.8
18.6
Макс крутящий момент,
34.4
(Н х м)
(Н х м)
Степень сжатия
20.5:1
21.5:1
Степень сжатия
20.5:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
тяжелый маховик / стандартный маховик
93 / 89
97 / 93
Вариант I / Вариант II
111. 9 / 107.5
Вариант XI / Вариант XIII
118.1 / 118.1
Емкость картера, л
1.2
1.2
Емкость картера, л
1.9
Габариты (Д x Ш x В), мм
508 х 467 х 504
508 х 467 х 504
Габариты (Д x Ш x В), мм
508 х 467 х 504
* Вариант I: Ручной запуск со стороны управления и тяжелый маховик Вариант II: Ручной запуск со стороны управления и стандартный маховик Вариант XI: Электростартер 12 В, стандартный маховик Вариант XIII: Электростартер 24 В, стандартный маховик
Одноцилиндровые двигатели HATZ 1D90V
Hatz singl series — серия промышленных одноцилиндровых дизельных двигателей, предназначенных для надежной эксплуатации в течение длительного времени при нормальных условиях. Двигатели Hatz singl сериинаиболее часто применяются в насосных агрегатах, строительной и дорожноремонтноймини-технике, в качествеэлектрогенераторов.
Двигатель HATZ singl 1D90V — вертикальный одноцилиндровый 4-х тактный дизельный двигатель с воздушным охлажденим с вентилятором в маховике. Двигатели Хатс singl 1D90Vимеют следующие особенности конструкции: запантетованная специальная конструкция SUPRA, которая позволяет по желанию менять направление вращения; отсутствие клиноременной передачи, что обеспечивает эксплуатационную безопасность.
Картер цилиндра отлит из легкого металла под давлением, цилиндр из серого чугуна
Головка цилиндра из легкого металла
Коленчатый вал и шатун на подшипниках скольжения
Непосредственный впрыск многосопловой форсункой
Клапанное газораспределение через коромысла, штанги,толкатели и кулачковый вал
Циркуляционная смазка под давлением с шестеренным насосом
Охлаждающий вентилятор и генератор переменного тока установлены в маховике, ремень не нужен
Низкий расход топлива
Легкость обслуживания: автоматическое удаление воздуха из топливной системы
Унификация деталей внутри смейства двигателей D
Длительность и надежность эксплуатации
ДвигателиHATZ SUPRA Silent Pack1D90V используются в составе дизельгенераторов, строительной и дорожноремнонтной технике: виброплитах прямого хода для укладки или ремонта дорожных покрытий.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Тип двигателя
4-тактный, одноцилиндровый, дизельный, воздушного охлаждения, с вертикальным расположением вала отбора мощности, система смазки под давлением
Максимальная мощность
15.6 (11.5)
при 3000 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
722
Диаметр цилиндра,
4.09 (104)
дюйм (мм)
Ход поршня,
3.35 (85)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
42.6
(Н х м)
Степень сжатия
20.5:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
Вариант XI / Вариант XIII
85.9 / 85. 9
Емкость картера, л
1.6
Габариты (Д x Ш x В), мм
506 х 454 х 614.5
* Вариант XI: Электростартер 12 В, стандартный маховик Вариант XIII: Электростартер 24 В, стандартный маховик
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ И ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ HATZ
КАТАЛОГ ДВИГАТЕЛЕЙ
КАТАЛОГ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОЦИЛИНДРОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ HATZ
Hatz multi series — серия многоцилиндровых промышленных дизельных двигателей предназначенных для длительной эксплуатации. Двигатели Hatz multi series применяются в качестве силовых агрегатов в строительной, дорожно-ремонтной технике, в дизель-генераторных установках.
Двухцилиндровый двигатель HATZ 2G40
Двигатель HATZ 2G40 — двухцилиндровый четырёхтактный компактный дизельный двигатель с воздушным охлаждением. Двигатель Хатс 2G40 имеет высокие показатели компактности и удельной мощности. Характеризуются очень высокой надёжностью в экстремальных климатических условиях, лёгкий запуск при низких температурах. Оснащается электростартером 12 или 24 в. Обслуживание и уход за двигателем не составляет проблем даже для неспециалистов.
Головки цилиндров из лёгкого металла.
Индивидуальная головка для каждого цилиндра.
Кованый коленвал с противовесами на трёх опорных подшипниках.
Охлаждающий вентилятор и электрогенератор интегрированы в маховик.
Низкий уровень шума благодаря высокой точности изготовления и специальной конструкции.
Прямой впрыск с несколькими отверстиями сопел.
Смазка под давлением с полнопоточным фильтром.
Лёгосплавный картер.
ДвигателиHATZ 2G40 используются в строительной, добывающей и дорожноремнонтной технике: дизельэлектростанциях, тротуарных катках, траншейных уплотнителях.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Тип двигателя
4-тактный, двухцилиндровый, дизельный, система смазки под давлением, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности
Двигатели HATZ 2L41C, 3L41C, 4L41C — двухцилиндровые, трехцилиндровые и четырехцилиндровые четырёхтактные компактные дизельные двигатели с воздушным охлаждением, принадлежат к серии Silent Pack самых тихих промышленных дизельных двигателей. Двигатели Хатс 2L41C, 3L41C, 4L41C имеют высокие показатели компактности и удельной мощности, широкую взаимозаменяемость частей благодаря системе агрегатирования. Показатели выхлопных газов ниже допустимых величин для рабочих машин в ЕС, США и Японии. Оснащаются электростартером 12 или 24 в. Лёгкое и удобное обслуживание: автоматическое удаление воздуха из топливного насоса, обслуживание и технический уход с одной стороны двигателя, гидравлическое натяжение ремня, автоматический контроль за ремнем.
Картер из серого чугуна, рядное вертикальное расположение цилиндров.
Клапанное газораспределение через коромысла, штанги,толкатели и кулачковый вал.
Второй кулачковый вал для привода топливных насосов с грузиками всережимного регулятора и автоматической муфты опережения впрыска.
Непосредственный впрыск многосопловой форсункой.
Циркуляционная смазка под давлением с шестеренным насосом, полнопоточные сменный фильтр и масляный холодильник.
Осевой охлаждающий вентилятор с встроенным генератором переменного тока.
Silent Pack — двигатель семейства L в шумозащитном кожухе.
Выхлопной глушитель — внутри кожуха.
ДвигателиHATZ 2L41C, 3L41C, 4L41C используются в строительной, добывающей и дорожно-ремонтной технике: дизель-электростанциях, самоходных копровых установках, сваебойных машинах.
Модель двигателя
2L41C
3L41C
4L41C
Тип двигателя
4-тактный, двухцилиндровый, дизельный, система смазки под давлением, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности, серия Silent Pack.
Максимальная мощность
35 (25,7)
49. 9 (36,7)
66,4 (48,8)
при 3000 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
1716
2574
3432
Диаметр цилиндра,
4,01 (102)
4,01 (102)
4,01 (102)
дюйм (мм)
Ход поршня,
4,13 (105)
4,13 (105)
4,13 (105)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
88
130
190
(Н х м)
Степень сжатия
18,7:1
18,7:1
18,7:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
276
331
396
Емкость картера, л
4,7
7,8
15
Габариты (Д x Ш x В), мм
719 х 596 х 748
854 х 596 х 748
989 х 596 х 748
Многоцилиндровые двигатели HATZ 2M41, 3M41, 4M41
Двигатели HATZ 2M41, 3M41, 4M41 — двухцилиндровые, трехцилиндровые и четырехцилиндровые четырёхтактные дизельные двигатели с воздушным охлаждением.
Двигатели Хатс 2M41, 3M41, 4M41 имеют высокие показатели удельной мощности и экономичности. Широкую взаимозаменяемость частей благодаря системе агрегатирования. Использование конструктивных и технологических возможностей для сведения шума к минимуму. Показатели выхлопных газов ниже допустимых величин для рабочих машин в ЕС, США и Японии. Оснащаются электростартером 12 или 2 4в. Лёгкое и удобное обслуживание: автоматическое удаление воздуха из топливного насоса, обслуживание и технический уход с одной стороны двигателя, гидравлическое натяжение ремня, автоматический контроль за ремнем.
Картер из серого чугуна, рядное вертикальное расположение цилиндров.
Клапанное газораспределение через коромысла, штанги,толкатели и кулачковый вал.
Второй кулачковый вал для привода топливных насосов с грузиками всережимного регулятора и автоматической муфты опережения впрыска.
Непосредственный впрыск многосопловой форсункой.
Циркуляционная смазка под давлением с шестеренным насосом, полнопоточные сменный фильтр и масляный холодильник.
Осевой охлаждающий вентилятор с встроенным генератором переменного тока.
Сухой воздушный фильтр, защищенный от сильного загрязнения.
Кулачковый вал и масляный насос приводятся шестерней.
ДвигателиHATZ 2M41, 3M41, 4M41 применяются в качестве силовых установок в мини-погрузчиках, в многоцелевых коммунально-строительных машинах (МКСМ) , в мощных центробежных всасывающих насосах.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Модель двигателя
2M41
3M41
4M41
Тип двигателя
4-тактный, двухцилиндровый, дизельный, система смазки под давлением, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности.
Максимальная мощность
35,8 (26,3)
54,1(39,8)
72,2 (53,1)
при 3000 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
1716
2574
3432
Диаметр цилиндра,
4,01 (102)
4,01 (102)
4,01 (102)
дюйм (мм)
Ход поршня,
4,13 (105)
4,13 (105)
4,13 (105)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
108
163
215
(Н х м)
Степень сжатия
18,7:1
18,7:1
18,7:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
258
255
291
Емкость картера, л
5,5
8,5
14
Габариты (Д x Ш x В), мм
618 х 570 х 733
753 х 570 х 733
618 х 570 х 733
Четырехцилиндровый двигатель HATZ 4L42C
Двигатель HATZ 4L42C — четырехцилиндровый четырёхтактный дизельный двигатель с воздушным охлаждением.
Двигатель Хатс 4L42C имеет высокие показатели удельной мощности и экономичности. Широкую взаимозаменяемость частей благодаря системе агрегатирования. Использование технологии Silent Pack для сведения шума к минимуму. Показатели выхлопных газов ниже допустимых величин для рабочих машин в ЕС, США и Японии. Оснащается электростартером 12 или 24в. Лёгкое и удобное обслуживание: автоматическое удаление воздуха из топливного насоса, обслуживание и технический уход с одной стороны двигателя, гидравлическое натяжение ремня, автоматический контроль за ремнем.
Картер из серого чугуна, рядное вертикальное расположение цилиндров.
Клапанное газораспределение через коромысла, штанги,толкатели и кулачковый вал.
Автоматический клапан системы рециркуляции отработанных газов (AGR).
Автоматическая система защиты с визуальным контролем.
Второй кулачковый вал для привода топливных насосов с грузиками всережимного регулятора и автоматической муфты опережения впрыска.
Непосредственный впрыск многосопловой форсункой.
Циркуляционная смазка под давлением с шестеренным насосом, полнопоточные сменный фильтр и масляный холодильник.
Осевой охлаждающий вентилятор с встроенным генератором переменного тока.
Сухой воздушный фильтр, защищенный от сильного загрязнения.
Кулачковый вал и масляный насос приводятся шестерней.
Silent Pack — двигатель семейства L в шумозащитном кожухе.
ДвигателиHATZ 4L42C применяются в качестве силовых установок в мини-погрузчиках, в многоцелевых коммунально-строительных машинах (МКСМ) , в мощных центробежных всасывающих насосах.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Тип двигателя
4-тактный, четырёхцилиндровый, дизельный, система смазки под давлением, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности.
Максимальная мощность
62,7 (46,1)
при 3000 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
3432
Диаметр цилиндра,
4,01 (102)
дюйм (мм)
Ход поршня,
4,13 (105)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
193
(Н х м)
Степень сжатия
20,8:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
438
Емкость картера, л
13
Габариты (Д x Ш x В), мм
1028 х 772 х 757
Четырехцилиндровый двигатель HATZ 4M42
Двигатель HATZ 4M42 — четырехцилиндровый четырёхтактный дизельный двигатель с воздушным охлаждением. Двигатель Хатс 4M42 имеет высокие показатели удельной мощности и экономичности. Широкую взаимозаменяемость частей благодаря системе агрегатирования. Использование конструктивных и технологических возможностей для сведения шума к минимуму. Показатели выхлопных газов ниже допустимых величин для рабочих машин в ЕС, США и Японии. Оснащается электростартером 12 или 24 в. Лёгкое и удобное обслуживание: автоматическое удаление воздуха из топливного насоса, обслуживание и технический уход с одной стороны двигателя, гидравлическое натяжение ремня, автоматический контроль за ремнем.
Картер из серого чугуна, рядное вертикальное расположение цилиндров.
Клапанное газораспределение через коромысла, штанги, толкатели и кулачковый вал.
Автоматический клапан системы рециркуляции отработанных газов (AGR).
Автоматическая система защиты с визуальным контролем.
Второй кулачковый вал для привода топливных насосов с грузиками всережимного регулятора и автоматической муфты опережения впрыска.
Непосредственный впрыск многосопловой форсункой.
Циркуляционная смазка под давлением с шестеренным насосом, полнопоточные сменный фильтр и масляный холодильник.
Осевой охлаждающий вентилятор с встроенным генератором переменного тока.
Сухой воздушный фильтр, защищенный от сильного загрязнения.
Кулачковый вал и масляный насос приводятся шестерней.
ДвигателиHATZ 4M42 применяются в качестве силовых установок в минипогрузчиках, в многоцелевых коммунально-строительных машинах (МКСМ) , в мощных центробежных всасывающих насосах.
Вы можете приобрести как комплектные двигатели Hatz, так и комплектующие, расходники и запасные части на необходимую Вам силовую технику Hatz.
Тип двигателя
4-тактный, четырёхцилиндровый, дизельный, система смазки под давлением, воздушного охлаждения, с горизонтальным расположением вала отбора мощности.
Максимальная мощность
70 (51,5)
при 3000 об., л.с. (кВт)
Объём, куб.см
3432
Диаметр цилиндра,
4,01 (102)
дюйм (мм)
Ход поршня,
4,13 (105)
дюйм (мм)
Макс крутящий момент,
205
(Н х м)
Степень сжатия
20,8:1
Вес включая бак воздушный фильтр, глушитель, кг
378
Емкость картера, л
14
Габариты (Д x Ш x В), мм
939 х 597 х 744
В нашем интернет-магазине можно заказать новые и б/у детали двигателей HATZ
Перечень основных запасных частей и расходных материалов на двигатели Хатц общего назначения:
группы цилиндропоршневые, шатуны;
валы коленчатые, распределительные;
кольца поршневые, вкладыши;
головки цилиндров, клапаны;
коллекторы впускные, выпускные;
ремонтные комплекты, сальники, прокладки;
корпусные детали двигателей;
топливная аппаратура;
электрооборудование;
фильтры, ремни приводные;
и другие запасные части…
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ И ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ HATZ
КАТАЛОГ ДВИГАТЕЛЕЙ
КАТАЛОГ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА
ОЗНАКОМИТЬСЯ С ДРУГИМИ БРЕНДАМИ СПЕЦТЕХНИКИ И ЗАПЧАСТЕЙ
СТАТЬЯ О САМОМ ЛУЧШЕМ ДВИГАТЕЛЕ
ДИАГНОСТИКА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
30C Три — Вестербеке
Дом
Вестербеке Двигатели
30C Три
Цилиндры: 3 Диаметр цилиндра: 2,99 дюйма Ход поршня: 2,76 дюйма Рабочий объем: 58,09 куб. дюйм Аспирация: Натуральный
Легкий и компактный Компактный трехцилиндровый двигатель 30C Three, разработанный Westerbeke, пионером в области легких судовых дизельных двигателей, идеально подходит для сложных условий эксплуатации. При весе всего 274 фунта 30C Three обеспечивает соотношение мощности и веса, которому можно позавидовать, при этом требуя скромного места в машинном отделении.
Мощный и надежный 30C Three специально разработан для работы в агрессивной морской среде. Он спроектирован и построен с использованием опыта, полученного при поставке более 1100 двигателей для вельботов ВМС США. Увеличенный диаметр поршня модели 30C Three обеспечивает большую мощность без ущерба для плавной и бесшумной работы.
Простота в эксплуатации и обслуживании Чтобы свести к минимуму обслуживание двигателя, модель 30C Three имеет охлаждение пресной водой и простую систему управления. Легкий доступ ко всем точкам обслуживания и самопрокачивающаяся топливная система обеспечивают простоту установки и регулярного обслуживания.
Полная приборная панель двигателя Westerbeke предлагает дополнительную панель управления. Панель Admiral включает в себя тахометр, счетчик моточасов, вольтметр, датчик температуры воды и датчик давления масла. Westerbeke также предлагает дополнительную панель капитана с тахометром, счетчиком моточасов и сигнальными лампами.
Имя, которому можно доверять Присутствие Westerbeke в более чем 65 странах мира обеспечивает клиентам легкий доступ к запасным частям, обслуживанию и технической поддержке по всему миру. Компания Westerbeke, основанная в 1937 году, стремится предоставлять своим клиентам качественную продукцию и непревзойденную послепродажную поддержку.
Стандартное оборудование
Охлаждение пресной водой
Двигатель предварительно подключен к штекерному разъему
Топливная система с автоматическим удалением воздуха
Генератор для зарядки аккумулятора 12 В, 50 А
Соединения для горячего водоснабжения
Резервуар регенерации охлаждающей жидкости
Кронштейны управления дроссельной заслонкой, остановкой и переключением передач
Аварийные сигналы низкого давления масла и высокой температуры воды
Насос сырой воды с шестеренчатым приводом
Радиатор смазочного масла в системе пресной воды
Короткий морской механизм с передаточным числом 2,47:1
Свеча накаливания для холодного пуска
Четырехточечные регулируемые гибкие крепления — отказоустойчивый резиновый тип
Монтажные центры — 14,56 дюйма
Шланг для слива смазочного масла
Радиатор трансмиссионного масла
Маслоналивная горловина — Верхняя и сервисная сторона
Гибкий соединитель подачи и возврата топлива
Руководство оператора и список деталей
Настроена шумоизоляция воздухозаборника
Соответствует морским правилам Агентства по охране окружающей среды США
Дополнительное оборудование
Панель капитана с сигнализацией (тахометр с подсветкой)
Панель Admiral с сигнализацией (тахометр с датчиками)
Передатчики с двумя станциями
Другие передаточные числа – проконсультируйтесь с местным дистрибьютором
Выносной расширительный бак
Топливный фильтр/водоотделитель
Глушитель и фитинги
«А» бортовой комплект запасных частей
Комплект запасных частей «B» увеличенного запаса хода
Антисифонный клапан для отвода охлаждающей воды за борт
Техническое руководство
Выпускной патрубок (колена с впрыском воды 90°, 45° и стояк)
Муфты карданных валов (жесткие/гибкие)
Обзор продукта Технические документы Посмотреть детали
Экспресс
Заказ запчастей
Документ
Библиотека
Скачать
Каталог!
Дом
Вестербеке Двигатели
30C Три
Технические документы
Технические документы
Важное примечание. Техническая информация представлена на нашем веб-сайте для справки и удобства. Westerbeke рекомендует, чтобы ваш двигатель, генератор или система климат-контроля обслуживались и/или устанавливались только авторизованным дистрибьютором или дилером Westerbeke. Нажмите здесь, чтобы найти главного дистрибьютора или дилера в вашем регионе.
Дополнительные характеристики
Название документа
Дата публикации
Дополнительные характеристики
01.08.2010
Руководства (операторы, детали, технические характеристики, установка)
Название документа
Дата публикации
Руководство по запчастям 037115
01.04.2018
Руководство по установке — Судовые двигатели и генераторы
01. 06.2016
Перечень замененных деталей Westerbeke Август 2015 г.
Обзор продукта Технические документы Посмотреть детали
Экспресс
Заказ запчастей
Документ
Библиотека
Скачать
Каталог!
Дом
Вестербеке Двигатели
30C Три
Посмотреть детали
Купить и просмотреть детали ниже: Щелкните каждое изображение, чтобы увеличить его и просмотреть подробный список деталей для этого раздела. Если изображения не отображаются под заголовком «Полные списки деталей», прокрутите вниз, чтобы получить доступ к информации о деталях, доступной для этой модели.
Перечень замененных деталей Westerbeke Август 2015 г.
01.08.2015
Обзор продукта Технические документы Посмотреть детали
Экспресс
Заказ запчастей
Документ
Библиотека
Скачать
Каталог!
Деталь успешно добавлена в вашу корзину.
Добавление детали в корзину.
Ошибка при добавлении в корзину.
Michel Дизельные двигатели с оппозитными поршнями | Old Machine Press
By William Pearce
Герман Мишель* из Ворде, Германия, был мастером на верфи Krupp Germania в Киле, Германия. Благодаря своей работе он столкнулся с общими проблемами двухтактных двигателей подводных лодок. Стремясь избежать недостатков обычных двигателей, Мишель разработал уникальный новый двигатель. Он считал, что его двигатель особенно хорошо подходит для использования на море. Его проект был для двухтактного дизельного двигателя с оппозитными поршнями. Помимо использования противоположных поршней, двигатель Мишеля был уникален тем, что это был бескривошипный кулачковый двигатель. С небольшими изменениями в базовой конструкции двигателя группа цилиндров могла быть либо неподвижной, либо вращаться, как у роторного двигателя. Мишель подал патентную заявку на конфигурацию своего двигателя в Германии 20 июля 19 г.20 и в США 23 августа 1921 года.
Чертежи из оригинального патента Германа Мишеля показывают двух- и трехцилиндровые кулачковые двигатели. На чертежах группа цилиндров неподвижна, а кулачковое кольцо вращается. Верхний цилиндр на чертеже трехцилиндрового двигателя имел выпускные окна. Обратите внимание, что он был наклонен немного иначе, чем другие цилиндры, чтобы облегчить очистку.
Конструкция двигателя Мишеля предусматривала либо два поршня в общем цилиндре, либо три поршня в трех цилиндрах. Независимо от числа используемых поршней, цилиндровая группа имела общую камеру сгорания, в которой поршни двигались навстречу друг другу в такте сжатия. Движение противоположных поршней закрывало или открывало впускные и выпускные отверстия, находившиеся в стенках цилиндров. Эта конфигурация исключила использование клапанов и прокладки головки блока цилиндров. Расположение впускных и выпускных отверстий позволяло продувочному воздуху проходить через цилиндр и полностью удалять любые выхлопные газы, когда отверстия были открыты.
Двигатель не имел коленчатого вала. Движение поршней контролировалось сравнительно большим кулачковым кольцом, которое окружало группу цилиндров. Шток для каждого поршня имел ролики в кольцевой кулачковой дорожке, которая образовывала волнообразную траекторию. Этот путь определял движение поршней в цилиндре и облегчал такт сжатия. В конфигурации со стационарными цилиндрами кулачковое кольцо вращалось вокруг группы цилиндров. Для поворотной конфигурации группа цилиндров вращалась внутри стационарного кулачкового кольца.
В отличие от коленчатого вала, который напрямую привязан к циклу двигателя, кулачковое кольцо может быть выполнено с несколькими циклами сжатия и мощности для каждого оборота. Например, если бы кулачковое кольцо имело шесть циклов, группа цилиндров выполняла бы шесть тактов сжатия и шесть рабочих тактов на каждый оборот кулачкового кольца. Точно так же в роторной конфигурации группа цилиндров будет проходить шесть тактов сжатия и шесть рабочих тактов за каждый оборот.
Этот патентный чертеж Мишеля от 1923 показаны аксиллярный кулачок (21) и аксиллярные ролики штока поршня (20) двухцилиндрового двигателя с оппозитными поршнями. Основной ролик (7) перемещался по направляющей главного кулачка (15).
Мишель получил как минимум пять других патентов, касающихся конструкции его двигателя. Патент, поданный 27 октября 1923 г., подробно описывает использование вспомогательного кулачкового кольца. В этой конструкции кулачковая дорожка была расширена, и основной ролик штока поршня скользил по основному внешнему краю гусеницы при нормальной работе двигателя. Рабочий ход прижимал основной ролик к основной гусенице, а основная гусеница прижималась к основному ролику во время такта сжатия. В результате основной ролик всегда находился в контакте с направляющей главного кулачка во время нормальной работы.
Соосными с основными катками были вспомогательные ролики меньшего размера. Во время запуска двигателя или если поршень начинал заедать, вспомогательный ролик соприкасался с внутренней вспомогательной кромкой направляющей кулачкового кольца. Во время рабочего такта, если в цилиндре недоставало сжатия или между поршнем и цилиндром было слишком большое трение, основной ролик терял контакт с основной кулачковой дорожкой, а внутренняя кулачковая дорожка вступала в контакт со вспомогательным роликом. Это действие привело бы к дребезжащему носу, исходящему от двигателя, предупреждая (проницательного) оператора о том, что что-то не так.
Двухпоршневой кулачковый двигатель конструкции Мишеля был построен в 1921 году на верфи Круппа. У этого двигателя цилиндровая группа была неподвижной, а кулачковое кольцо вращалось. Двигатель имел диаметр цилиндра и ход поршня 5,9 дюйма (150 мм), а общий рабочий объем составлял 324 куб. Дюйма (5,3 л). Сообщается, что двигатель выдавал 62,5 л.с. (46,6 кВт) при 110 об/мин. За ним последовал более крупный двухпоршневой двигатель с диаметром цилиндра и ходом поршня 6,9 дюйма (175 мм); его общий рабочий объем составлял 514 куб. Дюймов (8,4 л). Этот двигатель производил 120 л.с. (89,5 кВт) при 110 об/мин. Было отмечено, что из-за шести циклов поршня на каждый оборот двигатель Мишеля, работающий со скоростью 110 об / мин, эквивалентен стандартному двигателю, работающему со скоростью 660 об / мин.
Чертежи в разрезе двухцилиндрового двигателя Michel, построенного в 1921 году. Как и в патентных чертежах, группа цилиндров была неподвижной, а кулачковое кольцо вращалось. К передней части корпуса кулачкового кольца был прикреплен приводной вал, установленный в подшипниках.
После обнадеживающих результатов своего двухпоршневого двигателя Мишель приступил к созданию трехцилиндрового двигателя. У этого двигателя цилиндровая группа вращалась внутри неподвижного кулачкового кольца. Два впускных цилиндра были разнесены на 120 градусов друг от друга, но выпускной цилиндр располагался под немного другим углом, чтобы поршень этого цилиндра опережал остальные. Такая компоновка сначала открывала выпускное отверстие и улучшала продувку цилиндра. Трехцилиндровый двигатель имел диаметр цилиндра 6,5 дюйма (165 мм) и ход поршня 6,3 дюйма (160 мм). Общий рабочий объем двигателя составлял около 626 кубических дюймов (10,3 л), а его мощность составляла 250 л.с. (186 кВт), что кажется высоким. Базовая конструкция Мишеля позволяла добавлять несколько групп цилиндров (или звезд) для создания двигателей повышенной мощности.
Мишель продолжил разработку трехцилиндрового двигателя с оппозитными поршнями и вернулся к использованию коленчатого вала, хотя и трех. Три чугунных цилиндра были расположены в форме буквы Y, и все цилиндры были разнесены на 120 градусов друг от друга. Воздух подавался в два верхних цилиндра через отверстия в стенках цилиндров. Выпускные окна находились в стенке нижнего цилиндра, а выхлопные газы выбрасывались через боковую стенку нижнего ряда цилиндров. Нижний поршень имел опережение на 24 градуса по отношению к верхним поршням, чтобы обеспечить хорошую продувку цилиндра. Одни только выпускные отверстия были открыты на 32,6 градуса вращения коленчатого вала. На следующих 76,3 градуса были открыты как выпускные, так и впускные отверстия, а затем еще 15,8 градуса, когда не были закрыты только впускные отверстия.
Трехкривошипный двигатель Michel с оппозитными поршнями в разрезе. Коленчатые валы имеют маркировку A, B и C. Хорошо видны каналы жидкостного охлаждения (W), продувочного воздуха (S) и выпускного (E) канала. Обратите внимание на уникальную форму головки поршня, образующую камеру сгорания.
Трехцилиндровый двигатель имел степень сжатия 15:1. Три поршня двигателя сходились в общей камере сгорания, где топливная форсунка располагалась вертикально между двумя верхними цилиндрами. Головки поршней были специально разработаны для создания пространства для сгорания при сближении поршней. Впрыск топлива начался 19градусов до того, как выпускной поршень достиг верхней мертвой точки, и продолжался 21 градус. Конфигурация двигателя привела к очень эффективному сгоранию благодаря высокой степени турбулентности и тщательному смешиванию воздуха и топлива.
Все три коленчатых вала вращались в одном направлении. На конце каждого коленчатого вала был дополнительный выступающий кривошип. К этому кривошипу была прикреплена треугольная отливка, которая соединяла коленчатые валы вместе в задней части двигателя. Этот треугольный элемент приводил в движение генератор, а также водяной, масляный и топливный насосы Bosch. Топливный насос высокого давления располагался в верхней V-образной части двигателя.
Вид спереди и сзади трехцилиндрового двигателя Michel с оппозитными поршнями. Обратите внимание на вид сзади: треугольный элемент, соединяющий три коленчатых вала, и прямоугольный продувочный воздушный насос в его центре.
Насос продувочного воздуха располагался в задней части двигателя. Этот воздушный насос представлял собой прямоугольную раму, выполненную за одно целое с треугольным элементом, соединявшим коленчатые валы. Воздушный насос использовал вращательное движение рамы. Прямоугольная рама была закрыта, за исключением стратегически расположенных проходов. Золотниковый клапан образовывал перегородку внутри рамы и был закреплен так, что мог двигаться только вверх и вниз. Когда двигатель работал, пространство внутри рамы по обе стороны от перегородки золотникового клапана попеременно расширялось и сужалось, создавая насосное действие. Воздух подавался от золотникового клапана под давлением 21-25 фунтов на квадратный дюйм (1,4-1,7 бар) в цилиндры через внутренние каналы. Мощность двигателя отбиралась от нижнего коленчатого вала.
В начале 1930-х Мишель переехал в Гамбург, Германия, и построил несколько своих модернизированных трехцилиндровых двигателей с оппозитными поршнями. Как и кулачковый двигатель, группа цилиндров была несколько модульной, и в конструкцию можно было добавить дополнительные группы. Двигатель с наименьшим размером цилиндра имел диаметр цилиндра 1,9 дюйма (47 мм) и ход поршня 3,1 дюйма (80 мм). Этот двигатель имел четыре группы по три цилиндра и общий рабочий объем около 102 кубических дюймов (1,7 л) из 12 цилиндров. Он производил 60 л.с. (45 кВт) при 2000 об/мин и весил 616 фунтов (279 кг).кг).
3-цилиндровая группа Michel и ее двигатель. Этот двигатель имеет одну группу цилиндров. Обратите внимание на его короткую длину и единственное выпускное отверстие нижнего цилиндра.
Был построен более крупный трехцилиндровый двигатель с диаметром цилиндра 2,6 дюйма (67 мм) и ходом поршня 4,7 дюйма (116 мм). Каждая группа из трех цилиндров имела объем около 75 куб. Дюймов (1,2 л) и мощность около 45 л.с. Были изготовлены одноцилиндровая группа и четырехцилиндровая группа. Двигатель с четырьмя цилиндрами имел рабочий объем 299 куб. дюймов (4,9л). Этот двигатель производил 180 л.с. (134 кВт) при 2000 об/мин и весил 1188 фунтов (539 кг).
Хотя размер двигателя не был указан, двигатель Michel был тщательно протестирован на испытательном стенде грузовика и, как сообщается, дал хорошие результаты. Однако двигатель так и не был запущен в производство. Предполагалось, что линейка двигателей Michel будет производиться по лицензии в Соединенном Королевстве компанией Tekon Development Ltd и называться Stellar. Однако не похоже, чтобы какие-либо двигатели были произведены.
*Обратите внимание, что Герман Михель, о котором идет речь в этой статье, не является нацистским военным преступником с таким же именем.
Двигатель Мишеля с четырьмя группами по три цилиндра с оппозитными поршнями. Этот двигатель имел в общей сложности 12 цилиндров. Обратите внимание на четыре квадратных выпускных отверстия на нижнем ряду цилиндров.
Источники: — «Двухтактный двигатель внутреннего сгорания» Патент США 1 603 969 Германа Мишеля (выдан 19 октября 1926 г.) (предоставлено 5 января 1926 г.) — «Комментарии к типам бесколлекторных двигателей» Технический меморандум NACA № 462 , май 1928 г. (переведено из « Motorwagen » 20 ноября 1927 г.) без даты Illiffe & Sons Ltd – Новая автомобильная энциклопедия (полная работа 1937 г.) – Ungewöhnliche Motoren Стефан Зима и Райнхольд Фихт (2010)
Нравится:
Нравится Загрузка 03 90 Нравится Загрузка 03
0 Рядный трехцилиндровый двигатель | Тракторно-строительный завод Wiki
в: Страницы с нечисловыми аргументами форматирования, Все статьи с утверждениями без источников, Конфигурации поршневых двигателей, Мотоциклетные двигатели
Посмотреть источник
Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив ссылки на надежные источники. Неисходный материал может быть оспорен и удален. (июль 2009 г.)
Блок цилиндров рядного трехцилиндрового двигателя
A рядный трехцилиндровый двигатель , также известный как рядный трехцилиндровый двигатель , или трехцилиндровый трехцилиндровый двигатель , (сокращенно I3 906 6 5 309 или 906 6) поршневой двигатель внутреннего сгорания с тремя цилиндрами, расположенными по прямой линии или плоскости рядом друг с другом.
Большинство рядных трехцилиндровых двигателей имеют угол поворота коленчатого вала 120° и, таким образом, сбалансированы по вращению; однако, поскольку три цилиндра смещены друг относительно друга, срабатывание концевых цилиндров вызывает качательное движение из конца в конец, поскольку нет противоположного цилиндра, движущегося в противоположном направлении, как в сбалансированном по вращению рядном шестицилиндровом двигателе. Использование уравновешивающего вала в противофазе этой вибрации обеспечивает плавную работу двигателя. [1]
Исключением является положение коленчатого вала 120° в некоторых рядных трехцилиндровых двигателях производства мотоциклов Laverda. В этих двигателях (иногда называемых тройками на 180 °) внешние поршни поднимаются и опускаются вместе, как в рядном двухцилиндровом двигателе с углом поворота 360 °. Внутренний цилиндр смещен на 180° относительно внешних цилиндров. В этих двигателях срабатывает цилиндр № 1, затем на 180 ° позже срабатывает цилиндр № 2, а затем на 180 ° позже срабатывает цилиндр № 3. На последних 180° поворота рабочего хода нет.
Содержание
1 Использование в автомобиле
2 Использование мотоцикла
2.1 Четырехтактный
2.2 Двухтактный
3 Неавтомобильное использование
3.1 Использование в сельском хозяйстве
3.2 Использование в авиации
4 См. также
5 Каталожные номера
6 Внешние ссылки
Использование в автомобилях
Модифицированная версия рядного трехцилиндрового двухтактного двигателя Saab
Suzuki K10B
Самым маленьким рядным трехтактным автомобильным двигателем был Suzuki F5A объемом 543 кубических сантиметра (33,1 кубических дюйма), который впервые был использован в Suzuki Alto/Fronte 1979 года. В настоящее время Smart производит миниатюрный трехрядный дизельный двигатель объемом 799 кубических сантиметров (48,8 куб. Дюйма), самый маленький автомобильный дизельный двигатель. [ цитирование требуется ] Большинство рядных трехцилиндровых двигателей имеют объем менее 1,2 литра, при этом блок Volkswagen Group объемом 1198 кубических сантиметров (73,1 куб. Дюйма) считается самым большим бензиновым двигателем. 1779кубических сантиметров (108,6 кубических дюймов) дизельный двигатель был произведен VM Motori для Alfa Romeo 33 1,8 TD 1984 года выпуска, самого большого рядного трехцилиндрового двигателя, произведенного для использования в автомобилях.
В базовых версиях Suzuki Swift/Forsa и связанных с ними Geo/Chevy Metro использовался рядный трехцилиндровый двигатель.
В некоторых автомобилях Daihatsu используются рядные трехцилиндровые двигатели. Charade и Mira/Cuore использовали (или до сих пор оснащают) этот тип двигателя. Трехцилиндровые 1,0-литровые дизельные и турбодизельные двигатели также предлагались для Daihatsu Charades. Корейские автомобили Daewoo Tico, на базе 1988 Suzuki Alto и более поздние базовые версии Daewoo Matiz также использовали рядный трехцилиндровый бензиновый двигатель S-TEC объемом 796 кубических сантиметров (48,6 кубических дюймов) мощностью 41 л.с. (31 кВт / 42 л.с.).
Группа Volkswagen известна тем, что использует трехцилиндровые бензиновые и дизельные двигатели; в Audi A2, Volkswagen Polo, Volkswagen Fox, SEAT Ibiza и Škoda Fabia. Двигатели в этих автомобилях варьируются от 1,2-литрового бензинового [2] с четырьмя клапанами на цилиндр мощностью от 47 до 65 киловатт (от 64 до 88 л. с., от 63 до 87 л.с.) до дизелей 1,4 TDI = 9.0684 [3] мощностью от 51 до 66 киловатт (от 69 до 90 л.с.; от 68 до 89 л.с.) с турбонаддувом с изменяемой геометрией лопастей и обеспечивающим выдающуюся экономичность. Этот конкретный двигатель используется в небольших автомобилях всех марок Volkswagen Group. Самым инновационным трехцилиндровым двигателем, выпущенным Volkswagen Group, был дизель 1.2 TDI, [4] , это был один из первых полностью алюминиевых дизельных двигателей, и на момент выпуска это был самый легкий и экономичный двигатель в производстве. . Он использовался в версиях «3 л» (из-за его миниатюрного расхода топлива всего 3 литра на 100 км / 94,2 мили на имперский галлон; 78,4 мили на галлон США) Audi A2 и Volkswagen Lupo.
Subaru также использовала рядный трехцилиндровый двигатель в Subaru Justy и экспортной версии Subaru Sambar, названной Subaru Sumo, с двигателем Subaru EF.
Mitsubishi также широко использует трехцилиндровые двигатели.
В 1950-х и 1960-х годах автомобили Saab 93, Saab 95, Saab 96 и некоторые автомобили Dampf-Kraft-Wagen (DKW) оснащались рядными трехцилиндровыми двухтактными двигателями. Кроме того, этот тип двигателя использовался в автомобилях Wartburg, произведенных в Восточной Германии, и FSO Syrena, произведенных в Польше.
Honda Insight первого поколения (2000–2006 гг.) использовала 1,0-литровый рядный трехцилиндровый двигатель в сочетании с электродвигателем в своей гибридной системе.
Toyota, Peugeot и Citroën используют общий рядный трехцилиндровый двигатель в моделях Aygo, 107 и C1 соответственно.
Использование в мотоциклах
Triumph Rocket III с рядным трехцилиндровым двигателем объемом 2,3 л
Четырехтактный двигатель
Четырехтактный рядный трехцилиндровый двигатель используется компаниями Aprilia, Laverda, Triumph, Yamaha, BMW, Benelli, Petronas, MV. Агуста и БСА.
Triumph Rocket III оснащен рядным трехцилиндровым двигателем объемом 2294 куб. см (140,0 куб. дюймов).
Двухтактный двигатель
В период с 1972 по 1977 год Suzuki произвела три рядных трехтактных двигателя: GT750 с водяным охлаждением и GT550 и GT380 с воздушным охлаждением.
В период с 1969 по 1978 год трехместные мотоциклы Kawasaki оснащались рядными трехцилиндровыми двигателями с воздушным охлаждением объемом 250, 350, 400, 500 и 750 куб. см.
Неавтомобильное использование
Рядный трехцилиндровый дизельный двигатель Fairbanks-Morse и насос
Рядные трехцилиндровые двигатели не ограничиваются приводом автомобилей. Их также можно использовать в общепромышленных целях. Примером может служить тихоходный дизельный двигатель Fairbanks-Morse 32E14, который показан соединенным с водяным насосом.
Использование в сельском хозяйстве
Одним из самых популярных 3-цилиндровых двигателей, используемых в сельском хозяйстве, является серия Perkins P3 и ее многочисленные варианты и более поздние модификации. Двигатель использовался в Massey Ferguson 35 и более поздних моделях, а модифицированная версия использовалась в Fordson Dexta. P£ и его производные были построены многими компаниями по всему миру по лицензии Perkins.
Использование в авиации
Hewland AE75 — это легкий двухтактный перевернутый трехцилиндровый авиационный двигатель с жидкостным охлаждением объемом 750 куб.см мощностью 75 л.с. (56 кВт), произведенный в середине 1980-х годов компанией Hewland. [5]
См. также
Список производителей двигателей
Ссылки
↑ «Рядные 3-цилиндровые двигатели». Марк Ван — Техническая школа AutoZine . AutoZine.org. Проверено 3 января 2010 г.
↑ «Новый VW Fox в деталях». Фольксваген АГ . WorldCarFans.com (4 апреля 2005 г.). Проверено 18 августа 2009 г.
↑ «Новый Audi A2 1.4 TDI с двигателем мощностью 90 л.с.» АУДИ АГ . WorldCarFans.com (10 ноября 2003 г.). Проверено 22 августа 2009 г.
↑ «Audi A2 1.2 TDI: трехлитровый автомобиль от Audi». AUDI AG — пресс-релиз . AudiWorld.com (28 ноября 1999 г.). Проверено 22 августа 2009 г.
↑ Журнал «Пилот», февраль 1986 г. , стр. 32.
Внешние ссылки
На этой странице используется некоторый контент из Википедии . Оригинальная статья была на Straight-three engine. Список авторов можно увидеть на странице истории . Как и в случае с Tractor & Construction Plant Wiki, текст Википедии доступен по лицензии Creative Commons по лицензии Attribution и/или GNU Free Documentation License. Пожалуйста, проверьте историю страниц, чтобы узнать, когда исходная статья была скопирована в Wikia.
Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.
Артикул № L3E, модель «L» серии мощностью от 9,4 до 23,7 л.с. Рядный 3-цилиндровый дизельный двигатель Mitsubishi On Central Diesel, Inc.
Характеристики | Блок питания | Генератор | Смазка | Топливные системы и системы сгорания | Монтаж | Охлаждение | Электрическая система | управляющий | Диски
Технические характеристики
org/PropertyValue»>
Марка
Н/Д Мицубиси
org/PropertyValue»>
Цикл двигателя
Н/Д 4-тактный
org/PropertyValue»>
Система охлаждения
Н/Д С водяным охлаждением
org/PropertyValue»>
Тип двигателя
Н/Д Дизель без наддува
org/PropertyValue»>
Отверстие
Н/Д 76 мм
org/PropertyValue»>
Ход
Н/Д 70 мм
org/PropertyValue»>
Цилиндры
Н/Д 3
org/PropertyValue»>
Расположение цилиндров
Н/Д В соответствии
org/PropertyValue»>
Полный рабочий объем
Н/Д 0,952 л
org/PropertyValue»>
Система сгорания
Н/Д Вихревая камера — непрямой впрыск (IDI)
org/PropertyValue»>
Сухой вес
Н/Д 75 кг165,3 фунта
org/PropertyValue»>
Напряжение электрической системы запуска
Н/Д 12 В
org/PropertyValue»>
Мазут
Н/Д Дизельное топливо (ASTM № 2-D)
org/PropertyValue»>
Стандарты выбросов
Н/Д Уровень 4Fi
org/PropertyValue»>
Емкость для масла
Н/Д 0,95 галлона3,6 л
Блок питания
org/PropertyValue»>
Номинальная выходная мощность при 1500 об/мин
Н/Д 9,4 л.с.7,0 кВт
org/PropertyValue»>
Номинальная выходная мощность при 1800 об/мин
Н/Д 12,2 л.с.9,1 кВт
org/PropertyValue»>
Номинальная выходная мощность при 2000 об/мин
Н/Д 13,7 л.с.10,2 кВт
org/PropertyValue»>
Номинальная выходная мощность при 2200 об/мин
Н/Д 15,0 л.с.11,2 кВт
org/PropertyValue»>
Номинальная выходная мощность при 2500 об/мин
Н/Д 17,0 л.с.12,7 кВт
org/PropertyValue»>
Номинальная выходная мощность при 3000 об/мин
Н/Д 20,4 л.с.15,2 кВт
org/PropertyValue»>
Номинальная выходная мощность при 3600 об/мин
Н/Д 23,7 л.с.17,7 кВт
Генератор
org/PropertyValue»>
Основная номинальная мощность Выходная мощность при 60 Гц и 1800 об/мин
Н/Д 10,9 л.с. 8,0 кВт
org/PropertyValue»>
Мощность в режиме ожидания при 60 Гц и 1800 об/мин
Н/Д 12,5 л.с.9,2 кВт
Смазка
org/PropertyValue»>
Смазка
Н/Д
Предназначен для работы под углом 30 градусов и включает в себя полнопоточный навинчиваемый картриджный фильтр
Принудительная циркуляция с помощью шестеренчатого насоса
Топливо и системы сгорания
org/PropertyValue»>
Топливо и системы сгорания
Н/Д
ТНВД типа Bosch
Система сгорания с непрямым впрыском для снижения уровня шума и выбросов
Головка блока цилиндров имеет форкамерную конструкцию для повышения эффективности сгорания
Крепление
org/PropertyValue»>
Крепление
Н/Д
Стандартные боковые монтажные прокладки картера для гибкого монтажа
Задняя опора двигателя доступна с боковых монтажных прокладок на корпусе SAE 5
Охлаждение
org/PropertyValue»>
Охлаждение
Н/Д
Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости с помощью центробежного насоса
Доступны комплекты охлаждения для температуры окружающей среды до 108 ºF (42 ºC)
Вентилятор охлаждения (стандартное оборудование): регулируемая скорость (VS) — всасывание
Мы осуществляем международные поставки Двигатели Kohler Трехцилиндровый . Если вы не нашли нужный продукт на нашей онлайн-платформе, не стесняйтесь обращаться к нам, чтобы получить то, что вам нужно. Купить Kohler Трехцилиндровый двигатель .
Показаны 1 — 8 из 8 позиций
Сортировать поЦена: Сначала самая низкаяЦена: Сначала самая высокаяНазвание товара: от А до ЯНазвание товара: от Я до АВ наличии
Показать: 12
Доступный
Длинный блок Kohler KDW 1003
фунт KDW1003
Дизельный двигатель Kohler KDW1003 Longblock Двигатель KDW1003 Longblock Вода охлаждает 3 цилиндра 25,4 л.с. Нет бака нет выхлопа нет маховика без соединительного звонка нет генератора нет стартера Этап V
€5.553,90
Добавить в корзину
Доступный
KDW1603 Kohler Engine для генераторных установок
КДВ 1603
Двигатель Kohler KDW1603 для генераторов обладает мощным диапазоном и функциями. 18,8 (25,2) — кВт (л.с.) 3-цилиндровый двигатель Дизельное топливо Жидкостное охлаждение ЭТАП V (соответствует нормам ЕС по загрязняющим веществам) Совместим с запасными частями KDW1603 3 года гарантии производителя *Проконсультируйтесь о наличии: [email protected]
€5.590,00
Добавить в корзину
Продукт доступен с различными вариантами
Дизельный двигатель Kohler KDW 1003
ЭД638003СВ00000-01
Двигатель Kohler KDW1003 имеет следующие общие черты: л.с. (кВт) 23,7(17,7) Двигатель с водяным охлаждением Четырехтактный 4 цилиндра в ряд Этап V (соответствует нормам ЕС по загрязняющим веществам) Совместим с запасными частями KDW1003. 3 года гарантии производителя Уточняйте информацию и наличие на [email protected]
€5.193,67
€6.492,09
-20%
Спроси об этом
Доступный
Дизельный двигатель Kohler KDW 2204
7А12С0
Двигатель Kohler KDW 2204 представляет собой рядный четырехцилиндровый дизельный двигатель с жидкостным охлаждением. Он доступен со следующими функциями. л.с. (кВт) 46,9(33.4) Четырехтактный 4-цилиндровый рядный двигатель с охлаждением двигателя Stage V (соответствует нормам ЕС по загрязняющим веществам) Совместим с запасными частями KDW2204 3-летняя гарантия производителя ПРОВЕРИТЬ НАЛИЧИЕ
€6.500,00
Добавить в корзину
Продукт доступен с различными вариантами
Дизельный двигатель Kohler KDW 1404
ED3E33C3
Двигатель Kohler KDW1404 оснащен лучшими технологиями марки, чтобы справляться с различными функциями и условиями использования. Доступен в нескольких версиях. кВт (л.с.) 24,5 (33,3) при 3600 Двигатель с водяным охлаждением Четырехтактный 4 цилиндра в ряд Этап V (соответствует нормам ЕС по загрязняющим веществам) Совместим с запасными частями KDW1404. 3 года гарантии производителя
7 893,44 €
Спроси об этом
Дизельный двигатель Kohler KDI 1903 TCR
К-3Н46Д4
Двигатель KDI 1903 TCR Дизельный 3-цилиндровый двигатель Kohler с водяным охлаждением в стандартной версии. Посмотреть сельскохозяйственные, промышленные, генераторные установки и производителей л.с. (кВт) — 56(42) Четыре раза Онлайн баллоны Турбокомпрессор с клапаном сброса избыточного газа. Этап V Совместимость с деталями KDI Kohler 3 года гарантии производителя Посмотреть цену и наличие: [email protected]
Спроси об этом
Гибридный двигатель Kohler K-HEM 1003
Версия двигателя Kohler K-HEM 1003 этого гибридного силового модуля представляет собой комбинированное решение для выработки электрической и механической энергии. Двигатель Kohler KDW1003 с 48-вольтовым электрическим модулем 3-цилиндровый рядный Система рекуперации энергии Максимальная мощность — кВт (л.с.): 23,6 (20) Этап V (соответствует нормам ЕС по загрязняющим веществам) Проверить на неблагонадёжность по адресу:…
Спроси об этом
Гибридный двигатель Kohler K-HEM 2504
Версия двигателя Kohler K-HEM 2504 этого гибридного силового модуля представляет собой комбинированное решение для выработки электрической и механической энергии. Двигатель Kohler KDW2504 TCR с 48-вольтовым электрическим модулем 4-цилиндровый рядный Система рекуперации энергии Максимальная мощность — кВт (л.с.): 23,6 (20) Этап V (соответствует нормам ЕС по загрязняющим веществам) Проверить на неблагонадёжность по адресу:…
Спроси об этом
Преимущества и недостатки 3-цилиндрового двигателя по сравнению с 4-цилиндровым двигателем
Дом
•
Новости
•
3-цилиндровый двигатель против 4-цилиндрового двигателя: плюсы и минусы 3-цилиндровый двигатель против 4-цилиндрового…
В наши дни все больше бензиновых автомобилей используют трехцилиндровые двигатели. Однако бытует мнение, что трехцилиндровые двигатели уступают четырехцилиндровым. CarToq развенчивает этот распространенный миф.
На индийском рынке представлен ряд автомобилей с трехцилиндровыми бензиновыми двигателями. Maruti Alto K10, Maruti Wagon-R, A-Star и Estilo оснащены трехцилиндровыми 1-литровыми двигателями. Maruti Alto и Hyundai Eon оснащены трехцилиндровыми двигателями объемом 800 куб. Бензиновый и дизельный Volkswagen Polo и бензиновый и дизельный Skoda Fabia оснащены трехцилиндровыми двигателями объемом 1,2 л, а Polo GT TSI оснащен четырехцилиндровым бензиновым двигателем с турбонаддувом объемом 1,2 л.
Дизельный двигатель Chevrolet Beat оснащен трехцилиндровым двигателем с высокой топливной экономичностью! Старый Hyundai Accent Viva CRDi имел трехцилиндровый дизельный двигатель объемом 1,5 л. Бензиновый внедорожник Ford EcoSport EcoBoost также имеет трехцилиндровый бензиновый двигатель с турбонаддувом, но с выходной мощностью 123 л.с., что соответствует мощности 1,6-литрового бензинового двигателя!
Так почему трехцилиндровые двигатели становятся популярными?
Преимущества
Топливная эффективность
Основное преимущество трехцилиндрового двигателя по сравнению с четырехцилиндровым заключается в том, что он по своей природе более экономичен (поскольку объем топлива, который необходимо сжечь, меньше на один цилиндр). Чем меньше объем двигателя, тем меньше топлива он будет сжигать и, следовательно, он будет более экономичным. Конечно, если четырехцилиндровый и трехцилиндровый двигатель имеют одинаковую мощность (например, 1000 куб. см), то теоретически они должны потреблять одинаковое количество топлива. Но все же трехцилиндровый двигатель будет более экономичным. Вот почему.
Меньшие потери на трение
Поскольку в трехцилиндровом двигателе на один цилиндр меньше, чем в четырехцилиндровом двигателе, площадь контакта металл-металл (поршни движутся внутри цилиндра) меньше, чем в четырехцилиндровом двигателе. -цилиндровый двигатель и меньше соединений (поршень к коленвалу). Это обеспечивает лучшее механическое преимущество, поскольку меньше топлива тратится впустую на преодоление трения.
Меньший вес
Очевидным преимуществом меньшего количества цилиндров является значительное снижение веса двигателя. Это дает автопроизводителям более легкий двигатель, что означает меньшую снаряженную массу автомобиля и, следовательно, немного лучшую топливную экономичность.
Компактный размер
Еще одним преимуществом меньшего количества цилиндров является то, что это позволяет автопроизводителям учитывать более плотную упаковку автомобиля. Двигатель не будет занимать слишком много места в моторном отсеке, что позволит автопроизводителям проектировать автомобили с максимальным пространством в салоне и минимальным пространством для двигателя.
Экономия средств
С ростом стоимости сырья (сталь и алюминий) автопроизводителю дешевле построить трехцилиндровый двигатель, чем четырехцилиндровый. Это также приведет к некоторой экономии средств для вас, как покупателя, если автопроизводитель решит воспользоваться преимуществом.
Однако у трехцилиндрового двигателя есть некоторые неотъемлемые недостатки по сравнению с четырехцилиндровым.
Недостатки
Не усовершенствовано
Четырехцилиндровый двигатель будет звучать намного мягче, чем трехцилиндровый двигатель. Это потому, что нормальный двигатель внутреннего сгорания представляет собой четырехтактный цикл: впуск, сжатие, сгорание и выпуск (всасывание, сжатие, удар, удар). Таким образом, в любой момент времени в четырехцилиндровом двигателе есть один цилиндр, который всегда находится в рабочем такте (сгорание) в цикле. В трехцилиндровом двигателе разница в расположении поршней на коленчатом валу приводит к задержке между рабочими тактами в полпериода. В трехцилиндровом двигателе рабочий такт происходит после каждого поворота коленчатого вала на 120 градусов, в то время как в четырехцилиндровом двигателе это происходит через каждые 90 градусов вращения коленчатого вала (за один полный оборот маховика на 360 градусов). Это проявляется как небольшой разрыв во времени зажигания и, следовательно, более грубая нота двигателя.
Требуется больше оборотов
В то время, когда в двигателе не происходит рабочего такта или зажигания, двигатель движется только за счет импульса, создаваемого маховиком, соединенным с коленчатым валом. На низких скоростях это может привести к усилению вибраций, а при недостаточном усилии дроссельной заслонки он также может заглохнуть.
Лень — Вознесенский. Полный текст стихотворения — Лень
Литература
Каталог стихотворений
Андрей Вознесенский — стихи
Андрей Вознесенский
Лень
Благословенна лень, томительнейший плен, когда проснуться лень и сну отдаться лень.
Лень к телефону встать, и ты через меня дотянешься к нему, переутомлена.
Рождающийся звук в тебе, как колокольчик, и диафрагмою мое плечо щекочет.
«Билеты? — скажешь ты. — Пусть пропадают. Лень». Медлительнейший день в нас переходит в тень.
Лень — двигатель прогресса. Ключ к Диогену — лень. Я знаю: ты прелестна, все остальное — тлен.
Вселенная дурит? До завтрего потерпит. Лень телеграмму взять — заткните под портьеру.
Лень ужинать идти, лень выключить «трень-брень». И лень окончить мысль: сегодня воскресень…
Июнь среди дороги Разлегся подшофе Сатиром козлоногим Босой и в галифе.
1964 г.
О жизни
Советские
Стихи Андрея Вознесенского – О жизни
Стихи Андрея Вознесенского – Советские
Другие стихи этого автора
Одной
Бежишь не от меня —
от себя ты бежишь.
Советские
Не забудь
Человек надел трусы,
майку синей полосы,
Советские
В человеческом организме
В человеческом организме
девяносто процентов воды,
Советские
Ностальгия по настоящему
Я не знаю, как остальные,
но я чувствую жесточайшую
Советские
Сага (Я тебя никогда не забуду)
Ты меня на рассвете разбудишь,
проводить необутая выйдешь.
Советские
Стихи не пишутся, случаются
Стихи не пишутся — случаются,
как чувства или же закат.
Советские
Как читать
Публикация
Как читать «Преступление и наказание» Достоевского
Рассказываем о масштабном психологическом исследовании русского классика
Публикация
Как читать «Белую гвардию» Булгакова
Литературная традиция, христианские образы и размышления о конце света
Публикация
Как читать «Очарованного странника» Лескова
Почему Иван Флягин оказывается праведником, несмотря на далеко не безгрешную жизнь
Публикация
Как читать поэзию: основы стихосложения для начинающих
Что такое ритм, как отличить ямб от хорея и могут ли стихи быть без рифмы
Публикация
Как читать «Лето Господне» Шмелева
Почему в произведении о детстве важную роль играют религиозные образы
Публикация
Как читать «Двенадцать» Блока
На какие детали нужно обратить внимание, чтобы не упустить скрытые смыслы в поэме
Публикация
Как читать «Темные аллеи» Бунина
На что обратить внимание, чтобы понять знаменитый рассказ Ивана Бунина
Публикация
Как читать «Гранатовый браслет» Куприна
Что должен знать современный читатель, чтобы по-настоящему понять трагедию влюбленного чиновника
Публикация
Как читать «Доктора Живаго» Пастернака
Рассказываем о ключевых темах, образах и конфликтах романа Пастернака
Публикация
Как читать Набокова
Родина, шахматы, бабочки и цвет в его романах
«Культура. РФ» — гуманитарный просветительский проект, посвященный культуре России. Мы рассказываем об интересных и значимых событиях и людях в истории литературы, архитектуры, музыки, кино, театра, а также о народных традициях и памятниках нашей природы в формате просветительских статей, заметок, интервью, тестов, новостей и в любых современных интернет-форматах.
При цитировании и копировании материалов с портала активная гиперссылка обязательна
Двигатель прогресса: положительная сторона лени
Лень чем полезна. Положительная сторона лени — чем хороша лень и как маме сделать лень двигателем прогресса в семейной жизни, подробно описано в нашей статье.
Казалось бы, что хорошего в лени? Ведь в общем понимании это деструктивное состояние психики, имеющее далеко идущие последствия. Тогда в чем же суть известного высказывания, что лень – это двигатель прогресса?
А дело в том, что у лени есть и положительная сторона. Все технологии изобретены для того, чтобы освободить человека от лишних телодвижений. Во избежание ручной стирки придумали стиральную машину, а посудомоечную, чтобы не мыть самим посуду. Микроволновка заменяет плиту, а пылесос – веник. Посудомоечная машина: главная помощница на вашей кухне
А сколько безумных изобретений было в 19 веке: паровой человек, устройство для приветствия, салфетка-автомат, выдавливатель зубной пасты и машина для чистки яиц. Очевидно, что человечество издавна прилагает все усилия, чтобы лениться с комфортом. И если лень стала причиной развития мировых технологий, то почему бы не обратить ее в свою пользу и сделать двигателем прогресса в семейной жизни?
Почему лень нужна маме?
Представим жизнь ленивой мамы. Совсем ленивой, поэтому будем немного утрировать. Ленивая мама выкраивает любую минуту, чтобы отдохнуть и поваляться на диване. Дети встают, когда мама еще спит, и сами готовят себе завтрак. Она не укладывает ребенка – сам заснет. Не кормит с ложки. Голодный и сам поест. Сам себя займет. Сам оденется. Сам завяжет шнурки. Все сам. А мама тем временем полежит, поленится.
В чем же здесь прогресс? Нужна ли маме лень и почему? Нужна, если не впадать в крайности и лениться с умом. Главное, понять, какого плана лень вас одолевает, и в каких случаях это состояние принесет пользу.
Лень полезна, когда сигнализирует о том, что вы устали. Значит, пора выделить время на отдых.
Состояние лени помогает маме изобретать новые способы оперативного выполнения дел.
Лень – универсальная «прививка» от стремления взять всю работу на себя и сделать ее идеально. Никому не будет пользы, если мама полностью взвалит на себя ответственность, превратившись в «мужика в юбке». Ей необходимо быть не только мамой, но и женщиной, окруженной заботой и вниманием. Так что пусть лучше мужья останавливают скачущих коней. А жены немножко поленятся.
Своевременный отдых, дела без грандиозных трудозатрат, забота и внимание со стороны семьи – условия хорошего настроения. А если мама спокойна и довольна, то спокоен и ребенок. Почему важно маме быть счастливой или позитивный настрой на каждый день
Чем хороша ленивая мама?
Как ни парадоксально, при разумном подходе ленивая мама продуктивна и больше успевает. Почему?
1. Мама-лентяйка не загнана стрессом и чрезмерной ответственностью, и это положительно сказывается на ее душевном равновесии.
2. Она всегда находит время для отдыха, а когда появляются силы, перестает лениться.
3. Ленивая мама не страдает перфекционизмом.
4. Она не переживает, если не все идет по плану, и не портит настроение другим.
5. И, наконец, лентяйка не так требовательна к детям. И они более развитые и самостоятельные, опять же, при правильном использовании такого состояния, как лень.
Когда мы разобрались, чем хороша ленивая мама, важно понять: использовать время для лени нужно правильно! Просто упасть на диван и начать активно лениться не получится. Результатом бесконтрольной лени станет лишь запущенное домашнее хозяйство и лишенные внимания дети. Как же действовать, чтобы лень не вредила, а приносила пользу? Дзен-мама: практика осознанности
Заслуженная лень
Считается, что у лентяек растут самостоятельные дети. Так ли это? Посмотрим на примеры ленивых мам.
Психолог и педагог Анна Быкова – ленивая мама со стажем, известная статьями о лени. Она придумала способы научить детей самостоятельности, чтобы иметь возможность отдыхать и заниматься важными делами. И это сработало: самостоятельность ее сыновей говорит сама за себя. Но так ли ленива Анна Быкова? Ведь она написала несколько книг, ведет свой блог и не поленилась развить детей и научить их быть ответственными.
Еще одна ленивая мама – Фредерик Корр-Монтагю. Переводчица, раскрывшая занятым мамам секреты французских лентяек, воспитывает двоих малышей и пишет юмористические книги по воспитанию. Такое впечатление, что сама она, как и Анна Быкова, вовсе не лентяйка, раз успевает и работать, и книги писать, и детей растить.
А Памела Друкерман, мама одной дочки и мальчиков-близнецов? Следуя примеру других мам, она научила детей засыпать самостоятельно и привила им вкус к здоровому питанию. И, да, тоже написала несколько успешных книг.
Как же так? А дело в том, что если эти мамы и ленятся, то заслуженно. Вот чем по-настоящему хороши ленивые мамы! Ведь они приложили усилия для воспитания самостоятельности в своих детях, чтобы освободить время для работы, саморазвития и отдыха. Это своего рода фундамент для полезной лени, которой всегда предшествует труд. Практика минимализма с детьми: упрощаем жизнь
Знайте меру
Важно понять, что мамина лень не равняется беспечности. Между ленью и беспечностью очень тонкая грань. Дети не должны становиться самостоятельными просто потому, что у них нет выбора, и мама не уделяет им внимания из-за собственной лени.
Не стоит слепо брать пример с ленивых мам. Совсем не значит, что все мамы-трудоголики чрезмерно опекают малышей, а у всех мам-лентяек дети – образцы самостоятельности.
Лучше найти золотую середину. Каждый ребенок индивидуален. К каждому нужен свой подход. Ищите пути полениться с пользой, которые годятся именно вам, и ни в коем случае не в ущерб общению с малышом. Есть возможность позволить ребенку справиться с чем-то самостоятельно? Используйте ее. Как успевать с 2 детьми: три совета для мам
Не бойтесь изобретать собственные способы, как освободить время для отдыха и приятных дел. И тогда лень действительно станет двигателем прогресса в вашей жизни, а не вредной привычкой.
Дорогие мамы! Поделитесь с нами, часто ли на вас нападает лень? Согласны ли вы, что в лени есть не только плохое, но и хорошее? Если иногда ленитесь, почему вам нужна лень? И есть ли у вас собственные способы лениться с пользой?
Улучшение обнаружения дополнений вокруг ленивых движков In-Repo
Спасибо всем, кто внес свой вклад в код, документацию, планирование и обсуждение ленивых движков! С ними намного проще надежно работать (даже в сочетании с fastboot, typescript и т. д.) для невероятно современного опыта разработки.
Немного поэкспериментировав, становится ясно, что с помощью небольших изменений в ember-cli мы можем получить значительный выигрыш в производительности и эффективности за счет отложенной загрузки и модульных приложений.
Два приведенных ниже сценария иллюстрируют два результата, которые мы могли бы получить, внеся одно улучшение: позволяя надстройкам ember пропускать хост-приложение и применять только к надстройкам в репозитории, которые перечисляют их как зависимость .
1. Тяжелый комплект пользовательского интерфейса
У меня есть тяжелый аддон ember, такой как ember-cli-highcharts, который я использую только для компонентов в конкретном /dashboard ленивом движке. Я хочу убедиться, что только когда пользователи переступают порог просмотра панели инструментов, они загружают все необходимые механизмы
На данный момент сборка выглядит так
📦 app.js [EAGER]
компоненты для хост-приложения
📦 vendor. js [НЕПРЕРЫВНО]
тлеющий уголь
ember-cli-highcharts
высокие чарты
💤📦 engine.js [ЛЕНИВЫЙ]
мои компоненты, использующие highcharts
💤📦 engine-vendor.js [ЛЕНИВЫЙ]
обычно пустой
В этом сценарии представьте, что мои компоненты представляют собой сверхтонкие оболочки вокруг существующей функциональности ember-cli-highcharts. По сути, я почти не откладываю загрузку/оценку javascript.
В этом сценарии представьте, что в моем хост-приложении нет машинописного текста, за исключением одной надстройки в репозитории, где информация о типе дает мне большую ценность. Компилятор TypeScript настроен на проверку типов и компиляцию как . js и .ts файлы.
В настоящее время наличие ember-cli-typescript в основном package.json моего приложения приведет к тому, что компилятор TypeScript будет работать во всем приложении, включая любые надстройки/движки в репозитории. Для этого варианта использования это излишество. Я точно знаю, что мне это нужно только для ./lib/dashboard , и мне не нужно платить цену (⬆ инкрементное время сборки) за то, чтобы tsc работал больше, чем необходимо
Проблема
В настоящее время надстройки ember обнаруживаются по их наличию в файле package.json приложения https://github.com/ember-cli/ember-cli/blob/2e0cade64c4698cc48b1fdc20fda2219e63cc973/lib/models/package-info-cache/package-info.js#L229-L237
и они попадают в хост-приложение нет независимо от того, что (даже если они только ) используются надстройкой/движком в репо. Это означает, что
Зависимости никогда не будут частью вашего лениво загружаемого кода (если только вы не сделаете несколько разовых сальто Брокколи)
Надстройки, ориентированные на сборку (sass, typescript и т. д.), работают с хост-приложением, нравится вам это или нет.
Решение
В беседе с @stefanpenner мы думаем, что одним из подходов будет определение списка пакетов, которые следует исключить из хост-приложения, в вашем корневом каталоге package.json . Эти пакеты «только для надстроек» по-прежнему будут установлены (поскольку они будут присутствовать и в (dev)зависимостях ), они все равно окажутся в node_modules.
[PDF] Полный шахматный движок, распараллеленный с помощью отложенного SMP
ID корпуса: 67233843
title={Полный шахматный движок, распараллеленный с помощью отложенного SMP},
автор={Эмиль Фредрик {\O}стенсен},
год = {2016}
}
Эмиль Фредрик Остенсен
Опубликовано в 2016 г.
Информатика
Целью диссертации было создание полноценного шахматного движка и его распараллеливание с использованием ленивого алгоритма SMP. Шахматный движок, реализованный в диссертации, получил расчетный рейтинг ELO 2238. Был успешно реализован ленивый алгоритм SMP, удвоивший скорость поиска движков с использованием 4 потоков на многоядерном процессоре. Еще одна цель этой диссертации состояла в том, чтобы стать начальным сборником для начинающих шахматных программистов. В главе 2 Компоненты шахматного движка многие приемы и…
duo.uio.no
Алгоритм ветвей и границ для параллельной многоядерной архитектуры
В этой статье предлагается новый алгоритм для задачи комбинаторной оптимизации с использованием метода параллельного поиска под названием LazySMP для эффективного использования многоядерных процессоров и проведения компьютерных экспериментов. с задачей коммивояжера в качестве эталона.
ПОКАЗЫВАЕТ 1-10 ИЗ 29 ССЫЛОК
СОРТИРОВАТЬ ПО Релевантности Наиболее влиятельные статьи Недавность
Полностью распределенная программа Chess
Райнер Фельдманн, Петер Мысливиц, Б. Моньен
Информатика
1991
Мы покажем, как реализовать такие усовершенствования, как итеративное углубление, таблицы перестановок, таблицы истории и т. д., используемые в последовательных шахматах. распределенная система, такая, что распределенная…
Computer Chess Compendium
D. Levy
Компьютерные науки, искусство
Springer New York
1988
Эта книга предназначена для шахматистов и компьютерных энтузиастов, особенно тех, кто интересуется искусственным интеллектом, а также лучшими партиями шахматных компьютеров, включая первые пять чемпионатов мира по микрокомпьютерам.
Некоторые методы управления поиском по дереву в шахматных программах
Адельсон-Вельский Г.М., Арлазаров В., Донской М.
Информатика
Артиф. Интел.
1975
Шахматные программы и проблема сложности
А. Ньюэлл, Дж. Шоу, Х. Саймон
Информатика
IBM J. Res. Дев.
1958
Лос-Аламосская программа является практически идеальным примером системы, описанной Шенноном, и функция статической оценки состояла из суммы показателей материала и мобильности.
Распределенный поиск по дереву игр
Все о шахматах и компьютерах
Д. Леви, М. Ньюборн
Информатика, искусство
Springer Berlin Heidelberg
1982
Ставка Леви: конец эпохи, современное состояние дел, блиц-игра и многое другое.
Бесплатный обед закончился Фундаментальный поворот к параллелизму в программном обеспечении
Х. Саттер
Информатика
2013
многие компании показали новые или обновленные многоядерные процессоры.
Параллельный поиск строго упорядоченных игровых деревьев
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Петрозаводского городского округа «Лицей № 40» дата основания: 1 сентября 1935 года язык обучения: русский 185001, г. Петрозаводск, ул. Белорусская, д. 1
«Учитель – больше, чем профессия!»
«Говорите учителям «Спасибо»
«Учителя – гордость России»
Полезные ссылки
404 Not Found
Главная
Сведения об образовательной организации
Основные сведения
Документы
Копии документов
Локальные акты
Отчет о результатах самообследования
Платные образовательные услуги
Структура и органы управления
Образование
Атрибутика Лицея
Образовательные стандарты
Руководство. Педагогический состав
Обеспечение образовательного процесса
Финансово-хозяйственная деятельность
Защита персональных данных
Платные услуги
Доступная среда
Меры социальной поддержки, стипендии
Предписание контролирующих органов — отчет
Контакты
История
Выпускники
Вакантные места для поступления
Международное сотрудничество
Антикоррупционная деятельность
Школьное питание
Школьная жизнь
Новости
Актив Лицея
Дистанционное обучение
Вопрос-ответ по обучению
Школьное телевидение
«Малышкина школа»
Школьная газета
Проекты
Конкурсы
Фотогалерея
Фотоальбом
Видео
Мероприятия
Исследовательская работа
Лицей — стратегический партнер ПетрГУ
100-летие Карелии
Школьный спортивный клуб
Аттестация
Общая информация
ОГЭ
ЕГЭ
Промежуточная аттестация
Ученикам и Родителям
Cоциально-психологическая служба
Меню и питание
Cоциально-психологическое тестирование
Телефон доверия
Безопасность, антитеррор
Безопасность в летний период
Твой образовательный маршрут
Информационная безопасность
Всероссийская олимпиада школьников
Поступающим
Прием в 1 класс
Прием в 5 класс
Прием в 10 класс
Блог, страница 20
Главная
/
Блог
Огромная база знаний по питбайкам, советы и консультации по ремонту и обслуживанию питбайков и кроссовых мотоциклов в Москве, от интернет-магазина — PitBike Club.
Выбор колес для питбайков. Допустимая резина к ним
Начнем сразу с главного: резина, что на ваших ТТР со стандартными колесами, что на топовых колесах CNC имеет одинаковые размерности.
А теперь о каждом типе колес и резине по отдельности.
09.12.2015
Типы рулей питбайков
Итак, дошло дело и до рулей: стандартный – ужасного качества, и если в связи с покупкой целикового питбайка с формой руля можно смириться (он фактически стандартен для всех моделей и производителей), то вот при покупке нового следует уже подбирать под ваши цели, тип питбайка и ваши физические данные.
Естественно речь пойдет не о рулях- жестянках, а о рулях из алюминиевых сплавов.
28.12.2015
Прогрессивная подвеска
Вам, наверное, приходилось слышать термин «прогрессивная подвеска».
Что это?
В чем же заключается ее прогресс?
Рассмотреть это можно и, как оказалось, не так сложно.
Для начала возвратимся почти на 100 лет назад. В те годы мотоциклистам приходилось мириться со многими недостатками их мотоциклов (а что делать — таков был этап развития техники…) в том числе и с отсутствием задней подвески…
09.12.2015
Меняем подшипники маятника
Настает такой момент, когда приходит конец подшипникам в маятнике.
Поменять подшипники вроде плевое дело, но для меня это стало так же просто, как собрать реактивный двигатель в домашних условиях.
Начнем с того, что китайцы сначала красят маятник, а потом туда на краску заталкивают подшипник, естественно, он намертво залипает там, и хоть плачь.
09.12.2015
Удлиненная и слегка переделанная подножка
«Счастливые» обладатели Kayo 140 имеют в базовом комплекте подножку, нет -нет, с ней все в порядке и даже очень, что удивительно, она даже не гнется -)
Но если задумаете ставить колеса 17-14, то родная подножка становится огрызком! Как ни странно, но китайцы не поленились сделать подножки аж ДВУХ! видов — под колеса 12-12 (такая же и на 14-12) и под 17-14! ВЫ ПРЕДСТАВЛЯЕТЕ!!! Два вида подножек! Это ж на какие жертвы пошли китайские инженеры!!! И какой подрыв экономики Китая.
09.12.2015
Замена родных колес
После сезонной эксплуатации колес R12 я осознал, какую глупость совершил. На этих мелких бубликах чуть лужа и уже задумываешься, ехать или нет, а ступеньки и бордюры были вообще непреодолимым препятствием. В общем, радость была только от езды по асфальту и динамики разгона. Естественно, колеса требовали замены, терпеть такую мучительную для меня езду больше не было сил.
28.12.2015
Все о замке покрышки или «буксаторе»
В этот раз, рассказ пойдет о такой вещи, как буксатор покрышки.
Честно говоря, пока у меня не появился пит, я знать не знал, что это такое и как работает, и видя вкрученный в диск болт , напротив золотника, лишь терялся в догадках, что это и зачем .
Но после того, как пару раз по непонятным причинам провернуло покрышку и вырвало золотники у камеры, начал искать пути решения данной проблемы.
Как оказалось, внутренняя поверхность обода куда садится покрышка, имеет абсолютно ровную, если не глянцевую поверхность, и нет не единой насечки, как например на тех же стальных колесах, поэтому давление камеры недостаточно, чтобы удержать покрышку на месте.
28.12.2015
Делаем багажные дуги
Всем известно, что в мире питбайков сложилось несколько основных дисциплины: «Кросс, для тренировок или «покатушек» на даче или в деревне»«Мотарды, например переделанные под стант»
09.12.2015
Откидная лапка тормоза
Начнем без предисловий и сразу к делу. Обычная металлическая лапка заднего тормоза в принципе никаких отрицательных эмоций не вызывает, было пару раз правда, гнулась при падении, но это мелочь, а так вполне себе удобная и заменять ее на алюминиевую особо желания не было. Но у меня есть Yamaha эндурик и на ней лапка заднего тормоза откидная, система такая же, как и у лапки кпп питбайка. Тот факт, что это не сложно реализовать и на питбайке, не давал мне покоя всю неделю.
В общем понеслось …..
09.12.2015
Замена ужасного родного руля
Начнем же еще одну душещипательную историю о комплектующих питбайков до 45 тысяч, в частности о руле. С виду родной руль выглядит крепким и надежным, но как оказалось, это только с виду. Когда я ставил защиту рук и увидел толщину стенки руля, сравнимой, наверное, только с консервной банкой, и то банке я доверяю больше, стало ясно, что ездить с таким рулем будет весело.
07.12.2015
Установка защиты рук
Неважно на каком пите вы ездите, буть то супер мото, стант или кросс, рано или поздно происходит падение, в принципе в этом нет ничего страшного. Но у пита есть слабое место — рычаги управления, а именно сцепления и переднего тормоза. Чтобы избежать неприятностей в виде сломанных рычагов, следует как можно раньше поставить защиту рук.
28.12.2015
YX 150 Electro спасет мир
Как сделать из 9-лошадного Sachs MadAss бешеную табуретку с великолепной динамикой разгона и, учитывая суммарный вес, – это просто бомбу: легкую, маневренную и, самое главное, с бодрым надежным мотором.
07. 12.2015
Двигатель YX 170
Как ни странно, но именно кае, которая специализировалась на бюджетных питбайках без каких-либо премудростей и наворотов, впервые стала ставить совершенно новый двигатель YX 170! И это не просто YX 160 с расточенной поршневой, а совершенно новый двигатель, не похожий ни на один предыдущей.
07.12.2015
Преимущество моторов 125 с чугунным цилиндром
Моторы класса 125, как уже неоднократно писалось, очень надежны по меркам питов, но разные производители могут варьировать комплектующие и часто не в лучшую сторону.
Моторы YX 125, которые предлагает Питбайк клуб, как раз из тех, которые представляют лучшую комплектацию и имеет одну важную деталь – чугунную поршневую, а не гильзу, впрессованную в алюминиевые ребра охлаждения, или же никосиловое напыление, что еще реже.
07.12.2015
Правильная установка поршневых колец
Рано или поздно ваш мотор износится и потребует либо смены поршневых колец, либо поршневой в целом.
Вроде поменять поршневые кольца – это рядовая задача, доступная каждому, кто мало-мальски знаком с устройством и принципом работы примитивного четырехтактного мотора. Но, к сожалению, люди страшатся потратить 15 минут своего невероятно драгоценного времени на прочтение литературы и запихивают все в мотор по принципу (а так и стояло… наверное, работать будет). Ну, флаг вам в руки и скорейшего обращения в сервис.
Ну, а для тех, кому не все равно, как их мотор будет работать после переборки, следует прочитать данную статью.
07.12.2015
Двигатель YX140E
Самый долгожданный мотор с хорошими показателями и наличием электростартера.
07.12.2015
Двигатель YX125cc полуавтомат
Простой, мощный удобный — это все о нем — полуавтомат YX125сc.
07.12.2015
Двигатель YX125cc Вторичного типа
Первый представитель мотора 125сс для питбайка вторичного типа.
07.12.2015
Двигатель ZS155/160
Один из самых распространенных двигателей на питбайках свыше 155сс. Мотор марки Zongshen использовал KAYO, Pitsterpro, PITMOTO,MIKILON и др.
07.12.2015
Двигатель Zongshen 125cc
Данный двигатель использовался только на первых питбайках PITMOTO. Сегодня встретить этот мотор можно крайне редко.
07.12.2015
Газовая турбина своими руками | jetpower.co.uk
СМИ Авторы: Barcroft Media
Мой новый турбомотор (VT 50), созданный на базе 16-литрового двигателя грузовика Cummins.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Воздухозаборник / Секция компрессора.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Секция выхлопа/турбины.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Жаровая труба из металлолома GTP30 и старого огнетушителя.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Детали, вырезанные лазером. Фланец крышки камеры сгорания, крышка камеры сгорания, кронштейн крепления двигателя и вход в секцию турбины турбокомпрессора.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Самодельный переходник для соединения фланца камеры сгорания с самой трубой камеры сгорания. Он был профилирован по форме огнетушителя.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
A Форсунка GTP30.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Топливный фильтр Lucas CAV в сборе.
Источник: www.jetpower.co.uk
Высокопроизводительный топливный насос Bosch 044 от автомобиля.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Моя настройка регулятора скорости для топливного насоса. Контроллер скорости, аккумулятор, сервопривод и тестер сервопривода.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Этот масляный насос высокого давления обеспечивает давление масла 40 фунтов на квадратный дюйм, необходимое для поддержания работы турбодвигателя.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Игольчатый клапан для регулирования давления масла в турбокомпрессоре.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Радиатор масляного радиатора.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Вентилятор масляного радиатора.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Реле давления масла, в качестве меры безопасности, оно будет использоваться для включения подачи топлива только при наличии давления масла.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Масляный фильтр в сборе от VW, он предназначен для установки непосредственно на оригинальный двигатель, поэтому необходимо будет изготовить изготовленную заднюю пластину, начало пластины изображено, я есть опасения, будет ли он правильно закрываться, я полагаю, мы скоро увидим.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
3 бар Предохранительный клапан для регулирования подачи масла в турбину, у меня есть небольшие опасения, что резиновый клапан может выйти из строя вместе с потоком масла, но если он выдержит это, то Я думаю, это должно сработать.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Датчики и датчики давления и температуры масла.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Блок воспламенителя и высоковольтный провод.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Запуск камеры сгорания.
Media Credit: www.jetpower.co.uk
Я обнаружил, что самый простой способ снять пластиковое уплотнение внутри трубки — это применить источник тепла снаружи, а затем соскрести пластик плоской отверткой.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Это сформирует транспортную славу DIYGT.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Транспортная рама изготовлена, с установленным на место опорным кронштейном Turbo. Монтажная пластина расположена на 2 мм выше рамы, чтобы уменьшить передачу тепла от турбокомпрессора к раме.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Фланец и горловина камеры сгорания теперь надежно приварены к камере сгорания. Круглый фланец теперь немного обрезан, а концевой фланец приварен на место. Я также отметил, где подача воздуха будет поступать в трубку.
Media Credit: www.jetpower.co.uk
Быстрый тест, чтобы убедиться, что все в порядке, пока все хорошо.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Должен сказать, я был очень доволен допуском и точной кривой, которую мне удалось получить на трубе, которая будет прикреплена к камере сгорания. это 90 градусов от того, что должно было быть. Короткая продолжительность концентрации внимания, вот моя проблема!
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Укороченная труба и прорезанное отверстие в камере сгорания, готовое к сварке.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Изогнутая часть трубы снова присоединена к входной трубе под правильным углом, а затем приварена к камере сгорания.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Опять же, быстрая подгонка, чтобы проверить, все ли слоты на своих местах.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Корпус масляного фильтра теперь прикручен болтами к задней пластине, которая, в свою очередь, имеет резьбу 1/4″ BSP, чтобы можно было надежно прикрепить два 8-мм трубных фитинга. положить.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Теперь масляный фильтр установлен на раме, а необходимые датчики прикручены болтами, быстрое испытание под давлением не выявило утечек из самодельного узла задней пластины, что приятно.
Источник СМИ: www.jetpower. co.uk
В верхней части рисунка видно, что на фланце камеры сгорания установлен сливной патрубок для безопасного слива лишнего топлива. Я также установил клапан NC непосредственно на форсунку, это гарантирует, что двигатель остановится точно в тот момент, когда будет нажата кнопка остановки.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
1/2″ высокотемпературный шланг используется для возврата масла.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Медная труба 3/8 и компрессионные фитинги используются для подачи масла.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Масляный насос установлен и частично подключен.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Воздушный отвод был установлен сбоку от камеры сгорания, так что давление газа в камере сгорания можно было измерить с помощью манометра, который будет установлен на панели управления.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Слева: 3/8 QR впускной топливный патрубок, тройник для подачи топлива в насос, ручной перепускной клапан и, наконец, нормально закрытый топливный запорный клапан.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Термопара удерживается на месте с помощью 3-мм компрессионного фитинга, который, в свою очередь, вставляется в отверстие в турбине.
Media Credit: www.jetpower.co.uk
Текущая схема подключения, я ожидаю, что в какой-то момент она может немного измениться.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Работа продолжается. Перед панелью управления. Ничто не сравнится с использованием поцарапанного алюминия. Слева: дроссельная заслонка, число оборотов в минуту, EGT, P2, давление масла, температура масла, переключатель и индикатор масляного насоса, переключатель и индикатор свечи накаливания и переключатель и индикатор клапана подачи топлива.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Чтобы повысить эффективность, я собираюсь использовать абажур из сельскохозяйственного алюминия, у него все правильные изгибы в нужных местах. Спасибо ПД!
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Присоединение новой воздухозаборной трубы будет довольно грубым делом, но оно сослужит свою службу. В какой-то момент я воспользуюсь отверстиями для болтов, имеющимися в корпусе компрессора.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
К сожалению, корпус загрязняет металлическую раму, поэтому у меня не было другого выбора, кроме как вырезать небольшую прорезь в алюминии.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
Начало основной реактивной трубы, это определенно будет больно, так как нет отверстий для болтов, к которым можно прикрепить какую-либо трубу, возможно, придется немного просверлить фланец турбины. сделать здесь.
Источник СМИ: www.jetpower.co.uk
История продолжается здесь:
Инженерная школа Массачусетского технологического института | » Как начинают вращаться лопасти реактивного двигателя?
Как начинают вращаться лопасти реактивного двигателя?
С небольшим толчком вспомогательной силовой установки…
Автор: Sarah Jensen
Когда пилот подъезжает к воротам аэропорта, он не просто бросает его в парк и оставляет двигатели работать на холостом ходу. На самом деле, как объясняет Макс Бранд, кандидат в мастера, работающий в лаборатории газовых турбин в отделе аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, реактивные двигатели выключаются, когда самолет находится у выхода на посадку. Однако, как знает любой, кто ходил в самолете, он не совсем выключен. Свет горит, и самолет гудит под ногами. Возможно, вы даже заметили выхлопные газы, исходящие из задней части самолета, когда смотрели в окно в районе выхода на посадку.
— Выхлоп идет от вспомогательной силовой установки, — говорит Бранд. «ВСУ похожа на мини-реактивный двигатель, обычно расположенный в задней части самолета, содержащий компрессор, камеру сгорания и турбину, которая обеспечивает самолет электричеством и сжатым воздухом для системы кондиционирования воздуха, пока самолет находится на земле. ” ВСУ также обеспечивает первый шаг в запуске основных двигателей реактивного самолета и заставляет его лопасти вращаться с десятками тысяч оборотов в минуту, необходимых для того, чтобы двигатель стал достаточно самоподдерживающимся и продвигал самолет во время взлета и полета.
Только после того, как пассажиры пристегнуты, а их столики установлены в вертикальное положение и закреплены, ВСУ начинает подавать сжатый воздух к основным газотурбинным двигателям самолета. Сжатый воздух проходит через небольшую турбину снаружи двигателя, заставляя его вращаться. К турбине прикреплен вал, который шестернями соединен с валом основного двигателя, и он тоже начинает вращаться.
«Лопасти, соединенные с валом двигателя, начинают вращаться все быстрее и быстрее, — объясняет Бранд. «Та часть, которую вы видите в передней части двигателя, — это вентилятор, представляющий собой большой компрессор, обеспечивающий большую тягу, которая приводит самолет в движение», — объясняет Бранд. «За вентилятором внутри двигателя находится более мощный компрессор меньшего размера, который повышает давление и температуру воздуха, подготавливая его к сжиганию реактивного топлива». Как только лопасти начинают двигаться достаточно быстро, пилот медленно добавляет топливо в камеру сгорания двигателя. Там электрическая искра воспламеняет воздушно-топливную смесь, и выхлоп проходит из камеры сгорания через турбину, состоящую из еще большего количества лопастей, разгоняя двигатель до тех пор, пока он не достигнет холостого хода, точки, в которой он становится самоподдерживающимся. Тяга создается, когда пилот добавляет больше топлива, что еще больше ускоряет двигатель, увеличивая его выходную мощность.
Такое расположение зацепляющихся шестерен, вращающихся валов и вращающихся лопастей может показаться довольно сложным, но этот процесс так же прост, как и третий закон физики Ньютона: на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Когда смесь сжатого воздуха и топлива воспламеняется в камере сгорания двигателя, газы образуются и расширяются, создавая силу и создавая тягу вперед, поскольку они выбрасываются из задней части двигателя, заставляя самолет двигаться вперед.
«Большинство коммерческих самолетов уже давно используют этот метод запуска двигателя, — говорит Бранд.
AUTO.RIA – О перспективах двигателей внешнего сгорания
Евгений Пономаренко 2017-05-05T13:00:00+03:00
В Избранное
После исчезновения паровозов казалось, что неэффективная и прожорливая паровая машина навсегда уходит в историю. Так оно и случилось… Однако может статься, что не навсегда. В новом тысячелетии на ее место придет другая паровая машина — экологически чистая и энергоэффективная. Лишь бы не было слишком поздно.
В наше время двигатель внутреннего сгорания находится примерно в тех же условиях, что и паровой двигатель 80 лет назад. Поставьте рядом паровоз и тепловоз и оцените чудовищную разницу в топливной экономичности, затратах на содержание, в уровне шума, наконец. Было совершенно очевидно, что пару придется уступить и уйти в историю. Сейчас точно так же очевидно, что дни ДВС сочтены. Он еще протянет 10-15 лет, но ему на смену уже готовы прийти электромобили и «водородники» вроде Toyota Mirai. Это не секрет – это один из главных трендов десятилетия. И вдруг в хоре приверженцев электрификации внезапно заявил о себе голос в защиту механического зомби, давно похороненного и всеми забытого — двигателя внешнего сгорания, известного как Паровая Машина.
Голос этот утверждает, что современные паровые машины не уступают ДВС по эффективности, будучи гораздо экологичнее своего визави. И что именно такой паровой машине, а вовсе не анемичному электроприводу, стоило бы занять место под капотом автомобилей будущего. Идея показалась редакции AUTO.RIA настолько неожиданной и экзотической, что мы решили изучить аргументы сторонников современного высокотехнологичного стимпанка и провели независимое исследование.
Золотая эра пара
Паровой автомобиль-рекордсмен Stanley Rocket, чей рекорд продержался больше ста лет
В начале XX века автомобилей на паровом ходу было не так уж мало, а скорее даже много. По некоторым параметрам они превосходили новомодные тогда бензиновые машины, были проще, надежнее и зачастую мощнее, к тому же не всегда нуждались в бензине, который в то время продавался примерно так же часто, как сегодня можно встретить электрозарядные станции в Украине. В 1906 году паромобиль Steanly Rocket даже установил мировой рекорд скорости на земле — 204 км/ч. В первую декаду XX века паровых автомобилей в США продавалось больше, чем бензиновых, и до Первой Мировой они часто встречались на улицах. А затем придумали электрический стартер, да и вообще производители ДВС совершенствовали свои конструкции – и пар начал сдавать.
Читайте тест-драйв BMW i3 и BMW i8
Тем не менее, по своей эффективности паровые машины на авто какое-то время шли вровень с ДВС, но уже не были столь удобными в эксплуатации, так что покупатели все реже смотрели в их сторону. Последний в США производитель паромобилей прекратил свою деятельность в 1925 году и вскоре их популяция резко сократилась. Публика восторгалась обтекаемыми «Крайслерами» и брутальными 16-цилиндровыми «Кадиллаками»: в общем, все были довольны. Все, кроме горстки энтузиастов, узревших в отошедшей от дел паровой машине громадный нераскрытый потенциал, способный поставить на колени и воткнуть нож в спину бензину. И дизелю, само собой, тоже.
Межвременье
Концепт-кар Ford Nucleon 1958 года — смелая идея (но не более того) автомобиля с небольшим ядерным реактором на борту. По замыслу, в движение приводился с помощью паровой турбины, так что данный образец, хоть и с натяжкой, можно причислить к паромобилям. Так и не был воплощен в реальности, но мог бы украсить ландшафт в следующей cерии Fallout
С завидным постоянством на разных континентах появлялись проекты автомобилей на паровой тяге. В 40-х годах воду подогревал некто Чарльз Кин, в 50-х изучением перспектив парового двигателя занялся Paxton, представивший в 1953 году концептуальное заднемоторное купе Phoenix с паровой машиной в качестве опции. Несколько компаний занимались переделкой существующих моделей под паромобили — история умалчивает, достигли ли они успеха в деле поиска клиентов.
Вообще, всплеск интереса к теме как правило совпадал с началом очередного топливного кризиса: например, в 1973-м SAAB начал работу над 9-цилиндровым (!) паровым прототипом ULF, а в cередине 90-х за изучение вопроса взялась немецкая компания IAV (впоследствии Enginion). Собрав на коленке несколько прототипов разной степени готовности, к 2001 году специалисты компании построили нечто, названное EZEE 3 (Equal Zero Emission Engine). В буквальном переводе, двигатель с почти нулевым уровнем выбросов. И это был паровой двигатель! Работа Enginion многими считается поворотным моментом в истории современной паровой машины, так что остановимся на ней подробнее.
Зачем это нужно?
Прототип автомобиля серии Indy с паровой машиной — да, было и такое!
Прежде всего, паровая машина имеет ряд преимуществ по сравнению с ДВС. Главное из которых для автомобилиста – максимальная тяга с нуля оборотов, как и в случае с электромотором. Это позволяет обойтись без трансмиссии. Во-вторых, не нужно морочиться с впрыском и сложнейшими изысканиями в области сгорания топлива. В-третьих – внезапно – почти полная тишина. Ну и в-четвертых таки экология.
Не «Теслой» единой: Тест-драйв KIA Soul EV
Enginion разработал технологию под названием Caloric Porous Structure Cell, позволявшую добиться беспламенного сгорания любого испаряемого топлива – а значит, никакой топки и дымовой трубы! При этом, в керамических ячейках удавалось поддерживать температуру 1200 градусов Цельсия, а температура пара в парогенераторе составляла 500 градусов.
По официальной информации, литровый трехцилиндровый паровой двигатель EZEE развивал крутящий момент в 500 Ньютон-метров и после холодного пуска достигал максимальной мощности за 30 секунд. Расход топлива заявлялся на уровне лучших дизелей, ну а о чистоте дыхания мы уже упоминали. Воистину, прекрасная картина, достойная воплощения в металле. Почему же тогда вокруг нас по-прежнему нет ни одного паровагена? – спросит внимательный читатель. И это действительно хороший вопрос.
Enginion сообщал, что находится в тесном контакте с автопроизводителями, однако когда дело дошло до производства, никто не проявил должного интереса – даже VW, имевший прочные связи с компанией. А зря – глядишь, и удалось бы избежать дизельгейта.
Новейшая история
Паровой автомобиль рекордсмен Team Insporation, 2009 год
Почувствовав себя ненужным, Enginion ограничился разработкой вспомогательных силовых установок на основе своего EZEE, но зерно надежды все же посеял. В 2009 году британский коллектив Team Inspiration побил рекорд скорости для парового авто, продержавшийся более ста лет – теперь он составляет 238 км/ч. А затем на рынке появилась компания Cyclone Power Technologies, задавшаяся амбициозной целью – создать тип парового двигателя, который впоследствии станет единым стандартом на транспорте. Весьма оптимистично в сложившихся условиях, но идее не откажешь в изяществе.
Шампанское по цене пива: какие б/у седан представительского класса стоит купить
Вместо беспламенного сгорания в двигателе Cyclone предусмотрена камера сгорания с центрифугой и пароперегревателем. Пар под температурой около 650 градусов подается в шесть цилиндров, расположенных радиально и соединенных с валом неким патентованным приводным механизмом. Отработавший свое пар спускается в конденсатор и по дороге служит источником тепла для второго парового двигателя – меньших размеров, который служит приводом генератора. Этот двигатель работает по т. н. органическому циклу Рэнкина, вместо воды в качестве рабочего тела здесь используется органическая жидкость типа толуола, имеющая низкую температуру парообразования – таким образом Cyclone утилизирует рассеиваемое тепло, превращая его в электроэнергию.
Паровой двигатель Cyclone — новая надежда любителей внешнего сгорания
В компании утверждают, что их чудо техники весом 186 кг развивает мощность 330 л.с. и демонстрирует уровень КПД на уровне 33%. В отличие от поделия Enginion, двигатель Cyclone всеяден и в теории может работать хоть на дровах. Как будет на практике и будет ли вообще – покажет время. Компания числится в подрядчиках оборонного гиганта Raytheon и нескольких исследовательских центров, а в ближайшем будущем обещает удвоить КПД своих паровых машин.
И если это произойдет, автопроизводители могут получить тихий и мощный двигатель, независимый от цен на нефть и не оскорбляющий защитников окружающей среды. А «война форматов» на автомобильном рынке разгорится с новой силой. Скрестим пальцы – может быть очень зрелищно!
Имеет ли будущее паровой автомобиль? | Авто & Мото
Статья, с таким заголовком, была опубликована в журнале «Изобретатель и рационализатор» №7, за 1967 год. В ней говорилось о том, что если бы паровой двигатель не был предан забвению, а продолжал совершенствоваться, то сегодня он был бы вне конкуренции. Так в чем же загадка того, что паровой двигатель предан забвению, а «грязный» с низким КПД ДВС победил?
Источник: i.sunhome.ru
Несмотря на бурное развитие автомобильной промышленности и доведение двигателя внутреннего сгорания (ДВС) до кажущегося совершенства, тема парового двигателя все же снова и снова появляется в различных публикациях, пытаясь привлечь к себе внимание общественности. Чем же это вызвано ? Прежде всего, несмотря на серьезные недостатки, паровой двигатель имеет очень веские достоинства, которых нет ни у одного другого двигателя, известного человечеству. Это предельная конструктивная простота, надежность, долговечность, дешевизна, экологичность, бесшумность, высокая эффективность и многое другое. Еще великий Энштейн говорил, что: «Совершенство — это не тогда, когда уже нечего больше добавить, а тогда, когда уже нечего отнять.» В паровом двигателе настолько все функционально, что действительно нечего от него отнять. Современный ДВС напротив настолько «напичкан» многочисленнымидополнениями и вспомогательными механизмами и приборами, что кажется уже нечего больше добавить.
Источник: cdn1.buyacar.co.uk
все это несущественные мелочи, в сравнении с тем, что выхлопные газы являются губительными для всего живого на нашей планете. Когда автомобили являлись роскошью и далеко не каждый человек мог позволить себе приобрести его, тогда еще автомобилей было немного и существенного вреда принести они не могли, ни людям, ни живой природе. Сегодня ситуация изменилась. Автомобиль давно уже перестал быть роскошью (хоть и существуют очень дорогие и эксклюзивные модели) и является действительно необходимым средством передвижения, вполне доступным для многих людей среднего, и даже не очень среднего достатка. Это привело к тому, что количество автомобилей с каждым годом возрастает все больше и больше, а значит и вред всему окружающему, от выхлопных газов, возрастает многократно. Особенно ощутимо это в больших городах и на оживленных автомагистралях. Экологи бьют тревогу, от выхлопных газов огромной массы автомобилей гибнет все живое, разрушаются здания, портится дорожное покрытие, в воздухе зависают облака ядовитого тумана. Некоторые автомобильные фирмы активно работают над решением этой проблемы и пытаются создать экологически чистый автомобиль, или хотя бы уменьшить вред, причиняемый выхлопными газами ДВС. Однако, все эти попытки оказываются малоэффективными. Между тем, использование парового двигателя на современных автомобилях, в современной его интерпретации, позволило бы решить проблему экологии в полном объеме и в относительно короткие сроки.
Еще в восьмидесятых годах прошлого столетия, в одном из выпусков журнала «Техника Молодежи», была опубликована статья «Снова пар», в которой также рассматривалась перспектива использования парового двигателя на автомобильном транспорте. В этой статье упоминалось о немецком изобретателе, который переделал свой «Фольксваген Жук», установив на него паровой двигатель. Получился уникальный автомобиль с изумительными техническими характеристиками. Вместо традиционного, громоздкого парового котла, изобретатель установилкомпактное устройство, по конструкции напоминающее автомобильный радиатор. Бензиновый двигатель «Фольксвагена» был переделан, некоторые детали были усилены. Для получения пара использовались жидкостные топливные форсунки. Зажигание осуществлялось при помощи запальных свечей. На прогревание и достижение рабочего давления пара — 70 атмосфер, уходило 5-7 минут. Мощность двигателя была 40 л.с., стала 240 л.с. Автомобиль мог так плавно трогаться с места, что невозможно было определить момент начала движения, а мог так резко «Рвануть», что не выдерживала резина на колесах. На полном переднем ходу, водитель мог легко переключить рычаг подачи пара на полный задний ход. Профессиональный водитель-испытатель новых автомобилей, проехав на паровом «Фольксвагене», написал восторженный отзыв, в котором утверждал, что многим автомобилям давал характеристику; плавный ход, бесшумный, приемистый и так далее, но только проехав на паровом автомобиле, по настоящему оценил эти качеств
Источник: images11.popmeh.ru
Примеров создания самодельных паровых автомобилей народными умельцами можно привести не так уж много, но и сегодня еще есть приверженцы уникального, по своим свойствам, парового автомобиля, и автор этой статьи один из них. Что же привлекает нас в забытом всеми паровом двигателе? Прежде всего, его предельная простота и надежность. Один англичанин 40 лет проездил на паровом автомобиле и, за все это время, ни разу не заглядывал в двигатель. Кто из современных водителей может похвастать тем же? Кроме того, и это очень важно сегодня, паровой двигатель может работать практически на любом, самом дешевом топливе и, при этом не вредит окружающей среде, поскольку топливо сгорает в специальной топке, сгорает полностью, и нет никаких вредных отходов. Почему выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания вредны для окружающей среды? Потому что топливо не сгорает полностью и вместе с газами в воздух выбрасываются остатки топлива, в распыленном, аэрозольном состоянии. Эти, жирные микро- частички нефти, оседают на легких людей и всего живого, на дорожном покрытии, на растениях. на домах, и на всем вокруг, покрывая плотной, маслянистой пленкой, которая и губит все живое.
Источник: mtdata.ru
В свое время от паровых двигателей отказались, в пользу двигателя внутреннего сгорания потому, что при всех своих недостатках, ДВС был гораздо компактнее, а это имело очень важное значение, и именно для автомобильного транспорта, ведь паровозы еще долго использовались на железных дорогах, да и пароходы тоже. Всему виной были громоздкие паровые котлы. Современные технологии позволяют легко устранить былые недостатки парового двигателя и создать компактный, экономичный, простой и надежный двигатель, который вполне может заменить сложный и дорогой двигатель внутреннего сгорания. Так например, бывший паровой котел, вполне возможно заменить компактным теплообменником, размером с автомобильный радиатор. В качестве топлива можно использовать низкосортные виды жидкого топлива, или газ. Все мы знаем, что паровозы издают довольно громкое «пыхтенье», во время движения, сопровождающееся выбросом клубов горячего пара. Этот недостаток также легко устраним. Отработанный пар полезно направить на подогрев запаса воды, в емкости для воды, что позволит значительно экономить расход топлива, а заодно и выровнять пульсацию пара, обеспечив более равномерный выход струи, что значительно снизит шум
Спросите любого, как будет выглядеть автомобиль будущего, и вы наверняка услышите ответ вроде «Он будет летать!» или «Он будет приводиться в движение электродвигателями». Сила пара? Не шанс.
В эпоху информационно-развлекательных систем с сенсорным экраном, автомобилей, которые могут дистанционно управлять собой без необходимости в водителе, и электрических батарей, способных проехать 300 миль и более, едва ли найдется место для такой устаревшей технологии, как паровой двигатель. Верно?
Возможно, нет, так как на самом деле есть довольно технологически склонные люди, которые считают, что будущее автомобильной промышленности может быть связано не с ховеркарами в стиле Jetsons, а с совершенно другим направлением: двигателями, работающими на паре.
Интересно, что первые паровые машины на самом деле датируются 17 веком, а первая паровая машина была создана в 1672 году фламандским иезуитом по имени Фердинанд Вербист.
Живя при китайском императорском дворе, Вербист придумал проект небольшого автомобиля с паровым двигателем, и, хотя нет никаких доказательств того, что он когда-либо строил этот автомобиль, первый полностью задокументированный паровой экипаж был сделан Николя-Жозефом Кюньо в 1769 году. .
История парового двигателя
Несмотря на то, что он был медленным, неуклюжим и склонным, э-э, буквально быстро выдыхаться, он был достаточным доказательством того, что паровая энергия жизнеспособна, и паровым двигателям не потребовалось много времени, чтобы поймать на.
Какое-то время паровой двигатель господствовал сначала в поездах и тяжелых тракторах, а затем и в автомобилях. Фактически, на рубеже 20-го века более половины автомобилей в Соединенных Штатах приводились в движение паровыми двигателями, а паровой автомобиль под названием «Ракета Стэнли» установил новый рекорд наземной скорости в 1906 разгоняется до головокружительной скорости 127 миль в час.
По сравнению с автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, в котором топливо сжигается внутри самого блока двигателя, чтобы обеспечить взрыв, вращающий движущиеся части двигателя, паровая энергия работает за счет внешнего сгорания. Источник топлива, часто древесина или уголь, сжигается вне двигателя, в результате чего вырабатывается пар, приводящий в движение компоненты двигателя.
Хотя двигатели внутреннего сгорания физически более компактны, а также более экономичны, чем паровые двигатели, паровая энергия, тем не менее, имела ряд преимуществ по сравнению с ранними автомобилями с двигателями внутреннего сгорания.
Начнем с того, что инженеры уже имели около 100 лет опыта работы с паром к моменту появления двигателей внутреннего сгорания. В то время как владельцы автомобилей с бензиновым двигателем пытались запустить свои двигатели вручную, даже к 1900 году паровые автомобили уже были в значительной степени автоматизированы.
Благодаря тому, что пар обеспечивает постоянное давление, в отличие от хода поршня в двигателе внутреннего сгорания, паровые автомобили не требовали ни сцепления, ни коробки передач, и в целом ими было очень легко управлять. Все, что вам нужно, это несколько минут, чтобы котел нагрелся.
К сожалению, всего за несколько коротких лет Генри Форд практически в одиночку уничтожил паровую машину. Хотя в начале 20-го века паровые двигатели технически превосходили старые двигатели внутреннего сгорания, они не могли сравниться с низкой стоимостью серийных автомобилей Форда.
Производители паровых автомобилей пытались изменить тактику и продавать свои автомобили как предметы роскоши, но тот факт, что к 1918 году Ford Model T был в шесть раз дешевле, чем самый популярный паровой автомобиль того времени, Stanley Steamer, говорил сам за себя. После дебюта электростартера в 1912, паровые машины почти исчезли.
С тех пор автомобили с паровым двигателем находятся на грани исчезновения, существуя только в музеях и в коллекциях горстки энтузиастов. Потихоньку продолжаются исследования и разработки, а также паровая энергия, и некоторые все еще верят, что паровые двигатели превосходят своих преемников, работающих на ископаемом топливе.
Во-первых, двигатели внутреннего сгорания сильно загрязняют окружающую среду и, как правило, довольно шумны. И наоборот, паровые двигатели относительно чистые, очень тихие и, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, могут работать практически на любом топливе, выделяющем тепло.
Более экологичный, чем электромобиль?
Благодаря своей конструкции паровые двигатели обеспечивают максимальный крутящий момент и мгновенное ускорение, как и электродвигатели, и, в частности, для движения по городу, где требуется много остановок и запусков, паровая энергия чистого сгорания была бы чрезвычайно выгодной.
Еще в 1920-х годах паровым автомобилям требовались огромные и тяжелые котлы, чтобы выдерживать тепло и давление, необходимые для питания транспортного средства, а это означало, что даже самые маленькие паровые автомобили весили как минимум несколько тонн. Однако современные материалы означают, что автомобили с паровым двигателем могут быть такими же легкими, как и их обычные собратья.
С помощью усовершенствованных конденсаторов и современных мгновенных котлов стало возможным построить эффективную, легкую и жизнеспособную паровую машину, время прогрева которой составляло бы секунды, а не минуты. Напрашивается вопрос: с современными заботами об эффективности использования топлива и экологически чистой энергии, почему в наши дни никто не производит паровой автомобиль?
Многие ошибочно полагают, что для работы пара требуются массивные котлы и двигатели, или что паровые автомобили — это бомбы, которые только и ждут, чтобы сработать из-за высокого давления, необходимого для их работы. Однако большинство из них либо откровенно не соответствуют действительности, либо опровергаются достижениями современных технологий, электроники и металлургии.
Было предпринято несколько попыток привести паровую энергию в соответствие с требованиями современного мира. В 2009 году британская команда установила новый рекорд наземной скорости на паровой тяге — 148 миль в час. Совсем недавно флоридская компания Cyclone Power Technologies утверждает, что что они разработали паровой двигатель, который в два раза эффективнее двигателя внутреннего сгорания, но он все еще далек от того, чтобы использоваться в коммерческом транспортном средстве.
В основном коммерческие производители не прикасались к паровой энергии, вместо этого сосредоточившись на совершенствовании существующей технологии двигателей внутреннего сгорания и разработке новых электрических и гибридных транспортных средств. За период в 19В 90-х годах дочерняя компания Volkswagen заявила, что построила жизнеспособный паровой двигатель, но это был самый близкий крупный производитель к паровой энергии, и с тех пор о нем мало что было слышно.
Учитывая растущую популярность электромобилей и гибридных транспортных средств, паровой энергии теперь приходится конкурировать не только с традиционными двигателями внутреннего сгорания. Тем не менее, хотя гибридные/электрические автомобили являются шагом в правильном направлении, они будут по-прежнему в значительной степени зависеть от ископаемого топлива, пока чистая энергия не станет широко доступной.
Гибриды, в частности, используют комбинацию небольшого бензинового (или иногда дизельного) двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя; они потребляют меньше топлива, чем стандартное транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания, но оно им все же необходимо. Хотя они также производят меньше выбросов, они все же остаются, и электромобили, как мы уже указывали, имеют тенденцию просто переносить выбросы углерода из выхлопной трубы на силовую установку.
Как отметила команда Cyclone, выбросы гораздо меньше беспокоят паровые двигатели, хотя и не исчезли полностью. Тем не менее, согласно веб-сайту компании, их паровой двигатель работает дольше, чем большинство других, и поэтому сжигает больше вредных частиц, что приводит к меньшему количеству выбросов выхлопных газов.
Хотя этот выхлоп зависит от типа используемого топлива, топливо из экологически чистых источников может оказывать гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, в отличие от существующих ископаемых видов топлива, которые почти всегда горят грязно.
Будущее энергии пара
В конце концов, возможно, главная причина, по которой производители автомобилей больше не используют энергию пара, можно выразить двумя словами: Большая нефть. Пока существует автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, мировая нефтяная промышленность держит автомобильную промышленность в некотором роде железной хваткой, зная, что ее существование имеет решающее значение для того, чтобы автомобилисты могли сами себя транспортировать.
Однако, согласно данным аналитиков Bloomberg New Energy Finance (BNEF), внедрение автомобилей с низким уровнем загрязнения окружающей среды и повышенное внимание к экологичности могут, наконец, ослабить связь между нефтяной промышленностью и вождением.
Вместо биотоплива, такого как этанол, толкающего двигатель внутреннего сгорания в новый мир ограничений выбросов, новые и инновационные решения появляются быстро и массово, подпитываемые технологиями и веком конкуренции.
Сопротивление рынка по-прежнему является проблемой, но с ростом количества электрических, гибридных и других транспортных средств, работающих на альтернативном топливе, которые появляются на рынке, возможно, в ближайшем будущем паровые автомобили больше не будут казаться такой диковинкой. Если производители смогут найти способ разрабатывать паровые двигатели в больших масштабах с меньшими затратами, чем двигатель внутреннего сгорания, то автопроизводители, несомненно, быстро справятся с этой задачей.
Возможно, он предшествовал двигателю внутреннего сгорания примерно на 200 лет, но поскольку мир, наконец, начинает серьезно смотреть на будущую жизнеспособность личного транспорта, возможно, пыхтящая, скользящая грациозность паровой энергии получит второй шанс. снова занять первое место.
Этот двигатель 1905 года может конкурировать с современным электромобилем по крутящему моменту — просто добавь пара
Automotive History
Кайл Смит
13 апреля 2022 г.
Делиться
Производители электромобилей любят указывать выходной крутящий момент крупными жирными цифрами. Взгляните, например, на гигантский пикап GMC Hummer. Когда об этом было объявлено, GM рекламировала пятизначный крутящий момент грузовика. Среди эконобоксов и пикапов малой грузоподъемности это было ошеломительно, но для другого подмножества энтузиастов механики 11 500 фунтов-футов произвели не более чем удивление. Более века назад был автомобиль, производивший сопоставимые цифры. В конце концов, что хорошего в грузоподъемности без достаточной тяги?
Паровой тяговый двигатель 150 Case был разработан для перемещения больших грузов по грунтовым дорогам между железнодорожными станциями. По сути, это локомотив, который работает без рельсовой системы. Кейс построил девять таких монстров и продал их различным лесозаготовительным и горнодобывающим компаниям. Эти отрасли требовательны к оборудованию, поэтому ни один из оригинальных двигателей Case 150 не выжил. То, что вы видите на видео ниже, представляет собой полную реконструкцию, построенную по оригинальным планам. Не волнуйтесь: его все еще можно заставить работать, чтобы продемонстрировать, на что способна паровая энергия.
Эта хитроумная штуковина в стиле стимпанк может перемещать немалый вес. Котел работает на угле и имеет глубину почти шесть футов. Тепло от огня производит пар, который перемещает поршень диаметром 14 дюймов с ходом 14 дюймов. Настройте все правильно, и мало что может остановить этого монстра весом 75 000 фунтов. Единственное, что он не может сделать, это обогнать кого-либо: максимальная скорость на высокой передаче составляет всего около 6 миль в час.
Двигатель не может двигаться быстро, но на этом видео показано, как 150 Case протаскивает грунтовый плуг. И не просто плуг – этот собран из нескольких плугов и имеет длину почти 50 футов от края до края. Только вес плуга и операторов примерно соответствует весу 2000-фунтового тягача с трактором; добавьте (буквальное) сопротивление, создаваемое сопротивляющейся грязью, и этот объект остановит практически все на своем пути. Кейс разгоняется и проходит без проблем. Однако то, что регулятор болтается и щелкает, означает, что паровой поршень делает все возможное.
Подчеркивает пересечение крутящего момента и лошадиных сил. В нашем современном мире мы избалованы многоступенчатыми коробками передач, многократно увеличивающими относительно скудный крутящий момент двигателей внутреннего сгорания. Электродвигатели имеют практически плоскую «кривую» крутящего момента и поэтому требуют трансмиссии только в определенных приложениях.
Леонид Попов, . Фото: Dan Savinelli, conceptcarz.com, wikipedia.org и Драйва
Шестицилиндровая двухдверка Willys-Knight Great Six 1930 года — один из самых массовых автомобилей, когда-либо использовавших двигатель Найта. Всего с 1914 по 1932 год включительно под маркой Willys-Knight были выпущены сотни тысяч автомобилей нескольких моделей с бесклапанными ДВС на 4, 6 и 8 цилиндров.
В 1903–1905 годах американский изобретатель Чарльз Найт построил и испытал экспериментальный четырёхтактный ДВС, в котором за газораспределение отвечали не клапаны, а концентрическая пара подвижных гильз, вложенных в рабочий цилиндр. Уже внутри этой пары гильз двигался рабочий поршень. Каждая гильза была снабжена крупными окнами с одного края. При смещении гильзы вверх и вниз эти вырезы периодически совпадали с впускным или выпускным окном в боковой стенке цилиндра. В движение гильзы приводили кривошипно-шатунный механизм и газораспределительный эксцентриковый вал, заменивший кулачковый.
Образец мотора с газораспределительным механизмом типа «Тихий Найт» или «Бесшумный механизм Найта» (Silent Knight), 1919 год.
На Чикагском автошоу 1906 года Найт и его деловой партнёр Лаймен Кильбурн представили автомобиль Silent Knight с четырёхцилиндровым 40-сильным бесклапанным мотором. В соответствии с названием, главным преимуществом новичка в сравнении с тогдашними самобеглыми колясками был несравненно более низкий уровень шума. Эта машина поначалу не слишком заинтересовала покупателей, но зато незамедлительно вызвала большой интерес в самой индустрии и в последующие годы породила целую волну подражаний по обе стороны Атлантики, волну, спавшую только после Второй мировой войны.
Шестицилиндровый ДВС Willys Knight 1928 года (слева) и его развитие — бесклапанный мотор родстера Willys Knight Great Six 1930 года (шесть цилиндров, объём 4180 см³, мощность 87 л. с.).
Разные вариации двигателей с гильзовым золотниковым распределением начали проектировать и строить не только в США, но и в Европе, в основном — в Великобритании и Франции. Такие моторы компании создавали по лицензии Найта и нередко при его же непосредственном участии (в конце первого десятилетия XX века изобретатель несколько лет проработал в Европе, а потом вернулся на родину).
Гильзовый газораспределительный механизм фирмы Argyll (конструкция Барта и Макколлума). Использовался в автомобилях Argyll в 1912–1914 годах. Позже он был перенят в авиадвигателестроении.
В разные годы моторами с гильзовым газораспределением оснащались легковушки марок Daimler, Willys, Mercedes, Peugeot, Voisin, Panhard-Levassor и ещё нескольких других. При этом идея Найта развивалась, а механизм совершенствовался. Так, в моторах шотландской компании Argyll применялся оригинальный вариант бесклапанного распределения с единственной подвижной гильзой, которая по мере прохождения рабочих тактов одновременно и сдвигалась вверх-вниз, и совершала неполный поворот вокруг продольной оси. Благодаря этому она одна могла отвечать и за впуск и за выпуск.
Во время Второй мировой войны двигатели с гильзовой системой газораспределения совершили экскурс в авиацию. Такие многоцилиндровые моторы (рядные и звездообразные) строили компании Napier (слева), Rolls-Royce и Bristol (справа). Они нашли применение на нескольких винтовых истребителях и бомбардировщиках 1940-х и начала 1950-х годов. Мощности этих ДВС достигали 3500 л.с., и это были самые могучие моторы, построенные по принципу, изобретённому Найтом. Но вскоре они ушли в историю.
Двигатели Найта обладали рядом преимуществ перед четырёхтактными ДВС с традиционными клапанами. У бесклапанных моторов были очень крупные окна для впуска и выпуска, что улучшало газообмен. Такие механизмы не боялись высоких оборотов коленвала, тогда как клапаны в аналогичной ситуации требовали всё более и более сильных пружин, что увеличивало потери на трение в приводе. Вместе все эти особенности позволяли получать на двигателях Найта высокие по тем временам мощности. Кроме того, в начале XX века, в 1920-х и даже в 1930-х годах газораспределительные механизмы Найта были во много раз долговечнее клапанных механизмов.
Французская компания Avions Voisin возникла в 1905 году, а исчезла в пятидесятых. С 1919 года и почти до самого своего конца фирма выпускала автомобили с двигателями Найта, такие как этот кабриолет Voisin C11. На разных моделях Вуазена применялись моторы Найта с четырьмя, шестью цилиндрами и даже 12 в ряд. А на прототипах были опробованы V-образные ДВС с восемью и 12 цилиндрами, а также «звезда» о семи цилиндрах. Лишь к самому концу своей истории (то есть после Второй мировой войны) компания перешла на обычные моторы.
Однако обычные газораспределительные системы быстро совершенствовались, а вот схема Найта так и не смогла избавиться от изначально присущих ей недостатков. Среди них: проблемы с обеспечением герметичности цилиндров, проблемы с приработкой внутренней гильзы и поршневых колец, проблемы с подводом смазки ко всем частям и собственно очень высокий расход масла. Эти слабые места вынудили двигатели Найта уйти с массовой сцены, хотя на протяжении всего XX века отдельные изобретатели продолжали попытки усовершенствовать такую схему. Но дальше выпуска всякой экзотики вроде крохотных моторчиков для авиамоделей дело не пошло.
Парадокс в том, что чем сильнее развиваются технологии, тем более однообразными становятся наши автомобили. Из-за ужесточения безжалостных стандартов на выбросы экзотические двигатели, такие как V12 и V10, исчезают, и вскоре за ним последует V8. Вполне вероятно, что в недалеком будущем единственно выжившими будут двигатели на 3 или 4 цилиндра.
В данном обзоре рассмотрим малоизвестные конфигурации, которые нам предложила автомобильная промышленность. В список вошли только те моторы, которые устанавливались на серийные авто.
1 Bugatti Veyron W-16, 2005–2015
Разработка покойного Фердинанда Пиеха для создания самого быстрого автомобиля на планете первоначально предусматривала использование V8, но быстро стало ясно, что задача не осуществима. Вот почему инженеры создали этот легендарный 8-литровый агрегат W16, возможно, самый совершенный в истории.
Он имеет 64 клапана, 4 турбонагнетателя, 10 различных радиаторов и является практически комбинацией четырех ревущих VR4 от Volkswagen. Он никогда не устанавливался на серийный автомобиль, подобный этому, из-за его невероятной мощности – и это, вероятно, никогда не повторится.
2 Бесклапанный двигатель Найта, 1903–1933 годы
Американсокго дизайнера Чарльза Йель Найта можно смело поставить в один ряд с такими великими разработчиками, как Фердинанд Порше и Этторе Бугатти. На заре прошлого столетия он решил, что уже установленные клапаны в форме пластин (более старые механики называют их пластинами) были слишком сложными и неэффективными. Вот почему он разрабатывает принципиально новый двигатель, который принято называть «бесклапанным».
На самом деле это не корректное название, потому что на самом деле в моторе есть клапаны. Они имеют форму втулки, скользящей вокруг поршня, которая последовательно открывает впускное и выпускное отверстие в стенке цилиндра.
Двигатели этого типа дают довольно хорошую эффективность с точки зрения объема, работают тихо и менее подвержены повреждениям. Недостатков не много, но самым значительным является довольно высокий расход масла. Найт запатентовал свою идею в 1908 году, а позже ее производные появились в автомобилях Mercedes, Panhard, Peugeot. Эта концепция была оставлена только после усовершенствования тарельчатых клапанов в 1920-х и 1930-х годах.
3 Двигатель Ванкеля (1958–2014)
Идея, рожденная в голове Феликса Ванкеля, чрезвычайно необычна – или такой она казалась в начале главам немецкого NSU, которому она была предложена. Это был двигатель, в котором поршень представляет собой треугольный ротор, вращающийся в овальной коробке. Когда он вращается, его три угла, называемые вершинами, создают три камеры сгорания, которые выполняют четыре фазы: всасывание, сжатие, зажигание и выпуск.
Каждое сторона ротора постоянно работает. Звучит эффектно – и это действительно так. Максимальная мощность таких двигателей значительно выше, чем у обычных аналогов с таким же объемом. Но износ серьезен, а расход топлива и выбросы еще серьезнее. Тем не менее, Mazda произвела его еще несколько лет назад, и еще не полностью отказалась от идеи его воссоздания.
4 Eisenhuth Compound, 1904–1907
Джон Эйзенхут, изобретатель из Нью-Йорка, был довольно экстравагантной личностью. Он настаивал на том, что он, а не Отто, был отцом двигателя внутреннего сгорания. Изобретатель основал компанию со знаменитым названием Eisenhuth Horseless Vehicle Company, а затем в течение многих лет постоянно предъявлял иск всем деловым партнерам.
С инженерной точки зрения его наиболее интересным наследием является трехцилиндровый двигатель для модели Compound.
В этом поточном блоке два концевых цилиндра снабжают средний, «мертвый» цилиндр своими выхлопными газами, и именно средний цилиндр приводит в движение автомобиль. Обе стороны были довольно большими, с диаметром в 19 см, но середина была еще больше — 30 см. Эйзенхут утверждал, что экономия по сравнению со стандартным двигателем составляет 47%. Но в 1907 году он обанкротился, и идея умерла вместе с компанией.
5 Двухцилиндровый боксер Panhard, 1947–1967 гг.
Компания Panhard, основанная в 1887 году, является одним из первых производителей автомобилей в мире, а также одним из самых интересных. Это компания, которая подарила нам руль, затем реактивные тяги в подвеске, а после Второй мировой войны добавила один из самых любопытных двигателей из когда-либо сделанных.
По сути, это был двухцилиндровый плоский мотор с двумя горизонтальными цилиндрами, расположенными на противоположных сторонах коленчатого вала. На сегодняшний день разработка известна, как оппозитный двигатель. Французские инженеры добавили очень оригинальные решения в этот агрегат с воздушным охлаждением — в некоторых моделях, например, выхлопные трубы были одновременно крепежными элементами.
В различных моделях использовались двигатели с рабочим объемом от 610 до 850 куб. см и мощностью от 42 до 60 лошадиных сил, что довольно неплохо для того времени (этот двигатель фактически выиграл свой класс за 24 часа Ле-Мана и сохранил второе место в ралли Монте-Карло). Владельцы оценили их как изысканные и экономичные.
Было только две проблемы: во-первых, эти двухцилиндровые двигатели стоили больше четырехцилиндровых и требовали более сложного технического обслуживания. Во-вторых, Panhard разработал их для легких алюминиевых купе, а экономические обстоятельства сделали алюминий слишком дорогим. Компания завершила свое существование и была поглощена Citroen. Боксер с двумя цилиндрами вошел в историю.
6 Commer / Rootes TS3, 1954–1968
Этот довольно странный 3,3-литровый трехцилиндровый агрегат вошел в историю под прозвищем Commer Knocker (или «стукач»). Его устройство, мягко говоря, необычно — с противоположными поршнями, по два в каждом цилиндре, и без головок цилиндров. История помнит другие подобные агрегаты, но у них есть два коленчатых вала, а здесь только один.
Стоит добавить, что он двухтактный и работает на дизельном топливе.
Производитель Rootes Group надеется, что это подразделение даст значительное преимущество в линейке грузовых автомобилей и автобусов Commer. Крутящий момент действительно замечательный — но цена и технологическая сложность вытесняют его с рынка.
7 Lanchester Twin-Crank Twin, 1900–1904
Возможно, вы помните эту марку из эпизода Top Gear, в котором Хаммонд купил на аукционе автомобиль, предположительно собранный его дедом, и отправился с ним в ретро-ралли.
Фактически, Lanchester был одним из первых производителей в Англии, основанным в 1899 году. Его дебютный двигатель, запущенный на заре двадцатого века, чрезвычайно необычен: двухцилиндровый боксер объемом 4 литра, но с двумя коленчатыми валами.
Они расположены один под другим, и у каждого поршня есть три шатуна — два легких внешних и один тяжелый в центре. Легкие идут к одному коленвалу, тяжелые — к другому, так как они вращаются в противоположных направлениях.
Результат — 10,5 лошадиных сил при 1250 об/мин. и удивительное отсутствие вибрации. Несмотря на 120-летнюю историю, этот агрегат все еще является символом инженерной элегантности.
8 Cizeta V16T, 1991–1995
Еще один автомобиль, который, как и Veyron, уникален своим двигателем. Название модели «V16», но этот 6-литровый агрегат с мощностью 560 лошадиных сил на самом деле не настоящий V16, а всего лишь два V8, соединенные в один блок и имеющие совместный впускной коллектор. Но это не делает его менее сумасшедшим. Поскольку он установлен поперечно, центральный вал передает крутящий момент на заднюю трансмиссию.
Сегодня эти автомобили встречаются крайне редко, потому что было выпущено очень мало экземпляров. Один из них появился в Лос-Анджелесе. Его владелец любил пошуметь в окрестности, заводя двигатель, но в один прекрасный момент таможенные органы конфисковали автомобиль.
9 Гоброн-Брилье, 1898–1922
«Стукач» Commer, о котором упоминалось ранее, на самом деле вдохновлен этими французскими двигателями с противоположными поршнями, собранными в конфигурации из двух, четырех и даже шести цилиндров.
В версии с двумя цилиндрами блок работает следующим образом: два поршня приводят коленчатый вал традиционным способом. Однако напротив них находится другая пара поршней, соединенных друг с другом, и это соединение, в свою очередь, перемещает два длинных шатуна, прикрепленных к распредвалу. Таким образом, шестицилиндровый двигатель Gobron-Brille имеет 12 поршней и один коленчатый вал.
10 Адамс-Фарвелл, 1904–1913
Даже в мире безумных инженерных идей этот двигатель выделяется. Агрегат Адамс-Фарвелл из небольшого сельскохозяйственного городка в штате Айова, США, работает по принципу ротационного мотора. Цилиндры и поршни в нем расположены вокруг неподвижного коленвала.
Среди преимуществ такой технологии – плавность работы и отсутствие возвратно-поступательных движений. Расположенные в радиальном направлении цилиндры имеют воздушное охлаждение и действуют как маховики при работающем двигателе.
Плюс конструкции – ее вес. 4,3-литровый трехцилиндровый агрегат весит менее 100 кг, что на удивление мало для того времени. В основном такие двигатели использовались в авиации, хотя некоторые мотоциклы и автомобили тоже оснащались такими ДВС. Среди недостатков – сложность в смазке из-за центробежной силы в картере, которая затрудняет отвод масла из узлов мотора.
Главная » Статьи » 10 самых необычных двигателей в истории
Бесклапанные ДВС с подвижными гильзами — Русский Топ
Как известно некоторым из интересующихся устройством двигателей внутреннего сгорания товарищей, в двухтактных двигателях обычно нет никаких клапанов — впуск рабочей смеси и выпуск отработанных газов переключается непосредственно движущимся поршнем, перекрывающим окна, сделанные в гильзе цилиндра.
К сожалению, в 4-тактном моторе так сделать не получается — а хочется. В процессе этого хотения сначала появилась схема четырехтакного мотора, в котором в одном цилиндре движутся два поршня, причем движутся в разных фазах — один поршень осуществляет открытие окон для впуска и продувки, а второй — для выпуска отработанных газов. Однако затем хитрые немцы из Даймлер-Бенца придумали схему 4-тактного мотора с подвижной гильзой цилиндра, позволяющую обойтись одним поршнем.
Особенно забавно, что движущей силой всей этой суеты являлась шумность тогдашних ДВС. Причем в те времена механизмы газораспределения с тарельчатыми клапанами были настолько шумными, что своим стуком и лязгом перекрывали шум выхлопа. И никому в то время еще не было известно, что причина шума скрывается в кулачках распредвала. В дальнейшем, найдя оптимальные формы кулачков с малыми скоростями посадки клапанов на седла — меньше 1 м/сек., удалось добиться приемлемого уровня шума в клапанном механизме газораспределения. А пока этого не было, гильзовое газораспределение представляло большой интерес с точки зрения снижения шумности.
Первая, еще двойная возвратно-поступательная гильза, была разработана инженерами Даймлер-Бенца, а реализована в серийных моторах она была американцем Чарльзом Найтом (Knight — была когда-то такая марка автомобилей).
В двигателе Найта использовались две концентричные возвратно-поступательно движущиеся гильзы. Они приводились в действие от промежуточного вала, вращающегося со скоростью вдвое меньшей, чем коленчатый вал. Этот механизм очень хорошо работал в двигателях с относительно небольшой мощностью, и широко использовался на дорогих комфортабельных автомобилях, где ценились бесшумность и удобства пассажиров.
Но при попытках получить высокую литровую мощность двигатели с двойной гильзой из-за масляного голодания развитых поверхностей трения становились причиной выхода из строя двигателя, и поэтому от них довольно быстро отказались.
Проблему надежности решила конструкция, запатентованная американцами Бертом и Мак-Колумом. В этой системе уже применялась всего одна гильза, зато с комбинированным вращательным и возвратно-поступательным движением. Такое движение полностью решало проблему смазки, так как невозможно найти более идеального движения для распространения и механического распределения смазки между двумя трущимися поверхностями.
Автомобили с подобными двигателями имели значительный коммерческий успех, а в начале 1914 года фирма «Агрилл» представила на конкурс двигателей для военной авиации построенный по такой схеме шестицилиндровый рядный двигатель с гильзовым газораспределением. Двигатель показал хорошие результаты, но перед окончанием испытаний у него сломался коленвал. Эта случайность привела к тому, что двигатели с гильзовым газораспределением не стали широко распространены в авиации. Хотя тому были все предпосылки.
Спустя несколько лет в Англии работами по двигателям с гильзовым газораспределением занялся выдающийся инженер, выпускник Кембриджа Sir Harry R. Ricardo. Он поставил работу по доводке этой схемы на научную основу — и получил ряд весьма неожиданных результатов. Результаты этих исследовательских работ трудно переоценить даже в наше время. Например, в дизельных версиях двигателей Рикардо удалось довести расход топлива до 154 г/л.с. в час, что и в настоящее время, спустя почти сто лет, является если и не рекордными, то весьма достойными показателями. А если посмотреть, на какой конструкции и с каким топливом это было получено — то результаты просто шокируют.
Первоначально, для проведения испытаний в 1921-22 г.г. в авиационном центре фирмы «Ройал» были спроектирован и построены два двигателя: один классический 4-тактный четырехклапанный двигатель (да-да — 4 клапана на цилиндр умели уже тогда), и другой — довольно прочный одноцилиндровый одногильзовый 4-тактный двигатель. Оба двигателя имели идентичную геометрию — диаметр цилиндра 140 мм и ход поршня 178 мм. Вот тут видны ключевые особенности этого мотора:
Как видите, кривошип, вращающийся в два раза медленнее коленчатого вала, при помощи пальца со сферической втулкой приводит гильзу в своеобразное «орбитальное» движение — он двигает гильзу вверх-вниз и одновременно поворачивает ее влево-вправо.
При толщине гильзы 3.18 мм двигатель развивал 1300 об/мин. Двигатель был снабжен тремя впускными и двумя выпускными окнами:
Понятно, что Рикардо опирался на уже неплохо доведенный американцами Бертом и Мак-Колумом мотор — но и сам выполнил довольно разумные оптимизации конструкции.
Для более точного сравнения конструкций полная проходная площадь как впускных, так и выпускных окон равнялась по площади четырехклапанной конструкции головки с тарельчатыми клапанами (хотя технически схема с гильзой позволяет обеспечить площади, недостижимые для тарельчатых клапанов). При этом во время испытаний подтвердилось предположение Рикардо, что благодаря более быстрому открыванию окон при гильзовом газораспределении необходимые фазы впуска и выпуска потребуются более узкие, чем в четырехклапанных головках.
При проведении сравнительных испытаний бензиновых двигателей выяснилось, что:
При использовании одного моторного топлива, оптимальном опережении зажигания (в двигателях легкого топлива) и составе смеси, двигатель с тарельчатыми клапанами на режиме максимальной мощности работал на границе детонации. В то время как двигатель с гильзовым газораспределением при той же самой степени сжатия не имел следов детонации даже при опережении зажигания, увеличенном до значения, вызывающего падение крутящего момента.
В двигателе с тарельчатыми клапанами оптимальное опережение зажигания составляло 31°, а скорость нарастания давления около 1.76 кг/см 2 град. На двигателе же с гильзовым газораспределением оптимальное опережение зажигания равно только 14° до вмт., а скорость нарастания давления 3.16 кг/см 2 град. Из чего следовало, что у двигателя с клапанами степень турбулизации смеси была ниже оптимальной, а у двигателя с гильзой даже выше оптимальной.
Температура поршней при равновеликой мощности была значительно ниже у двигателя с гильзовым газораспределением. Что было довольно неожиданно — предполагалось, что передача тепла от поршня рубашке охлаждения через подвижную гильзу будет затруднена. Но нет.
Механический КПД двигателя с гильзовым газораспределением был заметно выше, чем у двигателя с тарельчатыми клапанами, что явилось совершенно непредвиденным для Рикардо обстоятельствам. С точки зрения банальной эрудиции казалось, что огромная площадь трения подвижной гильзы должна давать куда большие механические потери, чем движение классических клапанов.
Осмотр через открытые окна распределительной гильзы показал, что газы внутри цилиндра находились в состоянии быстрого вращения, так как искры от раскаленных частиц размельченного графита в виде черточек описывали траектории по окружности цилиндра.
Двигатель с гильзовым газораспределением работал более устойчиво, чем двигатель с клапанами.
Как и ожидалось, механический шум при гильзовом распределении был заметно меньше, тогда как шум от сгорания был явно больше, что явилось следствием большой скорости нарастания давления.
Предусмотренная принудительная смазка гильзы оказалась ненужной, т.к. брызг от масляной системы кривошипных головок шатунов оказалось достаточно. При этом было установлено, что гильза равномерно смазана по всей площади окружности, как изнутри, так и снаружи гильзы, даже при резкой остановке двигателя на полной нагрузке.
Расход масла в сравниваемых двигателях был почти одинаково низким.
Дополнительно выяснилось также, что в двигателе с гильзовым газораспределением можно поднять степень сжатия на единицу (до границы появления детонации), используя то же топливо, что и для двигателя с тарельчатыми клапанами.
Чудеса, да и только.
Вращение смеси объяснялось тем, что в момент начала наполнения воздухом цилиндра двигателя впускные окна открываются посредством углового движения (поворота) гильзы, а закрываются при ее движении вверх. В начальный период открытия поток направляется кромкой окна цилиндра только с одной стороны и поэтому воздух поступает наклонно, заставляя заряд вращаться в направлении противоположном вращению гильзы.
Впрочем, обнаружились и проблемы. При работе на высоких давлениях и степени сжатия обнаружился прорыв газов через поршневые кольца. Дело в том, что первоначально кольца на поршне располагались в обычном порядке, с верхним кольцом на расстоянии примерно 12. 7 мм от днища. В этом положении они проходили окна в теле цилиндра, но не окна в гильзе, которые в вмт. при ходе сжатия уходят выше уплотнительных колец головки цилиндра.
Да-да — великий Рикардо совсем упустил из виду, что гильза движется вверх-вниз.
Вдобавок оказалось, что при высоком давлении сгорания в дизельных двигателях гильза вспучивалась в сторону окон на величину местных деформаций, нарушая тем самым геометрию цилиндра.
После изготовления нового поршня с первой поршневой канавкой ниже уровня окон, прорыв газов прекратился. Хотя это мероприятие себя и полностью оправдало, было установлено, что очень большое расстояние от кромки поршня до первого кольца тоже нежелательно. При работе с малой нагрузкой в течение длительного времени в этом промежутке откладывался нагар, который занимал большую часть зазора, затем, когда осуществлялся резкий переход на полную мощность, тепловое расширение поршня приводило к плотному прилеганию нагара головки поршня к стенкам, что вызывало сильный задир, а иногда и заклинивание поршня.
Что касается конструкции, были преодолены некоторые конструктивные затруднения, возникающие из-за залегания уплотнительных колец в головке цилиндров. После испытания многочисленных вариантов было выяснено, что наилучшие во всех отношениях результаты были получены при использовании обычных стандартных колец с концами, подвергнутыми термической обработке, и немного закругленными во избежание поломки при их прохождении окон гильзы. Их оптимальный рабочий зазор равнялся, приблизительно 0,005 D. Для уменьшения расхода масла внизу гильзы устанавливалось сжимающее маслосъемное кольцо. Оно оказалось вполне эффективным и оставляло еще достаточно масла для смазки наружной поверхности гильзы.
Вызывала недоумение высокая величина механического КПД установки, определенная по результатам проворачиванием и подтвержденная высокими действительными показателями, так как, не смотря на относительно тяжелые возвратно-поступательно движущиеся части, полное трение при проворачивании было меньше, чем у двигателя с тарельчатыми клапанами.
Трудно было предположить, что мощность, необходимая для привода гильзы, с ее очень большой трущейся поверхностью, может быть меньше совсем незначительной мощности затрачиваемой на привод клапанов.
Было сделано предположение, что причина повышенного механического КПД двигателя скрывается в самой движущейся гильзе. Ведь гильза движется относительно цилиндра всегда — причем почти с одинаковой угловой скоростью (только вектор движения поворачивается), что является идеальным условием для жидкостной смазки, и эта скорость относительно низкая.
Казалось бы, потери на жидкостное трение на такой большой площади должны быть большими. Кроме этого, при комбинированном воздействии газов, трение гильзы значительно увеличивается в определенные периоды цикла. Например, исследование зубьев шестерен привода гильзы показали заметно увеличенную нагрузку за период приблизительно в 120° угла поворота коленчатого вала; соответствующие приблизительно 30° градусам конца хода сжатия и 90° начала хода расширения. Подсчет показал, что упругой деформация тонкой гильзы при максимальных давлениях газа достаточно, чтобы выбрать все допускаемые рабочие зазоры, и что из-за этого масляная пленка должна быть сильно нагружена в определенные периоды цикла. Однако исследования зубьев шестерен привода показало также, что увеличение нагрузки на зубья шестерен имело место и в периоды, когда поршень двигался в одном направлении с гильзой.
Предположения подтверждались и экспериментальными данными, что движущаяся гильза — приводит к уменьшению трения поршней.
Причину искали долго — и в конце концов нашли. Уже в то время было известно, что в обычном неподвижном цилиндре или гильзе смазка поршня и поршневых колец близка к граничной смазке (практически сухому трению) на любом конце хода поршня. Т.е. когда относительная скорость движения между поршнем и цилиндром стремится к нулю, кольца выдавливают смазку из-под себя, и жидкая смазка не возобновляется до тех пор, пока поршень не прошел некоторую часть своего хода (пока жидкая смазка не забьется под кольцо). Поэтому оказалось, что при непрерывном движении гильзы, даже в то время, когда поршень находится в покое, поддерживается жидкостное трение в продолжение всего цикла.
Это подтверждается эксплуатацией тысяч авиационных двигателей и тем обстоятельством, что резко локализованный износ, всегда обнаруживаемый на гильзах в двигателях с тарельчатыми клапанами в местах остановки поршневых колец в вмт., отсутствует при гильзовом газораспределении.
Кроме того, более поздние исследования, когда была применена техника измерения температуры при помощи плавких вставок, подтвердили, что и температура поршней двигателей с гильзовым газораспределением и жидкостным охлаждением немного ниже, чем температура поршней двигателя с тарельчатыми клапанами той же самой мощности и размерности. На первый взгляд это может показаться неожиданным, если иметь в виду тот факт, что теплота от поршня к охлаждаемым стенкам цилиндра должна пройти через гильзу и масляную пленку.
Однако исследования потоков теплоты, выполненные при помощи термопар показали:
При условии, что рабочий зазор между гильзой и цилиндром поддерживается малым, движущаяся масляная пленка является очень эффективным проводником теплоты.
Движение гильзы очень эффективно способствует передаче теплоты от одной зоны цилиндра в другую и устранению локализованных зон высокой температуры; поэтому температурный градиент по длине цилиндра намного более плавный, чем в любом другом двигателе с неподвижной гильзой, и, следовательно, температурный перепад на границе вода-металл также значительно ниже.
На основе все тех же экспериментальных данных выяснилось, что передача теплоты от поршня к поворачивающей гильзе больше, чем к неподвижной гильзе.
Кроме этого, в двигателях с воспламенением от сжатия, головка цилиндра не загромождена клапанами, что дает полную свободу в выборе формы и объема камеры сгорания, и позволяет в широких пределах регулировать движение воздуха в цилиндрах.
Как известно, в двигателях с воспламенением от сжатия давления сгорания намного выше, чем в двигателях с искровым зажиганием, и соответственно в первых же экспериментах, когда были получены давления порядка 84.5-105 кг/см2, произошли поломки чугунных гильз. Одну из гильз выдуло через одно из окон в цилиндре, а в другом случае гильза треснула от верхней кромки одного из окон до верхнего края. После замены чугунной гильзы на сталь поломки гильз прекратились.
Несмотря на очень высокие давления газов, все же не было доказательств значительного трения гильзы, не было и каких-либо признаков разрушения привода.
И бензиновая, и дизельные установки в дальнейшем показали очень высокие результаты. На бензиновой установке с октановым числом около 60 было достигнуто среднее эффективное давление 10.3 кг/см.2 с минимальным расходом топлива 202 г/л.с.ч ( 274г/кВт.час). А на двигателе с воспламенением от сжатия и со средним эффективным давлением 8.5 кг/см.2 на границе дымления — даже минимальный расход топлива 161 г/л.с.ч ( 219 г/кВт.час). Позднее на таком же, только многоцилиндровом двигателе был достигнут минимальный расход топлива всего 154 г/л.с.ч ( 209 г/кВт.час).
Это очень хорошие показатели и для современных дизельных двигателей.
Чрезвычайно интересна также и полученная Рикардо оптимальная форма окон в гильзе и ответных окон в блоке цилиндров:
Должно быть очевидным, что в размерности окон есть две переменных:
вертикальный ход, определяющий высоту или глубину окон;
угловое движение, которое влияет на ширину и, следовательно, на количество окон.
Поэтому полная располагаемая площадь окон обуславливается исключительно вертикальным движением. Если наполовину сокращается угловое перемещение, то можно просто использовать удвоенное число окон. В практике, конечно, не желательно иметь много окон, как, впрочем, и малое их число.
В практике ширина любого окна должна быть такой, чтобы уплотнительные кольца головки цилиндра проходили их безопасно. И чтобы в случае высоких рабочих давлений, развиваемых двигателем, не происходило бы выдувания гильзы через окна цилиндра — для этого оставалось бы достаточно места для опорных поверхностей.
Опять же, возникает вопрос удобной конструкции самого привода. Так, например для восьми окон (три выпускных и пять впускных) требуется привод с достаточно узким эллипсом. В большинстве же случаев достаточно иметь всего пять окон (три впускных и два выпускных), тем более, что такая комбинация соответствует самому простому кривошипному приводу. Одно окно в гильзе при этом используется как окно общего назначения (и для впуска, и для выпуска).
В результате оптимизаций параметров для бензинового двигателя с Dцил. = 68.5 мм и ходом поршня L = 90 мм и с максимальными оборотами 6000 об/мин. использовалась гильза толщиной всего 1,27 мм.
В дальнейшем, на базе экспериментальных установок Рикардо были выпущены 6-цилиндровые автомобильные двигатели фирмы Воксхолл, а также авиационные двигатели «Геркулес» фирм Бристоль и Центаурус. Впоследствии по такой схеме выполнили двигатель фирмы Napier «Sabre», а еще позднее двигатель от фирмы Роллс-Ройс — «Игл».
Это вот двойной горизонтально-оппозитный (так называемый H-образный) мотор Napier Sabre. Весьма вычурный, надо заметить.
Начало работ над Napier Sabre — конец 1935 года, целью было построить мотор с небывалой для того времени мощностью в 2000 л.с. И это было достигнуто — в марте 1939 года Sabre выдал 2050 л.с., став первым в мире авиамотором, преодолевшем двухтысячесильный рубеж. 24 цилиндра, хрен ли вы думали.
Было найдено, что гильзовое газораспределение, ввиду отсутствия горячих выпускных клапанов, отсутствия отравления выхлопа свинцом и компактной формы каморы сгорания с центральным расположенном свечи зажигания, может обеспечить получение более высокой мощности в пределах, устанавливаемых бездетонационной работой.
Был сделан тщательный анализ различных возможных форм гильзового газораспределения, и наиболее подходящей была признана система газораспределения с одной гильзой, имеющей комбинированное возвратно-поступательное и вращательное движение, как это было запатентовано Бертом и Мак-Колумом почти полвека назад. При необходимости такой двигатель мог также допустить наличие значительно более высокого относительного содержания тетраэтилсвинца в топливе. В то время октановое число топлива было очень низким, а тетраэтилсвинец был почти единственным средством заметного его повышения, так что получаемые преимущества были очень существенными.
Следующим шагом в развитии двигателей с гильзовым газораспределением стала разработка и испытания конструкций с алюминиевыми цилиндрами и блоками (в то время еще только начинали появляться кремнисто-алюминиевые сплавы). Больше всего сомнений было в значительных тепловых расширениях цилиндров двигателя. Необходимо было обеспечить надлежащий рабочий зазор между гильзой и цилиндром, чтобы можно было пустить двигатель из холодного состояния при самой низкой окружающей температуре. И здесь важна не относительная, а абсолютная величина теплового зазора. На двигателях с диаметром цилиндров до 127 мм и стальной гильзе это условия были вполне приемлемыми, и обеспечивали практически безизносную работу двигателя в течение длительного времени.
Требования снижения веса, особенно для авиационных двигателей потребовало особого подбора материалов для пары поршень-гильза-блок. Требовались алюминиевые сплавы для блока, что было конечно самым перспективным направлением, особенно кремнисто-алюминиевые композиции (сплавы типа АК 4), но это то и составляло одну из основных сложностей при постройке двигателя с гильзовым газораспределением. А для двигателей с воздушным охлаждением, где теплонапряженность гораздо выше, эта проблема стояла еще острее.
При постройке двигателя из легкого сплава с воздушным охлаждением гильзы стали изготавливать из аустенитной стали; при таком сочетании материалов разница в тепловом расширении цилиндра и гильзы уменьшилась приблизительно до 1,3:1 с 2,6:1 при обычном алюминиевом сплаве и обычной углеродистой стали.
Но простая аустенитная сталь в качестве материала для трущейся поверхности оказалась неудовлетворительной. В то время как наружная поверхность достаточно хорошо работала по поверхности цилиндра, она не отвечала требованиям работы поршневых колец, которые сильно срабатывались, а на гильзе и юбке поршня образовывались сильные задиры. Накатка, дробеструйка и хромирование ничего не улучшило, поэтому было принято решение временно перейти на толстостенные чугуны, которые можно азотировать.
Впоследствии фирма Бристоль, которая занималась этой проблемой, смогла преодолеть основные сложности при мехобработке и закалке, после которой происходило искривления гильзы. Правда, отшлифованная чистая и очень твердая поверхность затрудняла смазку из-за недостатка смачивания поверхности, что представляло новую проблему, которую вновь удалось решить применением технологии «сатин-финиш», аналога современного хонингования с последующим суперфинишированием.
После устранения этих трудностей отлитая центробежным способом азотированная гильза из аустенитной стали оказалась наилучшей во всех отношениях для всех двигателей с гильзовым газораспределением, в том числе и для двигателей с воздушным охлаждением. Единственным недостатком является ее низкая теплопроводность.
Двигатели с воспламенением от сжатия с гильзовым газораспределением также обладали неплохими весовыми показателями. Так, еще в 1930 году фирма Роллс-ройс на двигателе «Кестрелл» при весе 336 кг получила максимальную мощность в 340 л.с. при расходе 172 г/л.с.ч (234 г/кВт.ч), что еще не являлось окончательным решением. Несколько лет спустя этот двигатель был установлен на гоночный автомобиль, установивший мировой рекорд скорости в 270 км/час, лучший для дизельного двигателя того времени.
Четырехтактный бесклапанный поршневой двигатель внутреннего сгорания
Изобретение может быть использовано в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Четырехтактный бесклапанный поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит рабочие цилиндры с поршнями, коленчатый вал поршней рабочих цилиндров, цилиндры газораспределения с поршнями и впускными и выпускными окнами и коленчатые валы поршней цилиндров газораспределения. Каждый рабочий цилиндр (14) имеет, по крайней мере, четыре цилиндра (7), (8), (9), (10) газораспределения, из них два цилиндра (8), (10) с выпускными окнами и два цилиндра (7), (9) с впускными окнами. Выпускные (впускные) окна цилиндров (7), (8), (9), (10) газораспределения открываются последовательно по ходу вращения их коленчатых валов. Поршни цилиндров (7), (8), (9), (10) газораспределения имеют дезаксиальные кривошипно-шатунные механизмы. Выпускные окна первого газораспределительного цилиндра (8) открываются поршнем первыми в начале выпуска при обратном ходе дезаксиального кривошипно-шатунного механизма. Выпускные окна второго газораспределительного цилиндра (10) открываются поршнем при открытых выпускных окнах первого газораспределительного цилиндра (8) при прямом ходе дезаксиального кривошипно-шатунного механизма. Впускные окна третьего цилиндра (7) газораспределения открываются поршнем первыми в начале впуска при обратном ходе дезаксиального кривошипно-шатунного механизма. Впускные окна четвертого газораспределительного цилиндра (9) открываются поршнем при открытых впускных окнах третьего газораспределительного (7) цилиндра при прямом ходе дезаксиального кривошипно-шатунного механизма. Технический результат заключается в улучшении газообмена рабочих цилиндров двигателя. 2 ил.
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности, к поршневым двигателям внутреннего сгорания.
Разнообразие областей применения поршневых двигателей внутреннего сгорания обуславливает и разнообразие конструкций, размеров и массы их [2, стр.9-13].
В качестве аналога можно представить тепловозный дизель 10Д100, рядный, двухтактный, бесклапанный, вертикальный, с противоположно движущимися поршнями, с двумя коленчатыми валами, связанными через вертикальную передачу [1, стр.276-82]. Выпускные окна открываются нижними поршнями, а впускные окна верхними поршнями [1, стр.281, рис.165]. Нижний коленчатый вал опережает верхний на 12 градусов, что определяет режим выпуска, прямоточной продувки, дозарядки цилиндра воздухом давлением выше атмосферного, и определяет, что нижний коленчатый вал развивает 70% мощности двигателя. Недостатком такого технического решения является снижение мощности на единицу массы двигателя за счет верхней, запаздывающей поршневой группы.
Наиболее близким по технической сути или прототипом является двигатель из патентного документа DE 4138983 A1 опубликованного 03.06.1993, где четырехтактный бесклапанный поршневой двигатель, содержит рабочие цилиндры с поршнями, коленчатый вал поршней рабочих цилиндров, цилиндры газораспределения с поршнями, впускными и выпускными окнами, коленчатые валы поршней цилиндров газораспределения, каждый рабочий цилиндр имеет, по крайней мере, четыре цилиндра газораспределения, из них, два цилиндра с выпускными окнами и два цилиндра с впускными окнами, причем, выпускные (впускные) окна цилиндров открываются последовательно по ходу вращения их коленчатых валов. Недостатком такого технического решения является ослабленный газообмен в момент начала или окончания выпуска (впуска), определяемый скоростью перемещения поршней в цилиндрах газораспределения в зоне выпускных (впускных) окон при аксиальных кривошипно-шатунных механизмах этих поршней.
Задачей изобретения является улучшить систему газообмена четырехтактного бесклапанного двигателя внутреннего сгорания, что сделает заявляемый двигатель эффективнее прототипа. Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом четырехтактном двигателе поршни цилиндров газораспределения приводятся в движение коленчатыми валами через дезаксиальные кривошипно-шатунными механизмы. Для улучшения газообмена двигателя открывания и закрывания выпускных (впускных) окон используется обратный ход (большая скорость) дезаксиального кривошипно-шатунного механизма. Следовательно, заявляемый двигатель эффективнее прототипа.
Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ БЕСКЛАПАННЫЙ ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ будет эффективнее прототипа. Автору не известна подобная конструкция двигателя, где поршни цилиндров газораспределения приводятся в движение через дезаксиальные кривошипно-шатунными механизмы. Следовательно, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения с прототипом позволило выявить в нем признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Изобретательский уровень».
Сущность технического решения подтвеждается чертежом (фиг.2). На фиг.2 представлен один цилиндр заявляемого двигателя, где рабочий цилиндр 14, ось коленчатого вала рабочего цилиндра 13, цилиндры газораспределения с выпускными окнами 8, 10, цилиндры газораспределения с впускными окнами 7, 9, оси коленчатых валов поршней цилиндров газораспределением 11, 12. Коленчатый вал поршней рабочих цилиндров вращается в два раза быстрее, чем коленчатые валы поршней цилиндров газораспределения. Поршни цилиндров газораспределения имеют дезаксиальные кривошипно-шатунные механизмы. Для улучшения газообмена двигателя открывания и закрывания выпускных (впускных) окон используется обратный ход (большая скорость) дезаксиального кривошипно-шатунного механизма. Следовательно, заявляемый двигатель эффективнее прототипа.
Для понимания сущности технического решения предлагаемого автором приведу подробное описание дезаксиального кривошипно-шатунного механизма и заявляемого двигателя с ним. На фиг.1 представлен дезаксиальный кривошипно-шатунный механизм с эксцентриситетом 6, где поршень 1 в положении верхней мертвой точки, а поршень 2 в положении нижней мертвой точки, шатун 4. При прямом ходе угол поворота кривошипа больше 180 градусов на угол 3, а обратном на тот же угол меньше. Следовательно, скорость перемещения поршня в отношении угла поворота кривошипа 5 при прямом ходе меньше, а обратном ходе больше, чем у аксиального кривошипно-шатунного механизма [4, стр.195-199]. На фиг.2 представлен один цилиндр заявляемого двигателя, где рабочий цилиндр 14, ось коленчатого вала рабочего цилиндра 13, цилиндры газораспределения 8, 10 с выпускными окнами, цилиндры газораспределения 7, 9 с впускными окнами, оси коленчатых валов поршней цилиндров газораспределения 11, 12. Коленчатый вал поршней рабочих цилиндров вращается в два раза быстрее, чем коленчатые валы поршней цилиндров газораспределения. Поршни цилиндров газораспределения имеют дезаксиальные кривошипно-шатунные механизмы [4. стр.195-199]. Выпускные окна цилиндра 8 открываются первыми в начале выпуска, поршнем его с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом на обратном ходе (большая скорость). Вторыми, через определенный угол поворота коленчатых валов, открываются выпускные окна цилиндра 10 (при открытых окнах цилиндра 8) поршнем с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом на прямом ходе (меньшая скорость). Определенный угол поворота коленчатых валов открыты выпускные окна цилиндров 8, 10. Далее, через определенный угол поворота коленчатых валов, закрываются выпускные окна цилиндра 8 на прямом ходе (меньшая скорость) поршнем с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом. Далее, через определенный угол поворота коленчатых валов, закрываются выпускные окна цилиндра 10 на обратном ходе (большая скорость) поршнем с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом. Впускные окна цилиндра 7 открываются первыми в начале впуска, поршнем его с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом на обратном ходе (большая скорость) Вторыми, через определенный угол поворота коленчатых валов, открываются впускные окна цилиндра 9 (при открытых окнах цилиндра 7) поршнем с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом на прямом ходе (меньшая скорость). Определенный угол поворота коленчатых валов открыты впускные окна цилиндров 7, 9. Далее, через определенный угол поворота коленчатых валов, закрываются впускные окна цилиндра 7 на прямом ходе (меньшая скорость) поршнем с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом. Далее, через определенный угол поворота коленчатых валов, закрываются впускные окна цилиндра 9 на обратном ходе (большая скорость) поршнем с дезаксиальным кривошипно-шатунным механизмом. Начало выпуска (впуска) и окончание их совершается поршнями на большой скорости. В средине выпуска (впуска) при максимальной скорости поршня в рабочем цилиндре открыты окна двух цилиндров газораспределения.
Следовательно, конструкция ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО БЕСКЛАПАННОГО ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ с дезаксиальными кривошипно-шатунными механизмами поршней цилиндров газораспределения улучшить газообмен в сравнении с прототипом, увеличит мощность, экономичность заявляемого двигателя, следовательно, сделает производство его экономически эффективным.
Источники информации, принятые во внимание при написании:
1. А.Э. Симсон А.З. Хомич и др. Двигатели внутреннего сгорания. Тепловозные дизели. Газотурбинные установки. — М.: Транспорт, 1980. 383 с.
2. А.С. Орлин М.Г. Круглов и др. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. — М.: Машиностроение, 1984. 382 с.
3. А.С. Орлин М.Г. Круглов и др. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей. — М. Машиностроение, 1983. 374 с.
4. И.И. Артоболевский. Теория механизмов. — М.: Наука, 1967. 719 с.
5. Патент DE 4138983 опубликован 03.06.1993.
Четырехтактный бесклапанный поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий рабочие цилиндры с поршнями, коленчатый вал поршней рабочих цилиндров, цилиндры газораспределения с поршнями и впускными и выпускными окнами и коленчатые валы поршней цилиндров газораспределения, каждый рабочий цилиндр имеет, по крайней мере, четыре цилиндра газораспределения, из них два цилиндра с выпускными окнами и два цилиндра с впускными окнами, причем выпускные (впускные) окна цилиндров газораспределения открываются последовательно по ходу вращения их коленчатых валов, отличающийся тем, что поршни цилиндров газораспределения имеют дезаксиальные кривошипно-шатунные механизмы, причем выпускные окна первого газораспределительного цилиндра открываются поршнем первыми в начале выпуска при обратном ходе дезаксиального кривошипно-шатунного механизма, выпускные окна второго газораспределительного цилиндра открываются поршнем при открытых выпускных окнах первого газораспределительного цилиндра при прямом ходе дезаксиального кривошипно-шатунного механизма, впускные окна третьего цилиндра газораспределения открываются поршнем первыми в начале впуска при обратном ходе дезаксиального кривошипно-шатунного механизма, а впускные окна четвертого газораспределительного цилиндра открываются поршнем при открытых впускных окнах третьего газораспределительного цилиндра при прямом ходе дезаксиального кривошипно-шатунного механизма.
роторно-поршневые, газотурбинные, бесклапанные, с переменной степенью сжатия
Двигатель – это сердце автомобиля, его главный элемент и рабочая сила. От характеристик двигателя зависит все функционирование автомобиля – скорость и качество езды, расход топлива, производительность, удобство управления. Большинство транспортных средств комплектуются стандартными двигателями внутреннего сгорания, в которых воспламенение бензина или дизеля происходит от контакта с искрой. Немного усовершенствованную конструкцию имеют дизельные моторы, в которой возгорание топливно-воздушной смеси происходит под сжатием и повышенной температурой.
Существуют также минимум 7 типов двигателей, которые могут демонстрировать отличные показатели производительности в легковых и грузовых авто. Однако они не эксплуатируются на рынке. Почему? В чем их преимущества и особенности? Расскажем обо всем в данной статье.
Содержание:
Двигатель Стирлинга
Роторно-поршневые двигатели
Газотурбинный двигатель
Двигатель с переменной степенью сжатия
Двигатель с разделенными циклами
Бесклапанный двигатель
Двигатели с циклами Аткинсона и Миллера
Двигатель Стирлинга
Первым рассмотрим двигатель Стирлинга. Представляет собой замкнутый герметичный агрегат, в котором находится рабочая жидкость или инертный газ. Сгорание вещества происходит вне пределов закрытой камеры. Во время рабочего цикла в условиях перепадов давления происходит попеременное охлаждение или нагрев рабочего вещества. В качестве последнего может выступать не только топливно-воздушная смесь, но любое вещество, отдающее тепло.
Двигатель активно используется во время создания крупных морских суден, например подводных лодок. Он внедряется в конструкции солнечных электростанций.
Высокий КПД работы мотора достигается грамотным использованием физических свойств газа. Известно, что нагретый газ быстро расширяется. Поэтому нагрев и охлаждение рабочего вещества в двигателе происходят циклично. Сначала объем нагревается, инертные газы расширяются, толкая поршневой механизм, перемещаются к охлаждающему элементу, снижают температуру и из-за этого быстрее сжимаются. Затем снова происходит нагрев. Принцип работы позволяет быстро проводить сжатие в условиях снижения температуры. Мощность двигателя увеличивается.
Подходящими газами для такого типа двигателя являются гелий и водород. Реже используются пропан-бутан, оксид азота IV и фторсодержащие насыщенные углеводороды.
Роторно-поршневые двигатели
В отдельную группу можно выделить двигатели внутреннего сгорания, имеющие роторно-поршневую конструкцию. Такие процессы, как воспламенение искры и горение топлива, охлаждение рабочей камеры происходят в агрегате по тому же принципу работы, как и в классическом двигателе внутреннего сгорания. Но в РДВС отсутствуют элементы, которые снижают КПД стандартного мотора: нет сложной системы впрыска и выпуска, максимально упрощено кривошипно-шатунное устройство. Зато имеется установленный на валу трехвершинный ротор, который движется по траектории неровной окружности, разделяя рабочий объем на три пространства.
Двигатели используются для оснащения лодок и некоторых автомобилей класса B и выше. В советское время роторно-поршневой двигатель ВАЗ оснащал модели личных авто (ВАЗ-411, ВАЗ-21018, ВАЗ-2115-91).
Двигатель Ванкеля
Двигатель Ванкеля – одна из вариаций РДВС – во второй половине XX века очень любили инженеры компаний Mazda и Citroen. И сейчас, судя по анонсам компании Mazda, эта любовь к роторно-поршневому двигателю Renesis возвращается.
Ротор в данной конструкции вращается благодаря давлению топливных паров. Принцип работы – во взаимодействии со статичной деталью цилиндра – статором, контакт проходит через пару шестерен (одна расположена на теле ротора, другая – на теле мотора). Во время обращения внутреннее покрытие рабочей камеры, в которой происходит воспламенение, контактирует со всеми тремя вершинами ротора. Передача крутящего момента обеспечивается трансмиссией и валом.
За один цикл оборота вала ротор меняет свое положение более, чем на 100 градусов, и в каждом из пространств, очерченных его вершинами, прорабатывается стандартный цикл работы ДВС. Получается, за один оборот вала трижды воспроизводится рабочий процесс поршневого моторного механизма.
Минимальное количество необходимых компонентов делают двигатель Ванкеля малогабаритным и простым в эксплуатации. Среди недостатков — слабая герметизация зазоров, особенно между цилиндром и ротором, что приводит к большим тратам на смазки и технические масла, которые нужно постоянно обновлять.
Газотурбинный двигатель
В принципе работе газотурбинного двигателя задействован компрессор, который сжимает газовую смесь и направляет ее в камеру сгорания. Воспламенившееся горючее в этой же камере является источником, формирующим газовые объемы высоких температур, которые высвобождают большое количество тепловой энергии.
Внутри газовой турбины, которая представляет собой агрегат с роторно-лопастными дисками и статором, идет преобразование полученной ранее тепловой энергии в механическую силу, воздействующую на вал. Каждое валовое обращение сжимает газовую смесь в нагнетателе. Остаточные объемы энергии газов, не задействованные в этом процессе, устремляются к соединенным устройствам или преображаются в силу тяги.
Газотурбинный двигатель обладает высокой мощностью. КПД зависит от предельного уровня давления во время сжатия и номинальной скорости вращения ротора газовой турбины. Чем выше показатели, тем больше производительность мотора, причем вне зависимости от его габаритов.
Газотурбинный механизм постоянно обновляется за счет появления материалов с новыми физическими свойствами, выдерживающими предельные температуры и сильные перепады давления и от этого пригодные для изготовления деталей конструкции. Разработки активно внедряются в производство электростанций, железнодорожных составов и летательных аппаратов, военной техники. В качестве горючего может использоваться не только бензин, но и генераторный газ, метан и другие природные газы, спирт.
Конструкция активно использовалась автомобильными компаниями Fiat, GM, Lotus, Ford в 50-70-хх годах прошлого столетия, а бренд Chrysler даже запустил линейку экспериментальных автомобилей. От ГТД решено было отказаться из-за недостатков — высоких затрат на топливные продукты и повышенного уровня шума.
Двигатель с переменной степенью сжатия
Над моторной системой с переменной степенью сжатия в 2000-х годах работали инженеры брендов Infiniti, Saab и Volkswagen.
В классических конструкциях степень сжатия – стабильная величина, которая определяется структурой тела мотора, октановым числом бензина и изначальными химическими свойствами нефтяного сырья. Степень сжатия определяется разницей между рабочим объемом при нахождении поршня в максимально нижнем положении и объемом при его верхнем положении.
Инженеры автомобильных компаний пришли к выводу, что изменение степени сжатия в соответствии с нагрузкой на мотор, объемом и свойствами топливно-воздушного вещества позволяет увеличивать мощность двигателя. Разработчики пытались добиться результата тремя принципами работы:
Установкой второго поршня внутри рабочей камеры.
Регулировкой подъема коленчатого вала – чем выше поднимается механизм, тем выше поднимается сам поршень, меняя камерный объем и степень сжатия.
Подъем цилиндров с разделением их на две группы.
Несмотря на существенные преимущества — снижение минимум на 30% затрат на топливо и возможность заправки любой маркой бензина вплоть до премиальной АИ-98, было решено свернуть проект. Причина – громоздкость конструкций и высокие траты на дополнительное оснащение мотора.
Двигатель с разделенными циклами
В двигателях современных машин все четыре рабочих цикла осуществляются внутри одного цилиндра. Пытаясь увеличить производительность мотора, в 2000-х годах инженеры сразу нескольких компаний презентовали моторы, в которых для каждого рабочего цикла предназначался отдельный цилиндр. Каждая компания представила свой принцип работы двигателя с разницей в несколько лет – всего модификаций было три.
Двигатель Скудери (Scuderi Split Cycle Engine)
Двигатель Скудери представлен производственно-инженерной компанией Scuderi Group в 2009 году. 4 цикла работы мотора были соотнесены попарно с двумя соединенными цилиндрами. Первый цилиндр отвечает за впуск, в нем происходит сжатие. Температура в пространстве остается стабильной. Во втором цилиндре температура выше – здесь происходит возгорание топливно-воздушной смеси и выхлоп. Объемы соединены между собой транзитной магистралью. Второй цилиндр начинает функционировать только после того, как поршень покидает положение верхней «мертвой» точки и двигается вниз.
Получается следующий принцип работы – когда во втором цилиндре из-за повышения температуры газы расширяются, в первом происходит очередной впуск. Во время выпуска, в первом резервуаре – активация процесса сжатия. До верхней «мертвой» точки поршень добирается в конце процесса сжатия, после этого вещество перемещается по магистралям в силовой цилиндр, где сгорает.
Разработчикам действительно удалось добиться повышения КПД, снижения трат на горючее на 25% и уменьшения количества вредных выхлопов, попадающих в окружающую среду. Но проект имел недостатки – средства, затраченные на разработку и реализацию модели двигателя, не окупались даже достигнутым экономным расходом топлива.
Двигатель Paut Motor
Paut Motor – инженерный концерн из Хорватии, который в 2011 году представил двигатель с разделенными циклами. По принципу работы новинка была аналогична разработке Скудери, сжатие и воспламенение смеси так же происходило в разных цилиндрах, соединенных переходной магистралью. Устройство работало в двухтактном режиме.
Конструкторы Paut Motor немного упростили внешний вид двигателя Scuderi, убрав или изменив габаритные детали, однако не удалось избавиться от внешнего резервуара для технической смазки. Представленный общественности опытный образец мотора имел свои преимущества — меньшие по сравнению со стандартным двигателем размеры, низкие уровень шума и вес. Однако и этот инвестпроект оказался финансово неудачным.
Двигатель Bonner
Двигатель от американского холдинга Bonner представлен в 2006 году. От двух предыдущих он отличается замысловатым принципом работы. Двухтактный четырехцилиндровый мотор оборудовался распределительными клапанами для газового объема и вращающимся роторным золотником. Расположение цилиндров относительно друг друга напоминало букву Х, а поршни могли менять свое положение и изменять степень сжатия в зависимости от загруженности ДВС и количества расходуемого горючего, как в экспериментальных двигателях Infinity и Saab.
Вероятно, именно комплексность схемы стала препятствием на пути коммерческой реализации проекта, и инвесторы отказались дальше обеспечивать финансами разработку.
Бесклапанный двигатель
Интересно, как решалась проблема повышения КПД двигателя на заре массового распространения машин в начале XX века? Любопытная разработка того времени – бесклапанный двигатель Чарльза Найта. Он предложил заменить грибовидные клапаны на муфтовые, функционирующие по принципу работы золотника – ротор двигался вокруг поршня благодаря механическому валу, своевременно открывая и закрывая при этом отверстия на впуск / выпуск. Процесс был тихим и плавным, повышал эксплуатационные характеристики ДВС. Идея была реализована в компаниях Mercedes-Benz, Peugeot и Daimler. Отказаться от бесклапанного двигателя пришлось из-за усовершенствования материалов классических клапанов и значительного повышения скорости вращения мотора.
Двигатели с циклами Аткинсона и Миллера
Разработчики деталей для автомобиля никогда не теряли надежду найти эффективную альтернативу четырехтактному двигателю. И в середине прошлого века сразу два ученых предложили интересные способы уменьшения количества тактов.
Первый – Аткинсон – таким образом модернизировал принцип работы коленчатого вала, что, когда поршень даже еще не достиг верхней точки, впускные клапаны блокируются, а сам ход поршня во время сжатия и возгорания становится короче. Таким образом, один оборот вала полностью соответствовал всем четырем рабочим тактам (против двух оборотов у стандартного ДВС).
Инженер по фамилии Миллер предложил оставить привычный ход поршня, но при этом изменить время блокировки впускных клапанов или цикла сжатия. Регулировались циклы закрытием самих клапанов – либо раньше окончания впуска, либо позже, но не одновременно с ним. А поскольку сокращается время на сжатие топливно-воздушной смеси, то во время горения вещество расширяется максимально, повышая тепловую эффективность всего механизма.
Компании Toyota, Lexus, Ford, Nissan и Honda пробовали оснащать модели авто двигателями с циклами Аткинсона или Миллера и добивались при этом высокой экологичности. Слабый крутящий момент на низких оборотах подразумевает работу такого мотора с дополнительной электротягой – разработка стала истоком выхода на рынок гибридных автомобилей.
#Автомобиль
Статьи по теме
Как заправиться до полного бака на автоматической АЗС, самообслуживания, сколько литров помещается в бак#АЗС#Автомобиль
2426 просмотров
Марки бензина в СССР за весь период и стоимость бензина#Бензин#Автомобиль
2132 просмотра
Раскоксовка двигателя без разборки: что это, чем лучше делать (керосином, водородом, Лавр, Валера)#Автомобиль
1693 просмотра
Что такое АЗС, ТРК, СУГ, КПГ#Автомобиль#АЗС
1372 просмотра
Устройство автомобиля: двигатель внутреннего сгорания, трансмиссия, ходовая часть, рулевое управление, тормозная система, электрооборудование#Автомобиль
1285 просмотров
Кому принадлежит Лукойл: чья компания Лукойл?#Автомобиль#АЗС
1105 просмотров
Необычные моторы: топ-7, история, характеристики
Статья о необычных силовых агрегатах: топ-7, их история, технические характеристики, особенности. В конце статьи — видео про удивительные двигатели.
Содержание статьи:
Бесклапанный мотор Knight Sleeve Valve
Wankel Rotary Mazda
Eisenhuth Compound
Bugatti Veyron W16
Panhard Flat-Twin
Commer Rootes TS3
Twin-Crank Twin
Видео про удивительные двигатели
История автомобилестроения — это, в первую очередь, история двигателя. Первые моторы, которые стали основой современного ДВС, были технологическим прорывом в свое время, многие из них до сих пор легко узнать.
Какие самые необычные моторы были сконструированы за последние сто лет? Предлагаем топ-7 необычных двигателей, которые достигли серийного производства.
1. Бесклапанный мотор Knight Sleeve Valve
С начала 20 века инженеры трудились над разработкой двигателя внутреннего сгорания с большой мощностью и минимальным потреблением топлива. Рабочая скорость первых моторов долгое время оставалась минимальной — первые автомобили едва могли развить скорость в 50 км/ч.
Технологический прорыв совершил Чарльз Найт, когда в 1905 году начал проектировать моторы, где вместо тарельчатого впускного и выпускного клапана использовалась втулка.
Преимущества моторов Найта были на 1909 год очевидны. Двигатели издавали минимальный шум, клапан с втулкой работал более плавно, но в Америке к 1910 году ни один производитель не был готов ставить моторы на поток.
Основным недостатком нового двигателя было его дорогое производство и точность расчетов — допуск между поршнем, стенками цилиндра и гильзой должен быть рассчитан до микрона. Изобретатель посчитал, что европейские компании, которые уже начали выпускать автомобили для элиты, будут более заинтересованы в его разработках.
Расчет оправдался, и в 1909 году контракт на поставку моторов Knight Sleeve Valve подписали компании Даймлер (Англия), Панхард, Левассор (Франция), Минерва (Бельгия).
Компания Mercedes пошла еще дальше — после успешных испытаний, они приобрели эксклюзивное право на 10 лет на производство лицензионного двигателя, и в 1910 дебютировал первый Mercedes-Knight (16/40 Mercedes).
2. Wankel Rotary Mazda
Роторные двигатели Мазда, основанные на разработках немецкого инженера Ванкеля, можно считать порывом 60-х. Эксперименты оказались настолько удачными, что сегодня на Mazda RX-8 стоит последнее поколение первого роторного мотора. Агрегат выдает 9 000 крутящего момента и считается одним из самых надежных в семействе.
В 2003 году двигатель 13B-MSP получил награду как лучший агрегат года и брендовое имя «Renesis».
Преимущества роторного мотора, в сравнении с традиционным поршневым, очевидны. Меньшее количество деталей обеспечивает большую надежность силового блока. Объем, который двигатель занимает в авто, также значительно меньше.
Главное преимущество роторного мотора, которое на все 100% использовали инженеры компании Mazda — это высокий КПД двигателя. Полуторалитровый агрегат стабильно обеспечивает мощность в 250 л.с. и дает высокие показатели крутящего момента.
Одним из главных недостатков Wankel Rotary Mazda и остальных роторных двигателей остается их быстрый износ. Моторы-расходники (их второе название) стабильно ходят до 100 000 км., затем обязательна переборка или покупка нового.
В комплектации 13B-MSP использованы две масляные форсунки новой версии. Производитель заявляет, что его моторы проходят до 350 000 км. Но это не более, чем маркетинговый ход. Суперкар Mazda RX-8 просто не предназначен для спокойного драйва, и пробег в 300 000 возможен только после двух, а иногда и трех капремонтов мотора.
Роторные двигатели от Mazda заслуженно пользуются репутацией экономичных и надежных агрегатов, но только в границах своего ресурса.
3. Eisenhuth Compound
Еще один необычный двигатель, который стал серийным только на один год. Но сама идея, которую выдвинул Д. Айзенхат, достаточно интересна. В начале 20-го века он сконструировал мотор на три цилиндра, где рабочими были два крайних отсека, которые вбрасывали отработанные газы в средний цилиндр. Средний блок в свою очередь выдавал основные параметры КПД.
Изобретатель рассчитывал, что его мотор сможет сэкономить до 40%, но внезапный кризис обанкротил его компанию…
Изобретение инженера не было забыто. Его двигатель получил в дальнейшем техническое наименование «пятитактный двигатель Айзенхата».
4. Bugatti Veyron W16
Ни один рейтинг интересных и необычных моторов не обходится без упоминания о Bugatti Veyron W16 — этом тысячесильном короле моторов. Точно неизвестно, какая идея родилась раньше — построить гиперкар, который бы срывался с места со скоростью в 300 км/ч, или сконструировать двигатель.
Но чудо произошло, и уникальная редкая машина Bugatti Veyron комплектуется не менее уникальным мотором. Veyron W16 проектировался более пяти лет, мотор имеет 64 клапана, четыре турбины, 16 цилиндров, рабочий объем 8 литров, W-компоновка и гарантия пять лет.
Двигатель W16 состоит из двух пар поршневой группы 8-цилиндровых моторов, которые расположены под углом. Каждый клапан оснащен индивидуальным газораспределительным механизмом и турбонагнетателем. Это позволяет мотору показывать мощность до 1040 л.с. Количество всех деталей мотора превышает 3000 единиц.
Инженеры этого королевского силового блока по праву гордятся своим ноу-хау для системы охлаждения. Двигатель не перегревается за счет установки системы охлаждения на два контура, которая состоит из трех радиаторов главного контура и трех радиаторов дополнительных контуров.
Объем охладителя, который идет только на штатную работу главного контура — 40 литров, дополнительный контур подключается к работе во время критических нагрузок и имеет в составе еще 20 литров охладителя.
5. Panhard Flat-Twin
Плоские двухцилиндровые двигатели — не изобретение Рене Панара, основателя автомобильной компании Panhard. Но именно эта небольшая французская компания впервые модернизировала плоский сдвоенный мотор и соединила блок цилиндров и головку в целый алюминиевый корпус.
Объем этого малолитражного мотора не превышал 1 литр (сохранилось два варианта комплектации на 0,61 и 0,85 л.) максимальная мощность была не более 60 л.с., автомобили показывали стабильную динамику и высокую (как для того времени) скорость.
Самым знаменитым родстером, на который устанавливались двухтактные моторы Panhard Flat-Twin, был Dyna Junior. Производство машины продолжалось четыре года и закончилось в 1954 году.
В дизайне мотора присутствовала серия нетрадиционных конструкторских решений. Здесь впервые были установлены торсионы вместо пружин клапана в системе ГРМ, использовалось двойное воздушное охлаждение, впервые для блока был применен алюминий.
6. Commer Rootes TS3
Дизельный двигатель с качающимся коленвалом объемом в 3,261 л. остается одним из самых необычных моторов. Двигатель разрабатывался с 1950 по 1960 год и устанавливался на грузовики компании Commer.
Главной идеей инженера было создать мотор, который бы прекрасно размещался под сидением водителя. Конструкция TS3 предполагала оппозитное расположение поршней, которые работали на два такта.
В 1959 году с конвейера сошел первый грузовик с плоским двигателем и горизонтальными цилиндрами по два поршня на каждом, которые приводили в движение один коленвал.
Большинство оппозитных моторов имеют по коленчатому валу на каждом конце цилиндра. Для этого был установлен специальный шатун, кулисный рычаг и второй шатун. Сам коленчатый вал комплектовался шестью кулисами и шестью кривошипами.
7. Twin-Crank Twin
На звание первого атмосферного двигателя может смело претендовать четырехлитровый мотор от компании Lanchester, который появился в конце 19 века. Мощность первого атмосферника была всего 10,5 л.с., но этот малыш давал 1250 об/мин. Первый сдвоенный двигатель с двумя коленвалами появился в 1897 году и широко использовался всеми первыми автоконцернами.
Форд комплектовал мини-близнецами свои первые модели. В 1903-04 годах Twin-Crank Twin устанавливались на Model A, C и F. Плоские сдвоенные моторы использовались на экономичных автомобилях до конца 20 века, но это были уже не те первые Twin-Crank от Lanchester.
Заключение
В топ не вошли еще десятки инженерных решений, каждое из которых по-своему уникально и интересно. Это, например, 6-литровый монстр Cizeta V16T, который был построен специально для суперкара Чизета, и мотор с неподвижным коленвалом Adams-Farwell и многие другие. Да и знакомые многим «плиты» от БМВ могут смело претендовать на звание если не самого необычного мотора, то «самого необыкновенного» вполне заслуженно.
Видео про удивительные двигатели:
Считается почему-то, что современные машины одноразовые. Покатался три года, продал и пошел за новой. Но это как минимум преувеличение и обобщение. Действительно, есть неудачные двигатели, но это только часть рынка. Люди владеют машинами по 5-7 или даже 10 лет и, страшно сказать, покупают их подержанными! Значит, надежные моторы существуют. Вопрос: как их найти?
Какую машину и с каким мотором купить, чтобы он не только не ломался в течение гарантии, но и не подпадал под отзывные кампании, не требовал дорогих расходных материалов и специального сервисного оборудования. Бегал долго и счастливо, хотя бы и медленнее, расходуя чуть больше горючего, чем более прогрессивные собратья.
В разных классах машин свои лидеры, и, разумеется, более сложные и дорогие машины мало приспособлены для жестких условий эксплуатации, но и у них найдутся свои лидеры и отстающие по необходимому объему обслуживания и вероятности выхода из строя.
Renault 1.6 16v K4M
Малый класс
Начнем с класса В+, благо этот размерчик – один из самых распространенных в России. Сегмент бурно развивается, и машины в нем есть самые различные: и наши Калины-Гранты, и иномарки на любой вкус и кошелек. Почти все машины крайне практичны и особыми инновациями не обременены. Но это только в России, за рубежом такие авто часто оснащаются более прогрессивными моторами. К счастью, «привозных» машин мало, большая часть машин этого сегмента давно прижилась на российской почве и выпускается у нас, либо поставляется в специальных российских комплектациях.
Безусловным лидером является мотор K7M от Renault. Рецепт надежности прост: рабочий объем 1. 6 литра и всего восемь клапанов, никаких сложностей. Привод ГРМ ремнем, гидрокомпенсаторов нет, простой чугунный блок, простой модуль зажигания, вообще никаких «новомодных» штучек. Ставятся такие моторы на «народные» Logan и Sandero и особых хлопот не доставляют. Там просто нечему ломаться, а качество исполнения отличное.
Второе и третье места, пожалуй, стоит отдать моторам ВАЗ-21116 и Renault K4M. Первый мотор тоже 1.6 и восьмиклапанный, простой и надежный. Но подводит временами качество сборки, качество проводки, да и машины с МКПП не самые надежные, потому что коробка не рассчитана на повышенный крутящий момент.
Шестнадцатиклапанный мотор K4M от Рено просто чуть сложнее устроен и чуть дороже. Не так легко переносит высокие нагрузки. Зато устанавливают его не только на Logan, но и на Duster, Megane, Kangoo, Fluence и другие машины.
На фото: ВАЗ-21116
Средний класс
Один из лидеров по надежности в С-классе уже есть – это упомянутый K4M от Рено. Но машины несколько тяжелее, чаще встречаются авто с АКПП, а значит, и требования к мощности чуть выше. Моторы 1.6 будут иметь заведомо меньший ресурс, чем двигатели с рабочим объемом 1.8 и 2 литра, а значит, стоит выделить моторы 1.6 в отдельную группу для тех, кому не нужно ездить быстро.
Наверное, самым простым, дешевым ресурсным мотором для машин в С-классе можно назвать весьма почтенного возраста Z18XER. Конструкция самая что ни на есть консервативная, разве что установлены фазовращатели и регулируемый термостат. Привод ГРМ ремнем, простая система впрыска и хороший запас надежности. Мощности в 140 сил хватает для комфортного движения таким нелегким машинам, как Opel Astra J и Chevrolet Cruse, а также минивэну Opel Zafira.
На фото: двигатель от Opel Astra J
Второе место по надежности можно отдать серии моторов от Hyundai/Kia/Mitsubushi G4KD/4B11. Эти двухлитровые двигатели – наследники знаменитого Mitsubishi 4G63, в том числе и по надежности. Не обошлось без системы регулировки фаз ГРМ, а в его приводе – вполне надежная цепь. Простая система питания и хорошее качество сборки, но цепной привод ГРМ сложнее и дороже, да и сам мотор заметно технологичнее, так что только второе место. Мощность моторов зато заметно выше, все 150-165 л.с. Этого более чем достаточно любой машине С-класса с любой нагрузкой, на трассе и в городе, с АКПП и с «механикой». Ставились такие двигатели на огромное количество машин, тут и Hyundai i30, Kia Cerato, Ceed, Mitsubishi Lancer и другие легковушки и кроссоверы выше классом: Mitsubishi ASX, Outlander, Hyundai Sonata, Elantra, ix35 и Kia Optima.
На третье место вполне может претендовать мотор Renault-Nissan MR20DE/M4R. Этот двухлитровый бензиновый мотор выпускается уже довольно давно, с 2005 года, а по конструкции тоже восходит к «славным предкам» F-серии из 80-х годов. Залог успеха именно в консерватизме конструкции и умеренной степени форсирования. В сравнении с лидерами у него менее надежная ГБЦ, иногда все же вытягивается цепь, но все же он позволяет разменять все триста тысяч километров пробега при аккуратной эксплуатации, да и цена запчастей не зашкаливает.
Младший бизнес-класс
В сегменте D+ тоже популярны двухлитровые моторы из числа лидеров надежности С-класса, и тут они смотрятся неплохо, ведь масса машин отличается уже не так сильно. Но большей популярностью пользуются сложные и «престижные» моторы большой мощности.
Toyota в первый раз встречается в этом рейтинге, но сразу на первом месте в своем классе.
Мотор 2AR-FE мощностью 165-180 л.с. и рабочим объемом 2.5 л устанавливается на один из бестселлеров сегмента D+, на Toyota Camry, и без сомнения является самым распространенным и надежным мотором в своем классе. Устанавливают их и на кросоверы RAV4, и на минивэны Alphard. Мотор достаточно простой, но залог успеха – в качестве исполнения и частом обслуживании машин Toyota.
На фото: двигатель от Toyota Camry
Второе место заслуженно получают моторы G4KE/4B12 компании Hyundai/Kia/Mitsubishi. Эти моторы рабочим объемом 2.4 литра и мощностью 176-180 л.с. устанавливаются на Kia Optima, на Hyundai Sonata, многие другие легковые модели и плеяду кроссоверов Mitsubishi Outlander/Peugeot 4008/Citroen C-Crosser. Конструкция близка к моторам G4KD/4B11, и точно так же они являются наследниками надежных моторов Mitsubisi. Конструкция без каких-то особых изысков в виде прямого впрыска, привод ГРМ цепью плюс фазовращатели. Хороший запас по мощности и ресурсу, не слишком дорогие запчасти – вот залог успеха.
А вот третьего места не будет. Турбомоторы на европейских машинах заметно сложнее в эксплуатации и потенциально уязвимее. Сравнительно надежные турбодизели все же требуют более высокого качества обслуживания. И третье место достается достаточно простым агрегатам, например, уже упомянутому Z18XER на Opel Insignia или Duratec Ti-VCT на Ford Mondeo, и если вам хватает их мощности и ездите вы спокойно, то они окажутся и самыми недорогими в эксплуатации.
На фото: G4KE/4B12
Старший бизнес-класс
Престижные седаны E-класса не относятся к машинам с малой стоимостью эксплуатации, да и моторы в этом классе сложные и мощные. И зачастую особой надежностью похвастаться не могут. Но и среди них есть лидеры и агрегаты с высокой надежностью.
Опять в лидерах Toyota, точнее Lexus, но вы же знаете, что компания по сути одна? Моторы 3.5 серии 2GR-FE и 2GR-FSE устанавливаются на модели Lexus ES и GS и на люксовые внедорожники Lexus RX. Несмотря на высокую мощность и малую массу, это очень удачный бензиновый мотор, в версии без непосредственного впрыска он считается одним из самых беспроблемных в своем классе.
На фото: 2GR-FE и 2GR-FSE
Второе место заслуженно занимает Volvo со своей рядной «шестеркой» B6304T2 объемом 3 литра. Первый в нашем рейтинге турбомотор оказывается в эксплуатации даже проще и дешевле дизелей. Во многом благодаря почтенного возраста конструкции с хорошим запасом прочности и сравнительно невысоким ценам на обслуживание.
К сожалению, безнаддувный мотор 3.2 больше не поставляется, он несомненно еще надежнее и мог бы претендовать на первое место в этой категории. Секрет успеха – в модульной конструкции двигателей. Это семейство производится с 1990 года по наше время в вариантах с четырьмя, пятью и шестью цилиндрами. Непрерывное усовершенствование конструкции и богатый опыт эксплуатации моторов хорошо сказался на надежности и стоимости эксплуатации.
За Infiniti, которые на третьем месте, в этом классе играет модель Q70 с легендарной «шестеркой» серии VQVQ37VHR объемом 3.7 литра и мощностью 330 сил. Залог успеха и в этом случае в качестве исполнения, славной и давней истории серии моторов и распространенности. Ставились такие моторы и на спортивные Nissan 370Z, и на внедорожники QX50 и QX70, и на более маленький седан Q50.
На фото: двигатель от Infiniti Q70
Лист машин Е-класса будет неполон, если не упомянуть непременный атрибут европейских городов – дизельный Mercedes E класса в кузове W212 и с мотором OM651. Да, это турбодизель, но в самой слабой своей версии, с обычными электромагнитными форсунками он способен доставлять минимум хлопот в эксплуатации. Да, такую машину полностью обслужить без дилерского сервиса невозможно, но, как показывает практика, простые комплектации да еще с ручной КПП на удивление надежны, недаром европейское такси для многих – именно дизельная «ешка».
Представительский класс
Тут рейтинга не ждите. Машина F-класса дешевой в эксплуатации не бывает, в современной машине такого уровня собраны все достижения техники последних лет, все самое сложное и дорогое оборудование. У них есть, конечно, свои лидеры и свои аутсайдеры, тем более что немецкие представительские седаны выпускаются в том числе и с весьма надежными дизелями, а корейские и японские премиальные марки делают упор на надежность бензиновых моторов и гарантию. Но сделать выбор между ними сложно, да и смысла это не имеет, в этом классе другие правила игры.
Читайте также:
Для комментирования вам необходимо авторизоваться
как бы Борис пока опять страдаете дилетантизмом..
итак двигатель Z18XER это очень непростой двигатель. Кроме управляемого фазовращателя там ещё есть изменяемая длина впускного тракта а также электронный термостат А вот ЕГР и гидрокорректоров зазоров клапанов нет. Надёжнось его высочайшая. Круз никакого отношения к опелю не имееттам ставился свой F18D4 визуально полный аналог Z18xERвот только изготовлен он в корее и из корейских комплектующих, поэтому естественно ни о какой надёжности речь не идёт. По такой же причине смешно мешать в одну кучу японские двигатели и их корейские а тем более китайские клоны .
Андрей, не надо вводить людей в заблуждение, термостат там управляемый, аж целый нагревательный элемент в нем стоит. Кстати, умирает на третий-четвертый год, но к счастью, к тому моменту термостат уже открывается чуть пораньше и недогревает, многие даже не замечают.Регулируемый впускной коллектор только звучит грозно, это просто заслонки на впуске, причем с простым вакуумным приводом, были еще на x20xev, на всех твинпортах есть обязательно, только оси ломаются иногда.версия под евро 5 называется A18xer, ничем в общем-то не отличается, кроме калибровок под уменьшенные выбросы азота.A14net совершенно другой мотор, разве что мощность та же, 140лс, тоже ставится на астры JНасчет обозначений моторов-совершенно не важно, где собран мотор, на холденовской фабрике(это вообще-то в Австралии, а не Корее), как солидная часть z18xer или в Англии или Германии, это один и тот же мотор. И корейцы делают моторы хорошо, часто даже лучше японцев.Это совершенно бессмысленный шовинизм, хотя бы потому, что половина «японских» моторов собраны в континентальном Китае. И Акпп и мкпп тоже, если уж на то пошло.И да, 1.6 z16xer или его Евро5 версия a16xer на Астре тоже есть. Научитесь наконец читать мануалы.
и кстати на Астру J он никогда не ставился. там ставился турбированный A 14 NET в те же 140 л/с или полный аналог Z18 XER меньшего обьёма 1.6 и евро5 — Z 16XER, в 115 л/с
Z18XER надёжнее тойотовского 3ZZ и 4А-FE?смешно просто 🙂
тоже мне сравнил, это просто древние пукалки по сравнению с Z18XER. ваабще то астра с ним легко ходит за 200 км/ч. )))
Во-первых 3zz и прочие 2zz-1zz просто тойотовское недоразумение, на редкость убогие моторы, а во вторых они уже давно не выпускаются. 4А серия в общем-то прекрасна в своем роде, конечно до 3S ему как до луны.
имхо. вазовский 11183 надежнее чем 21116
а что, на жигулях тоже есть такое устройство как двигатель ? )))
Это один и тот же мотор
Забыли про двигатели subaru,например EJ18,EJ20,я на EJ18 отъездил 600 тысяч,только с заменой расходников (ремень грм,сальники,термостат и. тд),у себя в гараже,своими руками.И до сих пор эксплуатирую без проблем.Масло не жрет,не дымит.
для начала это очень старые серии моторов, да и конструктив таков, что проблем будет миллион всегда, а в случае ремонта затраты двойные
К сожалению, Субару это в любом случае не выгодное приобретение. И хотя в последней статье про WRX я резко против мнения автора(есть в особом мнении внизу материала) и моя довольная рожа светится счастьем на фото, я все равно не считаю оппозиты нормальным выбором на каждый день. Впрочем, я саабы тоже нормальным людям не рекомендую.
Ни о чём. Сколько заплатили. Ни одной немецкой марки. Даже Лада попала в надежный список. А немец не вызвал даже малейшего внимания.
Форд есть, Опель есть, даже мерс есть, или там должен был майбах отметиться?читайте внимательнее
В классе 1,6л я бы ещё добавил двигатель Пежо-Ситроен TU5JP4. Совершенно беспроблемный мотор, возможно даже превосходит по надёжности моторы Рено.
не знаю, как это увязать с традиционным имиджем машин, но в любом случае, более редкие и дорогие моторы
Автор, Забей свой рейтинг себе в жопу.
Забавно, что ни один 8-клапанный мотор VW в этот рейтинг не попал! Даже жигулёвские моторы и то есть! =)
BSE давно сняли с производства, CBZB надежным явно не считается, к тому же его уже меняют
А где же Honda? Вроде считается одним из самых неубиваемых моторов
некоторые их моторы прекрасны, но вроде как повышение сложности, использование новых масел не способствуют, да и выпускается их не так уж и много
опять же, все достаточно условно, понятно, что на три места претендуют десяток моторов, да еще надо учесть, что надежность дизелей она несколько «другая», больше ресурс в одном, меньше в другом да еще и дороже в обслуге, в результате лучше выбрать простые и ходовые агрегаты в финальный список, чтобы не усложнять
Напишите гайд по хондовским моторам, портал принимает статьи от различных авторов
1991 год, объём 5.2, v-образная восьмерка на Гранде, полмиллиона пробег, два раза перегретый, один раз размороженный — это только то, что про него известно в России: без капремонта! Расход 17-18 литров, в городском цикле, по сочинским горам. Разумеется, не имеет отношения к выборке. Просто люблю старикана и хвастаюсь!
да, в том поколении много очень приличных моторов, еще не слишком легкие поршня, низкая рабочая температура, но нормальный уже впрыск и хороший металл
На Паджерах 4 ,которые сейчас продаются,есть два легендарных движка ,которые под миллион пройду 3.0 6g72 и 3.8 6g75.
Про 1,6 для С класса я бы не К4М приписал Н4М. Вопросов по нему по меньше, К4М с фазорегуляторами по началу очень напрягали, Н4М только что отсутствие гидро компенсатора и подстройка клапанов через 100К, ну цепь ГРМ мне кажется по интересней
цепь не всегда плюс, ну и родственные моторы ниссана указаны все равно
мда . прочитал до «да и машины с МКПП не самые надежные, потому что коробка не рассчитана на повышенный крутящий момент.»и понял, что дальше можно не читать. То, что аффтырь так смело замахивается на прописные истины говорит , да прямо кричит о многом. Интересно, он сам то читает, что пишет или чукча не читатель ?
ну расскажите мне, что вазовская коробка отлично выдерживает 98 и 106 сил мотор, да что там, что она и с 87 сил восьмиклапанником работает отлично?Если в чем-то не разбираетесь, принимайте на веру.
А, где же Тойота?
благодаря почтенного возрастА — благодаря комУ чемУ — возрастУ
MR20DE? Вы издеваетесь что ли? Сам был обладателем кашкая с таким мотором и своими ручками менял ГБЦ, в связи с тем, что у данного двигателя конструктивная недоработка-тонкие стенки в корпусе ГБЦ между свечным каналом и рубашкой охлаждения. Головки трещат в районе 1 цилиндра и антифриз лезет наружу и в цилиндр. Именно мотор MR20DE, а вернее такая поломка на ровном месте, стал в итоге последней капли при решении о продажи авто. Поищите в интернете как люди страдают столкнувшись с этим. Хотя я сталкивался с тем, что мои записи об этом в интернете, на форумах и сообществах неведомым образом исчезают.
и почему не загрузить ? ))
ага, большие комменты не хочет грузить. Борис, как то слишком легко упрощаете важнейшие вехи в развитии авто моторов. Это два распредвала (многоклапанность), это управляемые фазы газораспределения, это, это управляемая высота поднятия клапанов, это изменяемая длина впускного тракта, это управляемый термостат увеличивающий рабочую температуру двигателя ну и так далее FSI и его производные. Преуменьшать значение какждого этапа может только не технарь. А у меня кстати на Астре уже 7 год вполне исправно работает этот термостат. хотя я и подумываю его отключить ибо он резко увеличивает требования к мотроному маслу.Смею вам напомнить , что без сомнения почти нет значения где собран двигатель. Да вот только любой технарь знает что имеет самое главное значение из каких комплектующих он собран. Технологии и ещё раз технологии. Опель никогда не отдавал на сторону свои агрегаты. Это личное дело GM купить за три копейки лежащий на боку в 2005 году ДЭУ. Все попытки притянуть за уши опель к деу назвав ЭТО шевролетом и кончились всякими бюджетными недомашинами типа круза авео антары каптивы и т.д. Для опеля только те комплектующие которые идут на конвеер известного завода в венгрии и гарантируют качество. Я с этим столкнулся сам когда хотел съэкономить купив корейский набор прокладок для маслянного теплообменника. В итоге он потёк через полгода. Пришлось покупать оригинал.
и наконец. .Дальнейшее развитие идея переменной длинны впускного тракта получила в двигателе Z18XER. В пластиковый впускной коллетор, встроен вращающийся барабан. Этот барабан приводится в действие сервомотором, котрый управляется от блока управления двигателем. В зависимости от положения барабана, воздух направляется по короткому или длинному пути. Электронное управление позаволяет более точно управлять длинной воздушного столба в зависимости от режима работы мотора.1. Сервомотор управления барабаном.2. Топливная рампа3. Сервомотор управления и датчик дроссельной заслонки4. Дроссель5. Барабан для изменения длинны коллектора6. Корпус впускного коллектора.))))…ну и как, это тоже простая система с вакуумным приводом ?
Мотор 2AR-FE на Alphard никогда не ставился: раньше были 2AZ-FE (2,4) , а потом стали ставить 2GR-FE (3,5)Половина фоток не соответствуют тексту!
В настоящее время активно используются два основных типа двигателей внутреннего сгорания: двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска готовой топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленчатого вала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны газораспределительного механизма, их роль выполняет пара поршень/гильза. Поршень при своем перемещении закрывает своим телом впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому такие двиагетли более просты в конструкции. Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах, ёмкости цилиндра и частоте вращения вала !теоретически! в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов в единицу времени. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60. 70 % по сравнению с четырехтактным ДВС.
Двигатель двухтактного рабочего цикла состоит из картера (основной его части — базы), в который на шариковых подшипниках установлен коленчатый вал. Цилиндр крепится к блоку через винты или шпильки, которые проходят через все тело гильзы. Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан (чаще из алюминиевого сплава), опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне ниже жарового пояса. Во время сжания или рабочего хда поршневые кольца не пропускают газы и запирают в промежутке между днищем поршня и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка видно, что топливная смесь (голубой цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.
Принцип работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта
1. Такт сжатия.
2. Такт рабочего хода.
Принцип зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движется поршень, тем раньше должно быть зажигание — поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты статично.
Преимущества двухтактных двигателей:
• Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения • Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма • Проще и дешевле в изготовлении • Меньший вес
Ремонт двухтактных двигателей внутреннего сгорания
Ремонт двухтактных ДВС осуществляется только квалифицированными рабочими по технологическим и маршрутным картам, которые разрабатывают инженеры и проектировщики. Эти инструкции дают рабочему понять, где и когда использовать ту или иную операцию, как и каким порядкм устанавливать детали, а также в какой последовательности их затягивать.
Сами «двухтактники» устанавливаются в специальные стенды-кантователи, которые позволяют с большим удобством и правильно, доступно визуально осуществить правильную сборку и протяжку.
Разработка процесса ремонта ДВС включает в себя не только визуальный осмотр и мойку всего узла в моечной машине, но и разработку карт дефектов деталей, маршрутные карты восстановления и т.д.
Именно таким образом осуществляет ремонт двухтактных ДВС в производственных условиях АТП.
Недостатки двухтактных двигателей:
1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадиную силу, для четырёхтактного 200 грамм. 2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных. 3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания не так вибрируют на малых оборотах (касается только двухцилиндровых двигателей — одноцилиндровые двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные. 4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики “Чем проще тем надежнее” еще никто не отменял.
Источник Источник http://fastmb.ru/autonews/autonews_mir/3565-neobychnye-motory-top-7.html Источник Источник http://www.kolesa.ru/article/samye-nadezhnye-motory-na-sovremennyh-mashinah-nash-rejting-2015-04-16 Источник Источник Источник http://www. studiplom.ru/Technology-DVS/2-x_DVS.html
The Knight Valveless Engine — Scientific American
Share on Facebook
Share on Twitter
Share on Reddit
Share on LinkedIn
Share via Email
Print
В обычных автомобильных тарельчатых клапанах тарельчатые или грибовидные клапаны поднимаются со своих мест с помощью кулачков и снова устанавливаются на свои места пружинами. В четырехтактном двигателе клапаны в каждом цилиндре открываются и закрываются один раз за два оборота коленчатого вала. Это прерывистое движение клапана должно производиться кулачком и пружинным механизмом. Клапан не закрывается до тех пор, пока он не окажется в фактическом контакте со своим седлом. Следовательно, клапан mU8 не может свободно садиться под действием пружины. Шум возникает, когда кулачок ударяет по клапану, поднимая его, а также когда пружина ударяет по седлу и начинает8 закрывать клапан. Этот шум сам по себе указывает на склонность к износу. В обычной конструкции нет возможности предусмотреть износ. Кроме того, ни кулачок, ни пружина не подходят для работы на высоких скоростях. В то время как тарельчатые клапаны хорошо работают на низких оборотах, они ненадежны на высоких оборотах двигателя, а «синхронизация», или открытие и закрытие клапанов, является неопределенным. Это самое серьезное возражение против тарельчатого клапана. Путем радикального изменения конструкции Чарльз Найт из Чикаго разработал конструкцию клапана для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, в которой устранены все присущие тарельчатому клапану недостатки. На какое-то время !до 1908 г. мистер Найт изготовил и продал в небольших количествах автомобиль под названием «Бесшумный рыцарь». Претензия к тишине лежала в моторе. Несмотря на то, что автомобиль был достаточно успешным, он, возможно, из-за отсутствия детальной доработки и использования нового двигателя не понравился автомобильной торговле. Найт, которого больше всего интересовал сам двигатель, после этого привез свое изобретение в Англию и сумел заинтересовать им английскую компанию Daimle. После многих испытаний, дальнейших разработок и доработок английская фирма приняла его на вооружение. Почти . сразу же двигатель стал предметом многочисленных дискуссий и исследований британских автомобильных и технических обществ, кульминацией которых стало исчерпывающее испытание, проведенное Королевским автомобильным клубом. В рамках этого испытания двигатель мощностью 38 лошадиных сил (диаметр цилиндра 4 % и ход поршня 5 дюймов) работал непрерывно в течение 132 оборотов в минуту при нагрузке в 54 лошадиные силы. Затем мотор поместили в шасси и проехали 2001 милю по знаменитой трассе Броуллендс. Затем его вернули на испытательную стойку, и он проработал еще пять часов и развил 57 лошадиных сил. В условиях этого испытания нагрузка на испытательную стойку никогда не должна была быть меньше расчетной мощности двигателя более чем в 1,3 л. с. Ходовые испытания должны были проводиться на скорости не менее 40 миль в час, а окончательный возврат двигателя на стендовые испытания должен был определить его окончательное состояние. Компания Daimler настаивала на этих экстраординарных львах испытаний, и они особенно желали финальных стендовых испытаний. Причина становится очевидной, когда отмечается, что мощность, развиваемая в лошадиных силах, превышала мощность, развиваемую в начале испытания. испытания ведутся при тех же оборотах двигателя — 1200 об/мин. Очевидно, компания «Даймлер» рассудила, что, хотя двигатель с тарельчатым клапаном может пройти первую и вторую стадии испытаний, такой двигатель явно не может пройти последнюю стадию, т.е. е., развивать большую мощность, быть в лучшем состоянии после продолжительного бега. После того, как двигатель успешно выдержал испытание, компания Daimler была награждена кубком Дьюара, а мотор получил безоговорочное официальное одобрение технического комитета Королевского автомобильного клуба! В этой стране были проведены обширные испытания и эксперименты с двигателем, в результате чего три американские фирмы получили лицензии. Через несколько лет новый мотор будет так же известен здесь, как и за рубежом. Двигатель на самом деле не бесклапанный и никоим образом не похож на двухтактный двигатель. Изобретение Найта представляет собой механическое или конструктивное усовершенствование конструкции клапанного механизма. Клапанный механизм состоит из двух концентрических втулок, скользящих вверх и вниз между поршнем и стенками цилиндра. Некоторые прорези в клапанах Be совпадают друг с другом через определенные промежутки, образуя большие и прямые отверстия в камеру сгорания из выпускного и впускного отверстий в цилиндре. Втулки приводятся в действие небольшими шатунами от небольшого кривошипного вала или эксцентрикового вала, вращающегося со скоростью, равной половине скорости главного вала. }иг. 1 показано общее расположение деталей и их номенклатура. Детальные операции клапанов лучше всего видны на семи диаграммах, составляющих рис. 2. На диаграммах показаны относительные положения внутренней и внешней втулок в различных точках цикла двигателя. Показан способ возвратно-поступательного движения втулок шатунами от эксцентрикового вала. Эксцентриковый вал приводится в движение бесшумной цепью от главного кривошипного вала и вращается со скоростью, равной половине скорости двигателя. Эксцентрик, управляющий внутренней втулкой, имеет определенное опережение или «опережение» по сравнению с эксцентриком внешней втулки. Это опережение вместе с вращением эксцентрикового вала со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала, образует рабочий цикл. На первой диаграмме поршень находится сразу за центром своего tOlp и начинает опускаться на такте впуска. Внутренний рукав находится в нижней части своего хода и медленно движется вверх, внешний рукав находится примерно на полпути своего пути и быстро движется вниз. Отверстие из карбюратора через впускной канал в цилиндр представляет собой быстро увеличивающееся пространство между верхним краем прорези во внутренней втулке и нижним краем прорези в наружной втулке. К тому времени поршень находится чуть более чем наполовину на всасывании! ход впускной канал широко открыт, как показано на второй диаграмме рис. 2. Наружная втулка теперь находится в нижней части своего хода и движется очень медленно, внутренняя втулка набирает скорость, двигаясь вверх; а вход закрыт нижней кромкой прорези внутренней втулки при прохождении верхней кромки прорези внешней втулки, как показано на третьей схеме рис. 2. Внутренняя втулка продолжает двигаться вверх вместе с поршнем при ее сжатии. такта, кольца в головке и поршне плотно герметизируют пространство под давлением, пока не произойдет взрыв. Втулки и поршень находятся в положении, показанном на четвертой диаграмме. Около двух третей глубины взрыва (продолжение на стр. 176)
Эта статья была первоначально опубликована под названием «Бесклапанный двигатель рыцаря» в журнале Scientific American 105, 8, 168 (август 1911 г.)
doi:10.1038/scientificamerican08191911-168
ОБ АВТОРЕ(АХ)
The Science Behind Бескулачковый двигатель Koenigsegg
Koenigsegg без кулачков имеет множество преимуществ по сравнению с двигателем с обычными кулачками.
Когда шведский производитель автомобилей Koenigsegg Automotive AB объявил, что будет выпускать свои автомобили с бескулачковыми двигателями, это привлекло большое внимание общественности. По общему признанию, в то время как публика была заинтригована, многие из них были не так хорошо знакомы с термином, а тем более с наукой о том, как он работает. Бескулачковый двигатель — это двигатель, в котором вместо обычных кулачков используются тарельчатые клапаны, приводимые в действие электромагнитными, гидравлическими или пневматическими приводами. Кроме того, приводы используются как для открытия, так и для закрытия клапанов или для открытия клапанов, закрытых пружинами или другими средствами. Как бы всесторонне это ни звучало, это лишь небольшой взгляд на то, как работает наука о бескулачковом двигателе.
Бескулачковый двигатель Koenigsegg имеет много преимуществ по сравнению с двигателем с обычными кулачками. Кроме того, прямое управление клапаном является неотъемлемой частью бескулачкового двигателя, в котором отсутствуют как распределительный вал, так и корпус дроссельной заслонки, поскольку многие режимы бескулачкового двигателя являются частью некоторых автомобилей.
Несколько преимуществ являются частью бескулачкового двигателя
через YouTube
Бескулачковый двигатель дает водителям этих транспортных средств несколько преимуществ. Например, каждый цилиндр в Freevalve имеет по одному порту для каждого клапана, причем каждый из этих клапанов имеет немного разные формы. Когда цилиндр работает только с одним клапаном, соответствующий порт имеет форму, обеспечивающую идеальное вращение и завихрение, что обеспечивает превосходное смешивание топлива и воздуха, когда через один частично открытый клапан проходит более быстрый поток воздуха. Двигатель обеспечивает высокую степень сжатия, поскольку опасность детонации сокращает время открытия впускного клапана, тем самым уменьшая количество воздуха в цилиндре во время сжатия. Высокая степень сжатия способствует эффективности, позволяя оптимизировать работу двигателя как для высокооктанового биоэтанола, так и для бензина.
Кроме того, в результате обхода турбонаддува катализатору легче отдавать тепло при более холодном пуске, улучшая выбросы в то время, когда выхлопные газы наиболее токсичны. Еще одним преимуществом является использование резонанса впуска в более широком диапазоне оборотов за счет установки двух впускных клапанов в противофазе. Во время холодного пуска двигатель может работать только с одним цилиндром с более высокой нагрузкой, прогревая этот цилиндр быстрее, прежде чем активируются другие цилиндры. И в то время как другие двигатели также имеют возможность повысить экономию топлива, бескулачковый двигатель может добиться этого в случаях малой нагрузки, когда он отключает отдельные цилиндры, удерживая клапаны закрытыми и перекрывая подачу топлива.
Связанный: Концепт RAW от Koenigsegg дразнит доступным гиперкаром
Прямое управление клапаном является ключом
через Koenigsegg
Одной из особенностей бескулачковых двигателей является прямое управление клапаном, которое играет ключевую роль в их функционировании и работе. Этот новый дизайн двигателя был признан «радикальным», но Koenigsegg все равно решил реализовать его. Шведский производитель суперкаров находится на подъеме, когда дело доходит до производства автомобилей. Ранее компания довольствовалась производством менее одного автомобиля в месяц. Однако все изменилось с появлением бескулачкового двигателя. Что делает его таким «радикальным», так это то, что в бескулачковом двигателе полностью удалены распределительный вал и корпус дроссельной заслонки и вместо этого заменено прямое управление клапанами.
В результате прямое управление клапанами помогает бескулачковым двигателям обеспечивать бесступенчатую регулировку фаз газораспределения, деактивацию цилиндров при более низких нагрузках и дополнительную гибкость в отношении характера бескулачкового двигателя и подачи мощности. Для контекста, Koenigsegg совершил прорыв и бросил вызов невозможному раньше, когда представил Regera, который был суперкаром без трансмиссии — понятие, которое также считалось «радикальным».
Связанный: Гиперкар Koenigsegg «Konigsei» мощностью 1600 л.с. подходит для King
Распределительный вал и корпус дроссельной заслонки удалены
через The Truth About Cars
Как упоминалось ранее, в бескулачковом двигателе полностью отсутствуют распределительный вал и корпус дроссельной заслонки, а вместо них используется прямое управление клапанами. Распределительный вал — это особенность двигателей, которая была в двигателях с момента их изобретения. В двигателе распределительный вал имеет вращающиеся лепестки. Затем эти лепестки открывают и закрывают клапаны двигателя по мере его вращения. Однако распределительный вал очень аналоговый, поэтому клапаны никогда не будут просто открываться или закрываться. Есть «промежуточный» этап, который, к сожалению, ограничивает эффективность. В результате инженеры отказались от убеждения, что распределительный вал — единственное доступное решение.
Поскольку распределительного вала и корпуса дроссельной заслонки больше нет, пневматические приводы в верхней части каждого цилиндра вместо этого выполняют свои функции. В то время как некоторые корабли оснащены открывателями электромагнитных клапанов, проблема с концепцией заключалась в том, чтобы отформатировать идею в меньшем масштабе, чтобы она могла быть как практичной, так и эффективной для автомобилей. некоторые корабли используют их сейчас. Это означает, что концепция доказана, но теперь речь идет об уменьшении этого масштаба до чего-то меньшего и более удобного, чем огромный корабль. Бескулачковые двигатели обеспечивают вариативность, отключая столько цилиндров, сколько необходимо для достижения независимого контроля над каждым цилиндром и каждым клапаном.
Существует множество режимов
через Engine Labs
Удивительной особенностью бескулачкового двигателя является то, что существует несколько режимов. Ведь он может работать в нескольких режимах. В этом сценарии 3000 об/мин могут показаться удвоенной мощностью, когда бескулачковый двигатель работает как двухтактный с более низкими оборотами. Цикл Миллера, который Mazda сделала со своим Millenia S, повышает как мощность, так и эффективность, а у бескулачкового двигателя есть режим для достижения этой функции. В некотором смысле он также может «смешивать» дизельное топливо и газ, при условии, что у него есть отдельные баки для каждого источника топлива. Когда эта функция применяется к текущему двигателю, он производит на 30 процентов больше мощности и крутящего момента, а также на 50 процентов лучше экономит топливо. В качестве дополнительного бонуса бескулачковый двигатель ниже и меньше, чем двигатель с распределительным валом, поэтому двигатель меньшего рабочего объема может иметь эффективность и мощность, чтобы конкурировать с более крупными двигателями.
Модифицированный Lambo Urus Vs. Тесла Модель X P100D Драг Рейс
Читать Далее
Делиться
Твитнуть
Делиться
Делиться
Делиться
Эл. адрес
Похожие темы
Быстрые автомобили
Об авторе
Кенни Норман (опубликовано 298 статей)
Кенни получил степень бакалавра наук в области коммуникации в Университете Индианаполиса. С тех пор он стал репортером и написал статьи для трех газет после окончания учебы. У Кенни также есть опыт редактирования веб-сайтов с помощью WordPress, и он поручил команде газеты выпустить два выпуска во время Суперкубка Индианаполиса 2012 года. Кенни был нанят в Valnet для написания статей в марте 2020 года. В свободное время Кенни часто общается с друзьями, занимается карате, читает комиксы, обсуждает эннеаграмму или проводит вечерние игры.
Еще от Кенни Нормана
Эра бескулачковых клапанов наконец наступила? — Технолог
| Мнение
Так считает Freevalve
Подождите достаточно долго, и закон Мура о повышении вычислительной мощности в меньших размерах (или просто старая добрая человеческая изобретательность) в конечном итоге сделает все великие идеи практическими. Последнее, что привлекло мое внимание: клапаны двигателя, работающие без распределительных валов. На протяжении десятилетий идея электронно-управляемого электромагнитного, гидравлического или пневматического привода клапанов изучалась, развивалась и в конечном итоге была отвергнута крупными инженерными фирмами, такими как Lotus и Ricardo, а также известными автопроизводителями, включая BMW, Fiat, Ford, GM, и Рено. Теперь дочерняя компания производителя гиперкаров Koenigsegg под названием Freevalve, похоже, готова воплотить эту концепцию в производство.
Компания Freevalve, похоже, использует все вышеперечисленное в своих так называемых пневматическо-гидравлических-электронных приводах. Но воздух делает свое дело. Команда впервые применила это решение на воздушно-гибридном двигателе Scuderi Split-Cycle, о котором я впервые рассказал в июне 2006 года. Эта конструкция требовала, чтобы клапаны открывались гораздо быстрее, чем могла бы работать традиционная конструкция с кулачковым приводом. Поскольку двигатель рекуперировал энергию торможения в виде сжатого воздуха, этот источник энергии был доступен в изобилии. Таким образом, сжатый воздух открывает клапан почти мгновенно, гидравлическое давление с электронным управлением удерживает его в открытом состоянии, винтовая пружина закрывает его, а пассивное гидравлическое давление смягчает его «приземление». Электрическая катушка обеспечивает высокоточное определение положения каждого клапана.
Первое, о чем все беспокоятся в таких системах (или в старом автомобиле, которому давно пора заменить новый ремень ГРМ), это то, что происходит, если клапаны выходят из синхронизации и пытаются оставаться открытыми, когда поршень поднимается. На самом деле, немного, объясняет директор по маркетингу Freevalve Андреас Мёллер: «За клапаном нет жесткой механической конструкции, поэтому поршень может толкать узел клапана назад без противодействия». Гидравлическая фиксация в открытом положении автоматически отключается при воздействии такой силы. Конечно, если клапаны наклонены под крутым углом, поршень может погнуть клапан и вызвать некоторый хаос. Но Меллер отмечает, что «камера сгорания, разработанная с нуля с системой Freevalve, скорее всего, будет иметь более высокую степень сжатия [позволяющую фазам газораспределения уменьшить эффективную компрессию] и меньшее отношение площади к объему с более вертикальными клапанами, которые менее подвержены изгиб в случае контакта поршня».
Второй серьезной проблемой является то, что обычно обрекало эти системы в прошлом: потребление энергии. Мёллер говорит, что, хотя компрессор (со стандартным внутренним устройством компрессора переменного тока, способным выдерживать пиковое давление около 300 фунтов на квадратный дюйм) обычно потребляет больше энергии, чем распределительные валы, это частично компенсируется уменьшением расхода моторного масла и давления, необходимого для смазки кулачков и клапанов. (В головке Freevalve используется специальный гидравлический контур.) И штраф Freevalve на трение на высоких скоростях компенсируется тем фактом, что на холостом ходу и на более низких скоростях его паразитные потери ниже, чем у некоторых систем VVT.
Весь смысл бесступенчатой регулировки высоты подъема и длительности клапана заключается в том, чтобы предоставить возможности для повышения эффективности сгорания, некоторые известные — время цикла Аткинсона / Миллера, устранение дроссельной заслонки и ее насосных потерь, рециркуляция отработавших газов в цилиндре — до новых такие идеи, как разделенные выпускные порты (DEP). Они направляют поток от половины выпускных клапанов к турбокомпрессору, в то время как остальные обходят его, устраняя необходимость в турбоперепускном клапане. Обход турбонаддува при запуске нагревает основной катализатор достаточно быстро, чтобы устранить тесно связанную катушку. DEP также улучшает удаление остаточных выхлопных газов.
Установленная на китайском 1,6-литровом 16-клапанном двигателе Qoros I-4 система Freevalve уменьшает высоту двигателя на 1,9 дюйма, длину на 2,7 дюйма и массу на 44 фунта. Возможно, что более важно, мощность двигателя увеличилась на 45 процентов, крутящий момент — на 47 процентов, а расход топлива — примерно на 14 процентов (при постоянной скорости движения по шоссе). Ожидается, что официальный расход топлива будет таким же, как у аналогичного дизельного топлива, но с меньшими дополнительными затратами. Разработка двигателя Qoros Qamfree должна завершиться в конце этого года, а производство начнется вскоре после этого. Еще 15 производителей проявили интерес к этой концепции.
Каждое такое чудо повышения эффективности, подобное этому, еще больше отдаляет кончину двигателя внутреннего сгорания. Пусть они придут.
Узнайте больше от Фрэнка Маркуса здесь:
Trending Pages
Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей
Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — лучшие модели гибридных автомобилей
Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году
Это наиболее экономичные пикапы, которые вы можете купить
Это внедорожники, предлагающие лучший пробег бензина
Трендовые страницы
БОЛЬШЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕКЛИКА -ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТОПРИЯ ЭЛЕКТРОМА.
Сколько стоит Тесла? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — лучшие модели гибридных автомобилей
Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году
Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить
Это внедорожники с лучшим расходом топлива
Невероятно компактный и легкий бесклапанный осевой двигатель Duke Engines
Automotive
Посмотреть 14 Изображения
Посмотреть галерею — 14 изображений
Компания Duke Engines из Новой Зеландии была занята разработкой и демонстрацией отличных результатов с необычным прототипом осевого двигателя, в котором полностью отсутствуют клапаны, но при этом обеспечивается превосходная мощность и крутящий момент благодаря двигателю, который намного меньше, легче и проще, чем существующие технологии. Мы поговорили с соучредителем Duke Джоном Гарви, чтобы узнать, как продвигается проект Duke Axial Engine.
3-литровый пятицилиндровый тестовый мулл Duke Engines уже развивает мощность в 215 л. как большой для целей доставки. Благодаря инновационной бесклапанной конструкции с отверстиями двигатель Duke, по-видимому, обеспечивает превосходную производительность, более высокую степень сжатия и повышенную эффективность в чрезвычайно компактном и легком корпусе с гораздо меньшим количеством движущихся частей, чем у обычных двигателей.
Двигатель Duke имеет осевую конструкцию, что означает, что его пять цилиндров окружают приводной вал и идут параллельно ему. Поршни приводят в движение звездообразный возвратно-поступательный механизм, который вращается вокруг приводного вала, подобно вращающейся монете, останавливающейся на столе.
Двигатель Duke оснащен аксиально установленными поршнями, приводящими в движение звездообразный возвратно-поступательный механизм
Центральная точка поршневого механизма используется для привода центрального приводного вала, который вращается в направлении, противоположном направлению поршневого механизма. «Это встречное вращение поддерживает баланс», — говорит соучредитель Duke Джон Гарви. «Если вы положите на него руку во время его работы, вы едва заметите какое-либо движение, это весьма примечательно».
Это подтверждается видео ниже, где обороты двигателя даже не вызывают достаточной вибрации, чтобы монета упала с ребра.
Двигатель с низким уровнем вибрации и меньшим весом
Вместо кулачковых или пневматических впускных и выпускных клапанов цилиндры вращаются мимо впускных и выпускных отверстий в неподвижном головном кольце. Свечи зажигания также установлены в этом стационарном кольце — цилиндры просто скользят мимо каждого порта или свечи на этапе цикла, для которого это необходимо, и двигаются дальше. Таким образом, Duke устраняет всю сложность работы клапанов и умудряется запускать пятицилиндровый двигатель всего с тремя свечами зажигания и тремя топливными форсунками.
Двигатель Duke производит такое же количество рабочих ходов за один оборот, как и шестицилиндровый двигатель, но с огромной экономией веса и значительным сокращением количества деталей двигателя.
Двигатели Duke
Двигатель продемонстрировал превосходную устойчивость к преждевременному воспламенению (или детонации) – вероятно, потому, что его цилиндры имеют тенденцию работать при более низкой температуре, чем аналогичные двигатели. Duke имеет степень сжатия до 14: 1 на обычном бензине с октановым числом 91. Это говорит о том, что дальнейшие разработки позволят вытягивать еще больше мощности из заданного количества топлива, повышая общий КПД агрегата.
Альтернативные виды топлива кажутся перспективными. В интервью 2012 года Гарви сказал, что «мы просто переключили его [на керосин для реактивных двигателей] однажды, и он сразу же заработал, если не лучше, чем на бензине».
Гарви говорит Gizmag: «Мы разработали движок до такой степени, что мы чувствуем, что он готов к коммерциализации. Но у нас все еще нет финансирования, и мы ищем правильное приложение для разработки. Движок кажется подходящим для широкий спектр функций, но нам нужно найти подходящего партнера по финансированию, чтобы развить его в нише, которая может максимизировать его преимущества».
Маловероятно, что в ближайшем будущем это будет автомобилестроение; производители автомобилей уже вложили много денег в собственные технологии двигателей. Но аэронавтика, портативные генераторы и морские подвесные моторы имеют уникальные возможности для использования преимуществ высокой мощности, компактных размеров и малого веса двигателя Duke.
Двигатель Duke — Версия 3
Еще одна ключевая возможность может заключаться в двигателях для увеличения запаса хода для подключаемых гибридных автомобилей — двигателей, которые не приводят в движение колеса, но работают с высокой эффективностью для привода генераторов и подзарядки аккумуляторов электромобилей.
Duke сотрудничает с компанией по разработке двигателей Mahle в США, ранее известной как Cosworth в Великобритании, и готова начать коммерциализацию технологии, как только появится нужный заказчик.
«По оценкам, подготовка к производству займет пару лет, — говорит Гарви. «Это была огромная работа, и иногда вы задаетесь вопросом, стоило ли вам начинать с самого начала, но мы создали двигатель с некоторыми впечатляющими преимуществами по сравнению с современными технологиями. Это самый маленький и легкий двигатель для его рабочего объема и выходной мощности.
«Даже наши прототипы превосходят по своим характеристикам известные двигатели того же рабочего объема, и для дальнейшего снижения веса и повышения производительности осталось много работы. Так что мы очень оптимистичны.»
Источник: Duke Engines
Посмотреть галерею — 14 изображений
Лоз Блейн
Лоз был одним из самых разносторонних авторов с 2007 года и с тех пор зарекомендовал себя как фотограф, видеооператор, ведущий, продюсер и инженер подкастов, а также как старший автор статей. Присоединившись к команде в качестве специалиста по мотоциклам, он освещал почти все для New Atlas, в последнее время сосредоточившись на eVTOL, водороде, энергии, авиации, аудиовизуальных, странных вещах и вещах, которые работают быстро.
Февраль 1906 года: Бесклапанный автомобиль
Автомобильный
Архив
1 мин чтения
Джон Экселл
Начало 20-го века было наводнено автомобильными инновациями, некоторые из которых стали доминировать в отрасли в последующие десятилетия, в то время как другие не оказали такого преобразующего воздействия, на которое рассчитывали их изобретатели.
Одной из таких диковинок является бесклапанный автомобиль — необычное транспортное средство с бесклапанным двухцилиндровым двигателем и механизмом трансмиссии без обычной коробки передач , разработанное лондонским инженером Ральфом Лукасом.
Объясняя работу двигателя (который изображен) Инженер писал, что «когда поршни поднимаются, воздух всасывается в картер через карбюратор и канал G. Бензин тем временем капает в камеру. Затем поршни опускаются, сжимая воздух в картере и проталкивая его через дроссельную заслонку и камеру, где он смешивается с парами бензина, а когда поршень открыл отверстия, впускают в цилиндры, гоняя перед собой продукты сгорания топлива. предыдущего взрыва через выпускные отверстия и замены их новым зарядом. При следующем ходе вверх поршни сжимают заряд до его воспламенения и движения поршней вниз».0005
Сам автомобиль имеет необычную компоновку: двигатель расположен под сиденьем водителя, а пространство под капотом занято конусообразным бензобаком. «Каркас автомобиля чем-то напоминает плоскодонку», — прокомментировал Инженер.
В статье сообщается о ряде заявленных преимуществ новой конструкции, включая большую надежность, чем двигатели с клапанами, бесшумную работу благодаря тому, что шатуны находятся под постоянной тягой, высокий крутящий момент на малых скоростях и простоту изготовления.
Некоторые из этих заявлений были проверены Инженером в «холмистом районе Блэкхита», и журнал был должным образом впечатлен. «На высокой передаче автомобиль преодолевал длинные и крутые подъемы, не требуя переключения на низкую передачу», — писал он, приветствуя автомобиль как «в высшей степени достойную попытку адаптировать двухтактный двигатель внутреннего сгорания к движению дорожных транспортных средств».
Полный текст статьи можно прочитать здесь
Включите JavaScript для просмотра комментариев с помощью Disqus.
Автомобильный
Обзор автомобиля инженера: Range Rover P400e
Крис Пикеринг
Глубоко
Автомобильный
Shell и Gordon Murray Design объявляют о совместной работе над городскими автомобилями
Джон Экселл
Новости
Автомобильный
Должны ли мы беспокоиться о взламываемой машине?
Джон Экселл
Мнение
Бесклапанный двухтактный колебательный двигатель (Патент)
Бесклапанный двухтактный колебательный двигатель (Патент) | ОСТИ. GOV
перейти к основному содержанию
Полная запись
Другое связанное исследование
Описан двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий веерообразную камеру сгорания, имеющую две плоские радиальные торцевые стенки, дугообразную верхнюю стенку и две плоские параллельные веерообразные боковые стенки; одиночный поворотный разделитель, колеблющийся на неподвижном шарнирном пальце, причем разделитель имеет первый конец и второй конец, при этом первый конец разделителя колеблется внутри объема сгорания, тем самым разделяя объем сгорания на две камеры сгорания; второй конец поворотного разделителя раздваивается; соединительный стержень, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью вращения на поршневой цапфе, расположенной внутри раздвоенного конца поворотного делителя; выходной коленчатый вал, к кривошипу которого прикреплен с возможностью вращения второй конец шатуна; две свечи зажигания, по одной проходят через каждую радиальную стенку веерообразной камеры сгорания; две трубки впрыска топлива, по одной из которых проходят через каждую радиальную стенку веерообразной камеры сгорания; выпускное отверстие, проходящее через центр дугообразной верхней стенки камеры сгорания; и два отверстия для впуска воздуха, по одному из которых проходит через центр каждой из плоских параллельных веерообразных боковых стенок.
Изобретатели:
Кроуфорд, Дж.
Дата публикации:
Идентификатор OSTI:
6139744
Номер(а) патента:
США 5228414; А
Номер заявки:
PPN: США 7-943443
Правопреемник:
ИМС; ЭДБ-93-105717
Тип ресурса:
Патент
Отношение ресурсов:
Дата файла патента: 10 сентября 1992 г.
Страна публикации:
США
Язык:
Английский
Тема:
33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; ДВИГАТЕЛИ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ; ДИЗАЙН; КОЛЕБАНИЯ; КАМЕРЫ СГОРАНИЯ; СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА; МЕХАНИЧЕСКИЕ ВАЛЫ; ДВИГАТЕЛИ; ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; ЧАСТИ МАШИН; ВАЛЫ; 330101* — Двигатели внутреннего сгорания — искровое зажигание
Форматы цитирования
MLA
АПА
Чикаго
БибТекс
Кроуфорд, Дж. Бесклапанный двухтактный колебательный двигатель . США: Н. П., 1993. Веб.
Копировать в буфер обмена
Кроуфорд, Дж. Бесклапанный двухтактный колебательный двигатель . Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
Кроуфорд, Дж. 1993. «Бесклапанный двухтактный колебательный двигатель». Соединенные Штаты.
Копировать в буфер обмена
@статья{osti_6139744, title = {Бесклапанный двухтактный колебательный двигатель}, автор = {Кроуфорд, Дж.}, abstractNote = {Описан двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий: веерообразный объем сгорания, имеющий две плоские радиальные торцевые стенки, дугообразную верхнюю стенку и две плоские параллельные веерообразные боковые стенки; одиночный поворотный разделитель, колеблющийся на неподвижном шарнирном пальце, причем разделитель имеет первый конец и второй конец, при этом первый конец разделителя колеблется внутри объема сгорания, тем самым разделяя объем сгорания на две камеры сгорания; второй конец поворотного разделителя раздваивается; соединительный стержень, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью вращения на поршневой цапфе, расположенной внутри раздвоенного конца поворотного делителя; выходной коленчатый вал, к кривошипу которого прикреплен с возможностью вращения второй конец шатуна; две свечи зажигания, по одной проходят через каждую радиальную стенку веерообразной камеры сгорания; две трубки впрыска топлива, по одной из которых проходят через каждую радиальную стенку веерообразной камеры сгорания; выпускное отверстие, проходящее через центр дугообразной верхней стенки камеры сгорания; и два воздухозаборных отверстия, по одному из которых проходит через центр каждой из плоских параллельных веерообразных боковых стенок.
сравним тягу. Реактивный самолет Применение реактивной техники в гражданской авиации
Самый большой в мире реактивный двигатель April 26th, 2016
Тут и так то летаешь с неким опасением, и все время оглядываешься в прошлое, когда самолеты были маленькие и могли запросто планировать при любой неполадке, а тут все больше и больше. В продолжении процесса пополнения копилочки почитаем и посмотрим на такой авиационный двигатель.
Американская компания General Electric в данный момент проводит тестирование самого большого в мире реактивного двигателя. Новинка разрабатывается специально для новых Boeing 777X.
Вот подробности…
Фото 2.
Реактивный двигатель-рекордсмен получил имя GE9X. С учетом того, что первые Боинги с этим чудом техники поднимутся в небо не ранее 2020 года, компания General Electric может быть уверена в их будущем. Ведь на данный момент общее число заказов на GE9X превышает 700 единиц. А теперь включите калькулятор. Один такой двигатель стоит $29 миллионов. Что касается первых тестов, то они проходят в окрестностях городка Пиблс, штат Огайо, США. Диаметр лопасти GE9X составляет 3,5 метра, а входное отверстие в габаритах равно 5,5 м х 3,7 м. Один двигатель сможет выдавать реактивной тяги на 45,36 тонны.
Фото 3.
По словам GE, ни один из коммерческих двигателей в мире не имеет такую высокую степень сжатия (степень сжатия 27:1), как GE9X. В конструкции двигателя активно используются композиционные материалы.
Фото 4.
GE9X компания GE собирается устанавливать на широкофюзеляжный дальнемагистральный самолет Boeing 777X. Компания уже получила заказы от авиакомпаний Emirates, Lufthansa, Etihad Airways, Qatar Airways, Cathay Pacific и других.
Фото 5.
Сейчас проходят первые испытания полного двигателя GE9X. Испытания начались еще в 2011 году, когда велась проверка компонентов. По словам GE, эта относительно ранняя проверка была проведена с целью получения испытательных данных и запуска процесса сертификации, так как компания планирует установить такие двигатели для летных испытаний уже в 2018 году.
Фото 6.
Камера сгорания и турбина выдерживают температуры до 1315 °C, что дает возможность более эффективно использовать топливо и снизить его выбросы.
В дополнение GE9X оснащен топливными форсунками, напечатанными на 3D-принтере. Эту сложную систему аэродинамических труб и углублений компания хранит в тайне.
Фото 7.
На GE9X установлены турбина компрессора низкого давления и редуктор привода агрегатов. Последний приводит в действие насос для подачи горючего, маслонасос, гидравлический насос для системы управления ЛА. В отличие от предыдущего двигателя GE90, у которого было 11 осей и 8 вспомогательных агрегатов, новый GE9X оснащен 10 осями и 9 агрегатами.
Уменьшение количества осей не только снижает вес, но и уменьшает количество деталей и упрощает логистическую цепочку. Второй двигатель GE9X планируется подготовить для проведения испытаний в следующем году
Фото 8.
В конструкции двигателя GE9X использовано множество деталей и узлов, изготовленных из легковесных и термоустойчивых композитных керамических материалов (ceramic matrix composites, CMC). Эти материалы способны выдерживать огромную температуру и это позволило значительно поднять температуру в камере сгорания двигателя. «Чем большую температуру можно получить в недрах двигателя, тем большую эффективность он демонстрирует» — рассказывает Рик Кеннеди (Rick Kennedy), представитель компании GE Aviation, — «При более высокой температуре происходит более полное сгорание топлива, оно меньше расходуется и уменьшаются выбросы вредных веществ в окружающую среду».
Большое значение при изготовлении некоторых узлов двигателя GE9X сыграли современные технологии трехмерной печати. При их помощи были созданы некоторые детали, включая инжекторы топлива, столь сложной формы, которую невозможно получить путем традиционной механической обработки. «Сложнейшая конфигурация топливных каналов — это тщательно охраняемая нами коммерческая тайна» — рассказывает Рик Кеннеди, — «Благодаря этим каналам топливо распределяется и распыляется в камере сгорания наиболее равномерным способом».
Фото 9.
Следует отметить, что недавние испытания являются первым разом, когда двигатель GE9X был запущен в его полностью собранном виде. А разработка этого двигателя, сопровождавшаяся стендовыми испытаниями отдельных узлов, производилась в течение нескольких последних лет.
И в заключении следует отметить, что несмотря на то, что двигатель GE9X носит титул самого большого в мире реактивного двигателя, он не является рекордсменом по силе создаваемой им реактивной тяги. Абсолютным рекордсменом по этому показателю является двигатель предыдущего поколения GE90-115B, способный развивать тягу в 57.833 тонны (127 500 фунтов).
Фото 10.
Фото 11.
Фото 12.
Фото 13.
источники
GE Aviation разрабатывает революционно новый реактивный двигатель, который сочетает в себе лучшие черты турбореактивных и турбовентиляторных двигателей, при этом обладает сверхзвуковой скоростью и эффективно использует топливо, сообщает zitata.org.
В настоящее время в рамках проекта USAF ADVENT разрабатываются новые двигатели, которые экономят топливо на 25 процентов и снабжены новыми возможностями.
В авиации существуют два основных вида реактивных двигателей: турбовентиляторные с низкой степенью двухконтурности, как правило, их называют турбореактивными двигателями и ТРД с высокой степенью двухконтурности. Турбореактивные двигатели с низкой степенью двухконтурности оптимизированы для высокой производительности, толкая различные истребители, но при этом используя невероятно много топлива. Результат производительности стандартного турбореактивного зависит от нескольких элементов (компрессор, камера сгорания, турбины и сопла).
Напротив, ТРД с высокой степенью двухконтурности, являются мощнейшими устройствами гражданской авиации, оптимизированными для сверхмощных толчков с эффективным использованием топлива, но плохо зарекомендовавшими себя на сверхзвуковых скоростях. Обычный турбореактивный двигатель низкого давления получает воздушный поток от вентилятора, который приводится в действие реактивной турбиной. Затем, поток воздуха поступаемый от вентилятора обходит камеры сгорания, действуя как большой пропеллер.
В ADVENT (ADaptive VErsitile ENgine Technology) двигателе появился третий, внешний байпас, который может быть открыт и закрыт в зависимости от условия полёта. При взлёте для уменьшения степени двухконтурности третий байпас закрыт. В результате этого, для увеличения тяги генерируется большой поток воздуха через компрессор высокого давления. При необходимости открывается третий байпас для увеличения степени двухконтурности и снижения расхода топлива.
Дополнительный обходной канал расположен вдоль верхней и нижней части двигателя. Это третий канал будет открыт или закрыт, как часть переменного цикла. Если канал открыт — степень двухконтурности будет расти, снижая расход топлива и повышая звуковой диапазон до 40 процентов. Если каналы закрыты, дополнительный воздух проходит через компрессора высокого и низкого давлений, что безусловно повышает тягу, увеличивает толчок и обеспечивает сверхзвуковой производительностью при взлёте.
Конструкция двигателя ADVENT основана на новых технологиях производства, таких как 3D печать сложных компонентов охлаждения и супермощных, но лёгкий керамических композитов. Они позволяют производить высокоэффективные реактивные двигатели, работающие при температуре выше температуры плавления стали.
Инженеры разработали новый двигатель для лёгких полётов. «Мы хотим, чтобы двигатель был невероятно надёжным и позволил пилоту сосредоточиться на его миссии», — говорит Abe Levatter, руководитель проекта GE Aviation. Мы взяли на себя ответственность и разработали двигатель, который оптимизирован для любых полётов».
В настоящее время GE тестирует основные компоненты двигателя и планирует запустить его в середине 2013 года. На видео, расположенном ниже можно увидеть новый двигатель ADVENT в действии.
December 10th, 2012
Продолжая цикл статей (лишь потому что мне нужен еще один реферат, теперь по предмету «двигатели») — статья о весьма перспективном и многообещающем проекте двигателя SABRE. В общем то о нем и в рунете немало написано, но по большей части весьма сумбурные заметки и дифирамбы на сайтах новостных агентств, а вот статья на английской википедии мне весьма глянулась, они вообще, приятно богаты деталями и подробностями — статьи на английской википедии.
Так что в основу сего поста (и моего будущего реферата) легла именно статься, в оригинале лежащая по адресу: http://en.wikipedia.org/wiki/SABRE_(rocket_engine) , так же было немного добавлено отсебятины и пояснений, и собран по просторам инета иллюстративный материал (вот чем чем, а богатством картинок статьи на википедии не отличаются)
Ниже следует
SABRE (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine) – Синергичный воздушно-реактивный ракетный двигатель – концепт, разрабатываемый компанией Reaction Engines Limited, гиперзвуковой гибридный воздушно реактивный/ракетный двигатель с предварительным охлаждением. Двигатель разрабатывается для обеспечения возможности одноступенчатого выхода на орбиту для аэрокосмической системы Skylon. SABRE представляет собой эволюционное развитие серии LACE и LACE-подобных двигателей, разрабатывавшихся Аланом Бондом в начале/середине 1980 в рамках проекта HOTOL.
Конструктивно это один двигатель с комбинированным рабочим циклом, имеющий два режима работы. В воздушно-реактивном режиме сочетается турбокомпрессор с легким теплообменником-охладителем, расположенным непосредственно за конусом воздухозаборника. На высокой скорости теплообменник охлаждает горячий, сжатый воздухозаборником воздух, что в позволяет обеспечить необычайно высокую степень сжатия в двигателе. Сжатый воздух далее подается в камеру сгорания, как у обычного ракетного двигателя, где он обеспечивает воспламенение жидкого водорода. Низкая температура воздуха позволяет использовать легкие сплавы и снизить общий вес двигателя – что весьма критично для выхода на орбиту. Добавим, что в отличии от LACE концептов, предшествувавших этому двигателю, SABRE не сжижает воздух, что дает большую эффективность.
Рис. 1. Аэрокосмический ЛА Skylon и двигатель SABRE
После закрытия конуса воздухозаборника на скорости М = 5,14 и высоте 28,5 км, система продолжает работать в закрытом цикле высокопроизводительного ракетного двигателя, потребляющего жидкий кислород и жидкий водород с находящихся на борту баков, позволяя Skylon достичь орбитальной скорости после выхода из атмосферы в крутом наборе высоты.
Так же, на основе двигателя SABRE, был разработан воздушно-реактивный, называемый Scimitar, для перспективного гиперзвукового пассажирского авиалайнера А2, разрабатываемого в рамках программы LAPCAT, финансированной Европейским Союзом.
В ноябре 2012 компания Reaction Engines объявила о успешном завершении серии испытаний, которые подтверждают работоспособность системы охлаждения двигателя – одного из главных препятствий на пути к завершению проекта. Европейское космическое агенство (ESA) так же оценило теплообменник-охладитель двигателя SABRE, и подтвердило наличие технологий, необходимых для воплощения двигателя в металле.
Рис.2. Модель двигателя SABRE
История
Идея двигателя с предварительным охлаждением впервые возникла у Роберта Кармайкла в 1955 году. За этим следовала идея двигателя с сжижением воздуха (LACE), первоначально изучалась Marquardt и General Dynamics в 1960х годах, как часть работ US Air Force по проекту Aerospaceplane. LACE система располагается непосредственно за сверхзвуковым воздухозаборником – таким образом сжатый воздух попадает сразу в теплообменник где моментально охлаждается с использование некоторого количества жидкого водорода, хранящегося на борту в качестве топлива. Полученный жидкий воздух затем обрабатывается, для извлечения жидкого кислорода, который поступает в двигатель. Однако количество прошедшего через теплообменник и нагретого водорода, значительно больше, чем может быть сожжено в двигателе, и его избыток просто сливается за борт (тем не менее он тоже дает некоторый прирост тяги).
В 1989 года, когда финансирование проекта HOTOL было прекращено, Бонд и другие специалисты образуют компанию Reaction Engines Limited для продолжения исследования. Теплообменник двигателя RB545 (который предполагалось использовать в проекте HOTOL) имел некоторые проблемы с хрупкостью конструкции, а так же относительно высоким расходом жидкого водорода. Так же его использование было невозможно – патент на двигатель принадлежал компании Rolls Royce, и самый существенный аргумент – двигатель был объявлен совершенно секретным. По этому Бонд пошел на разработку нового двигателя SABRE, развивая идеи, заложенные в предыдущий проект.
По состоянию на ноябрь 2012 года, было завершено тестирование оборудования в рамках темы «Технология теплообменника, критичная для гибридного ракетного двигателя, питаемого воздухом и жидким кислородом». Это был важный этап в процессе разработки SABRE, который продемонстрировал потенциальным инвесторам жизнеспособность технологии. Двигатель основан на теплообменнике, способном охладить поступающий воздух до -150°C (-238°F). Охлажденный воздух смешивается с жидким водородом и сгорая, обеспечивает тягу для атмосферного полета, перед переключением на жидкий кислород из баков, при полете вне атмосферы. Успешные испытания этой, столь критической технологи, подтвердили что теплообменник может обеспечить потребности двигателя в получении достаточного количества кислорода из атмосферы для работы с высокой эффективностью в условиях низко-высотного полета.
На авиашоу Фарнборо 2012 Дэвид Уиллетс, являющийся министром по делам университетов и науки Объединенного королевства, выступил по этому поводу с речью. В частности, он сказал, что данный двигатель, разработчиком которого является компания Reaction Engines, реально может повлиять на условия игры, действующие в космической отрасли. Успешно завершившиеся испытания системы предварительного охлаждения являются подтверждением высокой оценки концепции двигателя, которую сделало Космическое агентство Великобритании в 2010 году. Министр также добавил, что если однажды им удастся использовать данную технологию для осуществления собственных полетов коммерческого назначения, то это, несомненно, будет фантастическим по своему масштабу достижением.
Министр также отметил, что существует маленькая вероятность того, что Европейское космическое агентство согласится финансировать Skylon, поэтому Великобритания должна быть готова заниматься строительством космолета по большей части на свои средства.
Рис.3. Аэрокосмический ЛА Skylon — компоновка
Следующий этап программы SABRE предусматривает наземные испытания масштабной модели двигателя, способной продемонстрировать полный цикл. ESA выразило уверенность в успешной постройке демонстратора и заявило о том, что он будет представлять собой «важную веху в развитии этой программы и прорыв в вопросе двигательных установок по всему миру»
Конструкция
Рис.4. Компоновка двигателя SABRE
Подобно RB545, конструкция SABRE скорее ближе к традиционному ракетному двигателю, чем к воздушно реактивному. Гибридный Воздушно-реактивный/Ракетный двигатель с предварительным охлаждением использует жидкое водородное топливо в сочетании с окислителем, поставляемым либо в виде газообразного воздуха с помощью компрессора, либо в виде жидкого кислорода, поставляемого из топливных баков с помощью турбонасоса.
В передней части двигателя расположен простой осесимметричный воздухозаборник в виде конуса, который тормозит воздух до дозвуковых скоростей, используя всего два отраженных скачка уплотнения.
Часть воздуха через теплообменник в центральную часть двигателя, а оставшийся проходит через кольцевой канал в второй контур, представляющий собой обычный ПВРД. Центральная часть, расположенная за теплообменником, представляет собой турбокомпрессор, приводящийся в движение газообразным гелием, циркулирующим по замкнутому каналу цикла Брайтона. Сжатый компрессором воздух поступает под высоким давлением в четыре камеры сгорания ракетного двигателя комбинированного цикла.
Рис.5. Упрощенный цикл работы двигателя SABRE
Теплообменник
Поступающий в двигатель на сверх/гиперзвуковых скоростях воздух становится очень горячим после торможения и сжатия в воздухозаборнике. С высокими температурами в реактивных двигателях традиционно справлялись используя тяжелые сплавы на основе меди или никеля, за счет снижения степени сжатия компрессора, а так же снижением оборотов, во избежание перегрева и плавления конструкции. Однако для одноступенчатого КА такие тяжелые материалы неприменимы, и необходима максимально возможная тяга, для выхода на орбиту в кратчайшее время, чтобы минимизировать тяжесть потерь.
При использовании газообразного гелия в качестве теплоносителя, воздух в теплообменнике существенно охлаждается от 1000°C до -150°C, при этом избегая сжижения воздуха или конденсации водяного пара на стенках теплообменника.
Рис.6. Модель одно из модулей теплообменника
Предыдущие версии теплообменника, например применяемые в проекте HOTOL пропускали водородное топливо непосредственно через теплообменник, но использование гелия как промежуточного контура между воздухом и холодным топливом сняло проблему водородной хрупкости конструкции теплообменника. Однако резкое охлаждение воздуха сулит определенные проблемы – необходимо предотвратить блокировку теплообменника замороженным водяным паром и иными фракциями. В ноябре 2012 года был продемонстрирован образец теплообменника, способный охладить атмосферный воздух до -150°C за 0,01 с. Одной из инноваций теплообменника SABRE служит спиральное размещение трубок с халагентом, что значительно обещает поднять его эффективность.
Рис.7. Опытный образец теплообменника SABRE
Компрессор
На скорости М=5 и высоте 25 километров, что составляет 20% орбитальной скорости и высоты, необходимой для выхода на орбиту, охлажденный в теплообменнике воздух попадает в весьма обыкновенный турбокомпрессор, конструктивно подобный используемым в обычных турбореактивных двигателях, но обеспечивающий необычайно высокую степень сжатия, благодаря крайне низкой температуре входящего воздуха. Это позволяет сжать воздух до 140 атмосфер перед подачей в камеры сгорания основного двигателя. В отличии от турбореактивных двигателей, турбокомпрессор приводится в действие турбиной, расположенной в гелиевом контуре, а не от действия продуктов сгорания, как в обычных турбореактивных двигателей. Таким образом турбокомпрессор работает на тепле, полученным гелем в теплообменнике.
Гелиевый цикл
Тепло переходит от воздуха к гелию. Горячий гелий из теплообменника «гелий-воздух» охлаждается в теплообменнике «гелий-водород», отдавая тепло жидкому водородному топливу. Контур, в котором циркулирует гелий, работает согласно циклу Брайтона, как охлаждая двигатель в критических местах, так и для привода энергетических турбин и многочисленных агрегатов двигателя. Остаток тепловой энергии используется для испарения части водорода, который сжигается в внешнем, прямоточном контуре.
Глушитель
Для охлаждения гелия, его прокачивают через бак с азотом. В настоящее время для тестов используется не жидкий азот а вода, которая испаряется, понижая температуру гелия и глушит шум от выхлопных газов.
Двигатель
Благодаря тому, что гибридный ракетный двигатель обладает далеко не нулевой статической тягой, летательный аппарат может взлететь в обычном, воздушно-реактивном режиме, без посторонней помощи, подобно оснащенным обычными турбореактивными двигателями. При наборе высоты и падении атмосферного давления, все больше и больше воздуха направляется в компрессор, а эффективность сжатия в воздухозаборнике только снижается. В этом режиме реактивный двигатель может работать на намного большей высоте, чем это было возможно в обычном случае. При достижении скорости М=5.5 воздушнореактивный двигатель становится не эффективным и отключается, и теперь в ракетный двигатель поступает хранящийся на борту жидкий кислород и жидкий водород, так вплоть до достижения орбитальной скорости (соизмеримо с М=25). Турбонасосные агрегаты приводятся тем же гелиевым контуром, который теперь получает тепло в специальных «предварительных камерах сгорания». Необычное конструкционное решение системы охлаждения камер сгорания — в качестве охлаждающего вещества используется окислитель (воздух/жидкий кислород) вместо жидкого водорода, во избежание перерасхода водорода и нарушения стехиометрического соотношения (соотношение топлива к окислителю).
Второй существенный момент – реактивное сопло. Эффективность работы реактивного сопла зависит от его геометрии и атмосферного давления. В то время как геометрия сопла остается неизменной, давление существенно изменяется с высотой, следовательно сопла, высокоэффективные в нижних слоях атмосферы, существенно теряют свою эффективность с достижением больших высот. В традиционных, многоступенчатых системах, это преодолевается простым использованием разной геометрии, для каждой ступени и соответствующего этапа полета. Но в одноступенчатой системе мы все время используем одно и то же сопло.
Рис.8. Сравнение работы различных реактивных сопел в атмосфере и вакууме
Как выход планируется использование специального Expansion-Deflection (ED nozzle) – регулируемого реактивного сопла разрабатываемого в рамках проекта STERN , которое состоит из традиционного колокола (правда сравнительно короче обычного), и регулируемого центрального тела, которое отклоняет поток газа к стенкам. Изменяя положение центрального тела, можно добиться того что выхлоп не займет всю площадь донного среза, а лишь кольцеобразный участок, регулируя занимаемую им площадь соответственно атмосферному давлению.
Так же, в многокамерном двигателе, можно регулировать вектор тяги, изменяя площадь сечения, а следовательно и вклад в общую тягу, каждой камеры.
Отказ от сжижения воздуха поднял эффективность работы двигателя, снизив затраты теплоносителя путем снижения энтропии. Однако даже простое охлаждение воздуха требует больше водорода, чем может быть сожжено в первом контуре двигателя.
Избыток водорода сливается за борт, но не просто так, а сжигается в ряде камер сгорания, которые расположены в внешнем кольцевом воздушном канале, образующем прямоточную часть двигателя, в которую поступает воздух, пошедший в обход теплообменника. Второй, прямоточный контур снижает потери вследствие сопротивления воздуха, не попавшего в теплообменник, и так же дает некоторую часть тяги. На низких скоростях в обход теплообменника/компрессора идет очень большое количество воздуха, а с ростом скорости, для сохранения эффективности большая часть воздуха наоборот, попадает в компрессор. Это отличает систему от турбопрямоточного двигателя, где все обстоит с точностью до наоборот – на малых скоростях большие массы воздуха идут через компрессор, а на больших – в его обход, через прямоточный контур, который становится настолько эффективным, что берет на себя ведущую роль.
Производительность
Расчетная тяговооруженность SABRE предполагается свыше 14 единиц, при этом тяговооруженность обычных реактивных двигателей лежит в пределах 5, и всего лишь 2 для сверхзвуковых прямоточных двигателей. Столь высокая производительность получена благодаря использованию сверхохлажденного воздуха, который становится весьма плотным и требует меньшего сжатия, и, что более существенно, благодаря низким рабочим температурам стало возможным использовать легкие сплавы для большей части конструкции двигателя. Общая производительность обещает быть выше, чем в случае RB545 или сверхзвуковых прямоточных двигателей.
Двигатель имеет высокий удельный импульс в атмосфере, который достигает 3500 сек. Для сравнения обычный ракетный двигатель имеет удельный импульс в лучшем случае около 450, и даже перспективный «тепловой» ядерный ракетный двигатель обещает достичь лишь величины 900 сек.
Комбинация высокой топливной эффективности и низкой массы двигателя дает Skylon возможность достичь орбиты в одноступенчатом режиме, при этом работая как воздушно-реактивный до скорости М=5,14 и высоты 28,5 км. При этом аэрокосмический аппарат достигнет орбиты с большой полезной нагрузкой относительно взлетного веса, какая не могла быть ранее достигнутой ни одним, неядерным транспортным средством.
Подобно RB545, идея предварительного охлаждения увеличивает массу и сложность системы, что в обычных условиях служит антитезисом принципу конструирования ракетных систем. Также теплообменник очень агрессивная и сложная часть конструкции двигателя SABRE. Правда следует отметить что масса этого теплообменника предполагается на порядок ниже существующих образцов, и эксперименты показали что это может быть достигнуто. Экспериментальный теплообменник добился теплообмена почти в 1 ГВт/м2, что считается мировым рекордом. Небольшие модули будущего теплообменника уже изготовлены.
Потери от дополнительного веса системы компенсируются в закрытом цикле (теплообменник-турбокомпрессор) также как дополнительный вес крыльев Skylon увеличивая общий вес системы, так же способствуют общему увеличению эффективности больше, чем снижению ее. Это большей частью компенсируется разными траекториями полета. Обычные ракеты-носители стартуют вертикально, с крайне низкими скоростями (если говорить о тангенциальной а не нормальной скорости), этот, на первый взгляд неэффективных ход, позволяет быстрей пронзить атмосферу и набирать тангенциальную скорость уже в безвоздушной среде, не теряя скорость на трении о воздух.
В то же время большая топливная эффективность двигателя SABRE позволяют очень пологий подъем (при котором растет больше тангенциальная, чем нормальная составляющая скорости), воздух скорее способствует чем тормозит систему (окислитель и рабочее тело для двигателя, подъемная сила для крыльев), дает в итоге намного меньший расход топлива для достижения орбитальной скорости.
Некоторые характеристики
Тяга в пустоте – 2940 кН Тяга на уровне моря – 1960 кН Тяговоруженность (двигателя) – около 14 (в атмосфере) Удельный импульс в вакууме – 460 сек Удельный импульс на уровне моря – 3600 сек
Преимущества
В отличии от традиционных ракетных двигателей, и подобно иным типам воздушно-реактивных двигателей, гибридный реактивный двигатель может использовать воздух, для сжигания топлива, снижая необходимый вес ракетного топлива, и тем увеличивая вес полезной нагрузки.
ПВРД и ГПВРД должны провести большое количество времени в нижних слоях атмосферы, чтобы достичь скорости, достаточной для выхода на орбиту, что выводит на передний план проблему интенсивного нагрева на гиперзвуке, а так же потери в следствии значительно веса и сложности теплозащиты.
Гибридный реактивный двигатель подобный SABRE нуждается только в достижении низкой гиперзвуковой скорости (напомним: гиперзвук – все что после М=5, следовательно М = 5,14 это самое начало гиперзвукового диапазона скоростей) в нижних слоях атмосферы, перед переходом на закрытый цикл работы и крутом подъеме с набором скорости в ракетном режиме.
В отличии от ПВРД или ГПВРД, SABRE способен обеспечить высокую тягу от нулевой скорости и до М=5,14, от земли и до больших высот, с высокой эффективностью во всем диапазоне. Кроме того, возможность создания тяги при нулевой скорости означает возможность испытаний двигателя на земле, что значительно сокращает стоимость разработки.
Так же вашему вниманию предлагается некоторое число ссылок
Реактивный самолет – это летательный аппарат, который осуществляет полет в воздухе за счет использования в своей конструкции воздушно-реактивных двигателей. Они могут быть турбореактивными, прямоточными, пульсирующего типа, жидкостными. Также реактивные самолеты могут быть укомплектованы двигателем ракетного типа. В современном мире самолеты с реактивными двигателями занимают большую часть всех современных летательных аппаратов.
Краткая история развития реактивных самолетов
Началом истории реактивных самолетов мира принято считать 1910 год, когда конструктор и инженер Румынии по имени Анри Конада создал летательный аппарат в основе с поршневым двигателем. Отличием от стандартных моделей было использование лопастного компрессора, который и приводил машину в движение. Особо активно конструктор начал утверждать в послевоенное время, что его аппарат был оснащен именно реактивным двигателем, хотя первоначально он заявлял категорически противоположное.
Изучая конструкцию перового реактивного самолета А. Конада, можно сделать несколько выводов. Первый – конструктивные особенности машины показывают, что расположенный впереди двигатель и его выхлопные газы убили бы пилота. Вторым вариантом развития мог быть только пожар на самолете. Именно об этом и говорил конструктор, при первом запуске огнем была уничтожена хвостовая часть.
Что касается самолетов реактивного типа, которые были изготовлены в 1940-е года, они имели совершенно другую конструкцию, когда двигатель и место пилота были удалены, и, как следствие, это повысило безопасность. В местах, где пламя двигателей соприкасалось с фюзеляжем, была установлена специальная жаростойкая сталь, что не приносило корпусу увечий и разрушений.
Первые прототипы и наработки
Конечно же, самолеты с турбореактивной силовой установкой имеют значительно больше преимуществ, нежели летательные аппараты с поршневыми двигателями.
Самолет германского происхождения под обозначением He 178 был впервые поднят в воздух 27.08.1939 года.
В 1941 году в небо поднялся подобный аппарат британских конструкторов с названием Gloster E.28/39.
Аппараты с ракетными двигателями
He 176, созданный в Германии, осуществил первый отрыв от ВПП 20.07.1939 года.
Советский летательный аппарат БИ-2 взлетел в мае 1942 года.
Самолеты с многокомпрессорным двигателем (их считают условно пригодными к полетам)
Campini N.1 – изготовленный в Италии самолет впервые поднялся в воздух в конце августа 1940 года. была достигнута скорость полета в 375 км/час, а это еще меньше, чем поршневого аналога.
Японский самолет «Ока» с двигателем Tsu-11 был предназначен для разового использования, поскольку это был самолет-бомба с пилотом-камикадзе на борту. Из-за поражения в войне так и не было окончательно доделана камера сгорания.
За счет заимствованной технологии во Франции американцы также смогли изготовить собственную модель самолета с реактивным двигателем, которым стал Bell P-59. Машина имела два двигателя реактивного типа. Впервые отрыв от ВПП зафиксирован в октябре 1942 года. Нужно отметить, что эта машина была достаточно успешной, поскольку ее изготовление велось серийно. Аппарат имел некоторые преимущества над поршневыми аналогами, но все же в боевых действиях он участия не принимал.
Первые успешные реактивные прототипы
Германия:
Созданный двигатель Jumo-004 был применен для нескольких экспериментальных и серийных самолетов. Нужно отметить, что это первая силовая установка в мире, которая имела осевой компрессор, как и современные истребители. США и СССР подобный тип двигателя получил значительно позже.
Самолет Me.262 с установленным двигателем типа Jumo-004 впервые поднялся в воздух 18. 07.1942 года, а уже через 43 месяца осуществил свой первый боевой вылет. Преимущества в воздухе данного истребителя были значительными. Была задержка запуска в серию из-за некомпетентности руководства.
Реактивный разведчик-бомбардировщик типа Ar 234 изготовлен летом 1943 года, также был оснащен двигателем Jumo-004. Он активно применялся в последние месяцы войны, поскольку только он мог работать в ситуации с сильным преобладанием сил противника.
Великобритания:
Первым реактивным истребителем, изготовленным британцами, стал самолет Gloster Meteor, который был создан в марте 43-го года, а на вооружение его приняли 27.07.1944 года. В конце войны основной задачей истребителя был перехват самолетов Германии, которые несли крылатые ракеты типа Фау-1.
США :
Первым реактивным истребителем в США стал аппарат под обозначением Lockheed F-80. Впервые отрыв от ВПП зафиксирован в январе 1944 года. На самолете был установлен двигатель типа Allison J33, который считается доработанной версией двигателя, установленного на аппарате Gloster Meteor. Боевое крещение произошло в Корейской войне, но вскоре он был заменен на самолет F-86 Sabre.
Первый палубный истребитель с реактивным двигателем был готов в 1945 году, он обозначался как FH-1 Phantom.
Реактивный бомбардировщик в США был готов в 1947 году, это был B-45 Tornado. Дальнейшее развитие позволило создать машину B-47 Stratojet с двигателем AllisonJ35. Этот двигатель был самостоятельной разработкой без внедрения технологий других стран. В итоге был изготовлен бомбардировщик, который эксплуатируют и сейчас, а именно В-52.
СССР:
Первым реактивным самолетом в СССР стал МиГ-9. Первый взлет – 24.05.1946 года. Всего с заводов поступило 602 таких самолета.
Як-15 – это истребитель с реактивным двигателем, который стоял на вооружении в ВВС. Этот самолет считается переходной моделью от поршневых к реактивным.
МиГ-15 изготовлен в декабре 1947 года. Активно применялся в военном конфликте в Корее.
Реактивный бомбардировщик Ил-22 изготовлен в 1947 году, он был первым в дальнейшем развитии бомбардировщиков.
Сверхзвуковые реактивные самолеты
Единственный в истории авиастроения палубный бомбардировщик с возможностями сверхзвукового движения – самолет A-5 «Виджилент».
Сверхзвуковые истребители палубного типа — F-35 и Як-141.
В гражданской авиации был создано только два пассажирских самолета с возможностью полета на сверхзвуковых скоростях. Первый был изготовлен на территории СССР в 1968 году и обозначался как Ту-144. Было изготовлено 16 таких самолетов, но после серии катастроф машина была снята с эксплуатации.
Второй пассажирский аппарат данного типа изготовила Франция и Великобритания в 1969 году. Всего было построено 20 самолетов, эксплуатация продолжалась с 1976 по 2003 год.
Рекорды реактивных самолетов
Airbus A380 может расположить на своем борту 853 человека.
Boeing 747 на протяжении 35 лет был самым большим пассажирским самолетом с пассажировместительностью в 524 человека.
Грузовые :
Ан-225 «Мрия» – единственная машина в мире, которая обладает грузоподъемностью в 250 тонн. Первоначально был изготовлен для перевозки космической системы «Буран».
Ан-124 «Руслан» – один из самых крупных самолетов мира с грузоподъемностью в 150 тонн.
Был самым крупным грузовым самолетом до появления «Руслана», грузоподъемность равна 118 тоннам.
Максимальная скорость полета
Летательный аппарат Lockheed SR-71 достигает скорости в 3 529 км/ч. Изготовлены 32 самолета, не может произвести взлет с полными баками.
МиГ-25 – нормальная скорость полета в 3 000 км/ч, возможен разгон до 3 400 км/ч.
Будущие прототипы и разработки
Пассажирские:
Крупные:
High Speed Civil.
Ту-244.
Бизнес-класс:
SSBJ, Ту-444.
SAI Quiet, Aerion SBJ.
Гиперзвуковые:
Reaction Engines A2.
Управляемые лаборатории :
Беспилотные:
Х-51
Х-43.
Классификация самолетов:
А
Б
В
Г
Д
И
К
Л
Тут и так то летаешь с неким опасением, и все время оглядываешься в прошлое, когда самолеты были маленькие и могли запросто планировать при любой неполадке, а тут все больше и больше. Почитаем и посмотрим на такой авиационный двигатель. Американская компания General Electric в данный момент проводит тестирование самого большого в мире реактивного двигателя. Новинка разрабатывается специально для новых Boeing 777X.
Реактивный двигатель-рекордсмен получил имя GE9X. С учетом того, что первые Боинги с этим чудом техники поднимутся в небо не ранее 2020 года, компания General Electric может быть уверена в их будущем. Ведь на данный момент общее число заказов на GE9X превышает 700 единиц. А теперь включите калькулятор. Один такой двигатель стоит $29 миллионов. Что касается первых тестов, то они проходят в окрестностях городка Пиблс, штат Огайо, США. Диаметр лопасти GE9X составляет 3,5 метра, а входное отверстие в габаритах равно 5,5 м х 3,7 м. Один двигатель сможет выдавать реактивной тяги на 45,36 тонны.
По словам GE, ни один из коммерческих двигателей в мире не имеет такую высокую степень сжатия (степень сжатия 27:1), как GE9X. В конструкции двигателя активно используются композиционные материалы, выдерживающие температуры до 1,3 тысячи градусов Цельсия. Отдельные детали агрегата созданы с использованием 3D-печати.
GE9X компания GE собирается устанавливать на широкофюзеляжный дальнемагистральный самолет Boeing 777X. Компания уже получила заказы на более чем 700 двигателей GE9X на сумму 29 миллиардов долларов от авиакомпаний Emirates, Lufthansa, Etihad Airways, Qatar Airways, Cathay Pacific и других.
Сейчас проходят первые испытания полного двигателя GE9X. Испытания начались еще в 2011 году, когда велась проверка компонентов. По словам GE, эта относительно ранняя проверка была проведена с целью получения испытательных данных и запуска процесса сертификации, так как компания планирует установить такие двигатели для летных испытаний уже в 2018 году. Двигатель GE9X разработан для авиалайнера 777X и будет установлен на 700 самолетах. Это обойдется компании в 29 млрд долларов США. Под кожухом двигателя находятся 16 лопастей четвертого поколения из графитового волокна, которые нагнетают воздух в 11-ступенчатый компрессор. Последний повышает давление в 27 раз. Источник: «Агентство по инновациям и развитию»,
Камера сгорания и турбина выдерживают температуры до 1315 °C, что дает возможность более эффективно использовать топливо и снизить его выбросы. В дополнение GE9X оснащен топливными форсунками, напечатанными на 3D-принтере. Эту сложную систему аэродинамических труб и углублений компания хранит в тайне. Источник: «Агентство по инновациям и развитию»
На GE9X установлены турбина компрессора низкого давления и редуктор привода агрегатов. Последний приводит в действие насос для подачи горючего, маслонасос, гидравлический насос для системы управления ЛА. В отличие от предыдущего двигателя GE90, у которого было 11 осей и 8 вспомогательных агрегатов, новый GE9X оснащен 10 осями и 9 агрегатами. Уменьшение количества осей не только снижает вес, но и уменьшает количество деталей и упрощает логистическую цепочку. Второй двигатель GE9X планируется подготовить для проведения испытаний в следующем году
В конструкции двигателя GE9X использовано множество деталей и узлов, изготовленных из легковесных и термоустойчивых композитных керамических материалов (ceramic matrix composites, CMC). Эти материалы способны выдерживать температуры до 1400 градусов Цельсия и это позволило значительно поднять температуру в камере сгорания двигателя. «Чем большую температуру можно получить в недрах двигателя, тем большую эффективность он демонстрирует» — рассказывает Рик Кеннеди (Rick Kennedy), представитель компании GE Aviation, — «При более высокой температуре происходит более полное сгорание топлива, оно меньше расходуется и уменьшаются выбросы вредных веществ в окружающую среду». Большое значение при изготовлении некоторых узлов двигателя GE9X сыграли современные технологии трехмерной печати. При их помощи были созданы некоторые детали, включая инжекторы топлива, столь сложной формы, которую невозможно получить путем традиционной механической обработки. «Сложнейшая конфигурация топливных каналов — это тщательно охраняемая нами коммерческая тайна» — рассказывает Рик Кеннеди, — «Благодаря этим каналам топливо распределяется и распыляется в камере сгорания наиболее равномерным способом».
Следует отметить, что недавние испытания являются первым разом, когда двигатель GE9X был запущен в его полностью собранном виде. А разработка этого двигателя, сопровождавшаяся стендовыми испытаниями отдельных узлов, производилась в течение нескольких последних лет. И в заключении следует отметить, что несмотря на то, что двигатель GE9X носит титул самого большого в мире реактивного двигателя, он не является рекордсменом по силе создаваемой им реактивной тяги. Абсолютным рекордсменом по этому показателю является двигатель предыдущего поколения GE90-115B, способный развивать тягу в 57. 833 тонны (127 500 фунтов).
ГЕРМАНСКИЙ ПРОРЫВ. Битва за скорость [Великая война авиамоторов] [Таблицы]
ГЕРМАНСКИЙ ПРОРЫВ
Как же Германия опередила всех, даже США, безусловного лидера в авиационном моторостроении 1930-х гг. и разработчика передовых систем турбонаддува, в создании реактивных двигателей? Конечно, неслучайно. Хотя первые патенты на газотурбинный и прямоточный воздушно-реактивные двигатели получили французские инженеры Жиллом (Charles Guillaume) в 1923 г. и Лоран в 1913 г. (в 1933 г. французский инженер Ледюк запатентовал схему авиационного прямоточного двигателя), по традиции все еще демонстрируя уже уходящее первенство Франции в авиации, огромная реальная работа по «оседланию» начинающейся новой инновационной волны была сделана именно в Германии. Происшедшая смена поколений инженеров, стремление Германии и ее интеллектуальной элиты к возврату былой мощи, большой научный задел в аэродинамике, государственная программа поддержки авиационных инноваций как ключевого фактора победы в будущей войне, грамотно выстроенное (чрезвычайно компетентное) управление ограниченными ресурсами — все эти факторы обеспечили успех. Наконец, поражение всегда лучше учит, чем победа. Технология организации этого прорыва представляет интерес и сегодня как пример успешного проектного подхода при ограниченных ресурсах. Минимум бюрократии, максимум творчества, командная работа. Нечто подобное мы наблюдали в СССР при создании ракетных двигателей в 1960-е гг., чему автор был свидетелем, в частности, в Воронежском конструкторском бюро химавтоматики (так оно называлось по конспиративным соображениям) под руководством Косберга.
Ретроспективно кажется естественным переход от поршневого к турбореактивному двигателю. Ведь поршневые моторы четвертого поколения с турбонаддувом фактически уже были турбопоршневыми: воздух последовательно проходил через центробежный компрессор, затем через поршневую группу и далее через лопатки турбины, приводящей компрессор. Казалось, чего проще: заменить поршневую группу на турбокомпрессор с камерой сгорания — и все дела. В этом случае такты термодинамического цикла поршневой группы функционально и пространственно разделяются: сжатие «поручается» компрессору, горение — камере сгорания, а расширение и произведение работы-турбине. Но конструкторы-поршневики считали, что возможности поршневых моторов еще не исчерпаны. Можно создать еще более мощные моторы пятого поколения. И такие моторы были созданы, например 4000 л.с. мощности 28-цилиндровый мотор ОКБ Швецова АШ-2К, четырехрядная «звезда» со спирально расположенными друг относительно друга рядами цилиндров. Но эти «динозавры» оказались настолько сложны в производстве и доводке и в довершение к этому тяжелы, что всем стало ясно, что эра боевых поршневых авиамоторов закончилась.
А турбореактивными двигателями первыми начали заниматься инженеры совсем другого поколения (рождения 1910-х гг.): Охайн в Германии, Уиттл в Великобритании, Ендрассик в Венгрии, Люлька в СССР. Удивительно, что в США в 1930-е гг. эти работы не велись вообще.
Тому способствовал анализ Национальной академии наук США о бесперспективности установки газовых турбин на самолеты из-за их большого веса (?!) [68], сделанный в январе 1941 г., когда первые самолеты с реактивными двигателями были уже сделаны в «железе». И в Великобритании отсутствовала государственная поддержка развития этого направления по сходной причине: еще в 1419 г. по заказу Министерства авиации был проведен анализ возможности применения газовых турбин в авиации. Результатом был так называемый «доклад Стерна», в котором отмечалось, что «на настоящей стадии развития турбины внутреннего сгорания не подходят для самолетов по весу и расходу топлива» [66]. Пионеры авиационного турбостроения не имели никакого отношения ни к разработке поршневых моторов, ни к официальной системе — они вышли совсем из другой среды.
Как же все начиналось в Германии? После Первой мировой войны небольшую государственную поддержку исследовательским проектам оказывало Министерство связи (!). Первый контракт на исследования пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ПуВРД) получил в 1931 г. инженер Пауль Шмидт. Пульсирующий двигатель тоже кажется естественным переходным звеном от поршневого мотора с горением топлива при постоянном объеме (поршневой камере) к воздушно-реактивному двигателю непрерывного процесса горения при постоянном давлении. Пульсирующий двигатель — это комбинация горения в отдельной камере сгорания при постоянном объеме (для чего необходимы в ней клапаны, рудимент поршневого мотора с его поршнем-синтезатором всех функций обеспечения цикла) и раздельных функций сжатия в компрессоре и расширения в турбине. Кстати, как мы увидим далее, эта схема двигателя (ПуВРД) имеет тенденцию к возрождению сегодня, разумеется, с новым содержанием — созданием высокоэффективного детонационного двигателя.
После прихода Гитлера к власти для эффективного управления авиапромышленностью и исследованиями в 1933 г. создается Министерство авиации во главе с Герингом. К 1935 г. сложилось полноценное управление авиационными разработками в виде отдельной структурной единицы Технического управления минавиации, имевшего пять отделов: исследований, разработок, производства, контрактов и испытаний. В 1936 г. во главе Технического управления стал Эрнст Удет, летчик, инженер, авторитет в области авиации. Было создано семь испытательных центров, старейшим и наиболее известным из которых был Е-Штелле-Рехлин под командованием майора Беренса.
В 1937 г. в отдел исследований был направлен квалифицированный инженер Гельмут Шельп для руководства уже давно идущими программами разработки ПуВРД Шмидта и ракетного двигателя Вальтера. Шельп годом ранее получил звание магистра при обучении в США, а также прошел специальный курс в Германском авиационном экспериментальном институте (DVL) в Берлине для подготовки руководителей авиапромышленности. Этот курс включал в себя и пилотирование самолета. Забегая вперед, можно сказать, что во многом именно благодаря Шельпу германская реактивная авиация достигла таких успехов. Он начал с фундаментальной постановки целей проектирования. Изучая проблему определения оптимальной скорости полета дозвуковых самолетов, он пришел к выводу исходя из законов аэродинамики, что максимальная скорость оптимального самолета должна соответствовать числу М (отношению скоростей полета и распространения звука), равному 0,82, т. е. 850–900 км/час. Этот вывод является фундаментальным и не устарел до сих пор: современные дозвуковые транспортные самолеты летают именно с такой скоростью. После этого Шельп начал изучать проблему силовой установки: какой тип двигателя способен обеспечить требуемую скорость самолета с приемлемым весовым совершенством? Так созрело понимание необходимости разработки Реактивных двигателей: известно, что максимальную удельную (на единицу веса) мощность обеспечивает газовая турбина. Однако, как это часто бывает, окружающие этого не видели.
Шельп уходит из отдела общих исследований в отдел разработки двигателей и находит там союзника в лице Ганса Мауха, отвечающего за ракетные двигатели. Одновременно Шельп и Маух проводят консультации с ведущими моторными фирмами «БМВ», «Даймлер-Бенц», моторным отделением «Юнкерс». Однако конструкторы-поршневики с «БМВ» и «Даймлер-Бенца» придерживаются консервативной позиции, считая потенциал поршневых моторов далеко не исчерпанным. Спустя короткое время они об этом пожалели потенциал у этих фирм был высокий, и при наличии исторического времени (хотя бы пяти лет) и «БМВ» и «Даймлер-Бенц» смогли бы создать уникальные газотурбинные двигатели. Так, БМВ проектировала двигатель тягой 13 000 (!) кг, а «Даймлер- Бенц» создала первый в мире работающий двухконтурный двигатель. Откликнулось на план Шельпа моторное отделение «Юнкерса», и это неслучайно.
Именно Шельп принимает решение, определившее облик современного турбореативного двигателя — осевой тип компрессора как создающий минимальный лоб двигателя и соответственно лобовое сопротивление. Инновационность этого решения можно оценить только ретроспективно после многих лет создания авиационных осевых компрессоров. Как показывает опыт, авиационный осевой компрессор определяет успех или неудачу всего двигателя и хороший компрессор создается годами. Кроме того, течение в осевом многоступенчатом компрессоре плохо поддается расчетам даже сегодня при наличии развитых трехмерных газодинамических моделей. Доводка компрессора требует множества экспериментов как для отдельных ступеней, так и их последующего согласования при работе в системе. Короче, для того времени это был очень смелый и рискованный шаг. Неслучайно и Охайн, и Уиттл для своих первых двигателей выбрали более простые одноступенчатые центробежные компрессоры, по которым был накоплен большой опыт еще при создании нагнетателей.
На что же рассчитывал Шельп, выбирая осевой компрессор для будущего двигателя? Он рассчитывал на передовую научную школу в аэродинамике, сложившуюся к тому времени в Германии. Достаточно назвать лишь некоторые имена ученых первого ряда: Прандтль, Шлихтинг, фон Карман, работавшие в то время в Германии, чтобы понять, что надежды Шельпа были построены не на песке. К этим великим именам следует прибавить и имена доктора Энке и Бетца, специалистов по компрессорам, работавшим в Экспериментальном аэродинамическом институте в Геттингене. Так что обоснованные на первый взгляд опасения оппонентов Шельпа парировались имеющимся научным заделом. Но реально работающего авиационного осевого компрессора действительно не было!
В качестве разработчиков первого турбореактивного двигателя (ТРД) с осевым компрессором были выбраны фирмы «БМВ» и моторное отделение «Юнкерса». Была составлена и первая классификация (матрица) проектируемых типов ТРД, представленная ниже.
класс Тяга (кг) Степень повышения давления Кол-во ступеней турбины ТРД ТВД 1 До 1000 3,5 1 — 2 До 1700 5 23 3 До 3000 6 23 4 До 4000 7 35
Как видно из таблицы, уже тогда задумывалась целая гамма реактивных двигателей, включая и турбовинтовые (ТВД). Предусматривалась и разработка промежуточного (между ТВД и ТРД) класса реактивных двигателей — двухконтурного (ТРДД). Но на него не обратили тогда серьезного внимания и это было понятно: в самостоятельный класс этот вид двигателей оформился позже, когда технологический прогресс позволил сильно поднять температуру газа перед турбиной. Как и в случае с поршневым мотором воздушного охлаждения, именно двухконтурный двигатель является настоящим авиационным газотурбинным двигателем: нигде, кроме авиации, он не применяется. Далее мы увидим, почему.
Управление Шельпа провело большой объем исследовательских работ и по перспективному высокоэкономичному турбовинтовому двигателю с теплообменником для дальнего самолета, летающего со скоростью 1000 км/ч на высоте 10 000 м. План работ по реактивным двигателям был составлен на… 16 лет! Несомненно, к 1950 г. Германия могла иметь передовую, непревзойденную авиацию в мире.
Параллельно с разработкой двигателей в Техническом управлении Министерства авиации в его самолетном отделе велась и разработка планера под новый двигатель. Работы над будущим реактивным самолетом (им оказался Ме-262) велись совместно с фирмой «Мессершмитт».
Пока Министрество авиации определялось со своей структурой, кадрами, планами, выпускник Геттингенского университета факультета прикладной физики и аэродинамики Ганс-Иоахим Пабстфон Охайн увлекся идеей реактивного двигателя и в 1935 г. даже получил патент на изобретение одной из разновидностей двигателя, близкий к патенту Уиттла, полученного им в 1930 г. Одержимый идеей создать такой двигатель, Охайн привлек к этому инженера-механика гаража Bartels und Becker, обслуживавшего его спортивный кар, Макса Хана. Как говорил позже фон Охайн: «Я как физик не имел понятия, что такое болты и гайки». За 1000 марок собственных денег Охайн и Хан сделали «гаражную модель» первого в мире турбореактивного двигателя. Эта модель впечатляла своей простотой: к диску с одной стороны были приклепаны радиальные «лопатки» центробежного компрессора, а с другой — центростремительной турбины. Камера сгорания располагалась над колесом.
Вся «квадратная» (диаметр был примерно равен длине двигателя) конструкция была выполнена из листовых заготовок. По сравнению со сложной кинематикой и динамикой поршневых моторов этот «гадкий утенок» должен был просто ошеломить самолетных инженеров. Так оно и вышло. Автор видел двигатель Охайна в музее авиации в Мюнхене — в сравнении с тяжеленными поршневыми этот мотор кажется игрушкой. Когда автор этих строк поступил в МАИ в 1957 г. и, естественно, услышал о пионерах эры реактивных двигателей, авиация уже прошла огромный путь развития и вся стала реактивной. Казалось, что Охайн давно умер, а его изобретение и образец мотора, судя по чертежам и описанию патента, принадлежит древней истории техники, как вертолет Леонардо да Винчи — настолько ушли вперед конструкции двигателей. А между тем Охайн был не только жив (ему в 1957 г. было всего 46 лет!), но и активно работал в США, куда он перебрался после войны. Но об этом нам никто юг да не говорил, а альтернативных источников информации не было.
Между тем начались испытания «гаражной» модели и появились неизбежные дефекты, в первую очередь связанные с горением. Деньги быстро кончились, надо было искать спонсора. Профессор Роберт В. Поль, хорошо знавший Охайна, в феврале 1936 г. написал рекомендательное письмо Эрнсту Хейнкелю, известному владельцу и конструктору самолетной фирмы. Эрнст Хейнкель (1888–1958), которому в это время еще не было и пятидесяти лет, принадлежал уже к другому поколению инженеров, нежели Гуго Юнкерс. Не имея никакого опыта в разработке авиамоторов, Хейнкель тем не менее всегда следил за новинками в области моторостроения, включая ракетные двигатели. После встречи Охайна с инженерами Хейнкеля первый в том же 1936 г. был приглашен к нему на фирму на работу. Вскоре там же оказался и Макс Хан. Позднее Охайн вспоминал: «Когда я впервые пришел к Хейнкелю, инженеры посчитали меня сумасшедшим специалистом-физиком, который не учитывал проблем, связанных с материалами, их обработкой, литьем и т. п. Меня очень волновали пробелы в моем обучении, и я очень много работал над их устранением, с тем, чтобы стать полноценным инженером. Через два года я уже знал все теоретические вопросы проектирования (как ему казалось. — А.В.) и инженеры Хейнкеля уже не могли сказать мне ничего нового об этом предмете (Кей, с. 20).
Работы по созданию первого в мире турбореактивного двигателя HeS 1 (Heinkel-Strahltriebwerk 1 — реактивный двигатель Хейнкеля-1) велись в отдельном помещении под Ростоком и были строго засекречены. Над проектом работала группа опытных инженеров-конструкторов в количестве восьми человек и такая же по количеству группа опытных слесарей под руководством Хана. Благодаря листовой конструкции мотора его быстро изготовили на местном… судозаводе. К марту 1937 г. демонстрационный HeS 1 был готов и испытан, правда, вместо обычного углеводородного авиационного топлива на первых испытаниях использовался чистый водород из- за проблем с организацией горения. В то время все было внове — и в том числе аэродинамическая схема стабилизации горения с помощью зоны обратных токов, ставшая позднее классической. Ведь в прямоточном потоке воздуха, который имеет место в турбореактивном двигателе, из-за большой разницы скоростей потока и распространения пламени стабилизация пламени невозможна без специальных устройств — пламя будет «сдуваться».
Тут же началась работа по усовершенствованию двигателя, получившего обозначение HeS 3. Это был уже «деловой» двигатель, над которым работало много специалистов. Модификация двигателя Охайна HeS ЗЬ к лету 1939 г. была готова к летным испытаниям. В июле начались летные испытания на «летающей лаборатории» — самолете Не-118, одномоторном моноплане, конкуренте пикирующего бомбардировщика Ю-87. Двигатель Охайна был подвешен под фюзеляжем. Самолет пилотировал капитан ВВС Эрих Варзитц. Двигатель запускался после взлета самолета с помощью поршневого мотора. В августе уже был готов специально спроектированный планер самолета Не-178 для установки на него второго экземпляра двигателя. Первый в мире реактивный самолет Хейнкеля представлял собой одноместный моноплан с верхним расположением крыла и размещением двигателя в фюзеляже с длинным выхлопным каналом. По сравнению с тогдашними самолетами он был необычного вида — отсутствовал винт. Позже, правда, двигатели размещали на самолете в отдельных гондолах.
24 августа 1939 г., буквально накануне Второй мировой войны, состоялся исторический полет первого реактивного самолета, вначале только пролетом вдоль взлетной полосы, а уже 27 августа — полный полет, оставлявшего за собой голубой цвет продуктов сгорания бензина. Максимальная скорость самолета с этим двигателем достигла 600 км/ч. Несомненно, удачная демонстрация реактивного самолета перед официальными лицами Министерства авиации подтолкнула работы в этом направлении. Казалось, что, вырвавшись вперед, фирма Хейнкеля с Охайном сможет занять монопольное положение в этой области. Но были и ограничения, которые не позволили этому тандему выйти на серийное производство реактивных самолетов и занять лидирующее положение.
Во-первых, на фирме Хейнкеля не было производственных мощностей для серийного производства двигателей, во-вторых, достаточного количества опытных инженеров-мотористов для решения проблем доводки, а в-третьих, генеральным направлением развития турбореактивных двигателей Гельмут Шельп определил применение осевых компрессоров, имеющих меньший «лоб». Первую проблему удалось решить, присоединив в 1941 г. к «Хейнкелю» известную фирму «Хирт» — Hirth Motoren GmbH (объединенная фирма стала называться «Хейнкель-Хирт»), занимавшуюся производством нагнетателей. Этому (приобретению контрольного пакета акций «Хирта» «Хейнкелем» через банк) помог Эрнст Удет незадолго до своей гибели. Кроме того, осенью 1939 г. коллектив инженеров «Хейнкеля» существенно усилился: к Хейнкелю — после выбора проекта Юмо-004 (109–004) и подписания госконтракта на его разработку перешел со своим альтернативным проектом из моторного отделения «Юнкерса» возможно, самый выдающийся конструктор турбореактивных двигателей, Макс Адольф Мюллер вместе с большой командой инженеров. Скорее всего, его просто выжили руководитель «Юнкерс Моторен» Отто Мадер и руководитель проекта 109–004 Ансельм Франц. Как известно, все талантливые люди неуживчивы, скорее всего, Мюллер принадлежал к их числу.
Исторический момент: летчик-испытатель Варзитц, Эрнст Хейнкель и фон Охайн после первого в мире полета реактивного истребителя (август 1939 г.).
Следующие модификации двигателя Охайна имели обозначения HeS 6 и HeS 8. Последний, наконец, получил господдержку и соответственно индекс 109–001. Как и первенец Охайна, этот двигатель имел центробежный компрессор: Охайну вообще поручили развивать направление двигателей с центробежными компрессорами, оказавшееся в конечном счете тупиковым. Частично такое разделение было обусловлено и тем, что на самолетной фирме Хейнкеля не было испытательных стендов для исследования и доводки осевых компрессоров. Стенд мощностью 14 Мвт в Ростоке начали строить, но до конца войны закончить строительство не удалось.
HeS 8 предназначался для двухмоторного истребителя Не-280, первый полет которого состоялся в апреле 1941 г. в присутствии официальных лиц — Удета и Шельма. Это был аэродинамически очень красивый самолет: двигатели на этом истребителе устанавливались под крыльями в обтекаемых гондолах, а хвостовое оперение имело два киля. Однако только к началу 1943 г. было изготовлено достаточное количество двигателей. К тому времени вперед уже вырвался Ме-262 с двигателем «Юнкерса» 109–004. И фон Охайн и перешедший к Хейнкелю из «Юнкерса» Мюллер трудились в Ростоке. Последний с 1938 г. работал над проектом 109–006 (или по принятой на «Хейнкеле» системе обозначений — HeS 30), который был задуман еще на «Юнкерсе» и составлял альтернативу двигателю HeS 8. Этот турбореактивный двигатель Мюллера с инновационным осевым компрессором (ступени со степенью реакции 0,5 вместо 1 в компресcopax Энке, что существенно повышало кпд компрессора — проект Рудольфа Фридриха с «Юнкерса») был самым совершенным турбореактивным двигателем до конца 1940-х гг., включая и минимальное лобовое сопротивление, что особенно важно для внешнего по отношению к фюзеляжу расположению двигателей. Однако недостаток производственных мощностей на фирме Хейнкеля, субъективизм Шельпа и в довершение конфликт Мюллера с Хейнкелем привели к тому, что этот замечательный двигатель опоздал. В этом классе тяг (до 1000 кг) к этому времени (начало 1943 г.) уже существовал серийный, ставший знаменитым двигатель 109–004. Его конкурент 109–006 в серию так и не пошел, хотя его испытания шли до конца войны.
И Мюллер, и Охайн не были «поршневиками»: в то время как Мюллер был специалистом по турбонагнетателям и его приход в турбореактивную тематику был естествен, то Охайн, как мы видели, пришел вообще из университетской среды — от чистой идеи такого типа двигателя.
Летом 1941 г. Техническое управление Шельпа выдало техзадание на разработку бомбардировщика с двумя турбовентиляторными двигателями. Шельп лично принимал участие в формировании облика будущего двигателя, в котором предполагалось реализовать много инноваций. В частности, двигатель должен был иметь два компрессора, каждый из которых приводился своей турбиной и камерой сгорания, а третья, силовая турбина приводила закапотированный воздушный винт. То есть это был инновационный проект трехвального турбовинтового двигателя с промежуточным подогревом между турбинами. Этот проект не был тогда реализован; спустя десять лет после войны подобный двигатель (только без второй камеры сгорания) реализовали англичане — турбовинтовой «Тайн» («Tyne»). Но тем не менее основу этого двигателя (т. н. газогенератор, или по англ. core-ядро, сердечник), представляющей собой схему обычного турбореактивного двигателя (компрессор+камера сгорания+турбина) было решено сделать на фирме «Хейнкель-Хирт». Шельп был ярым приверженцем промежуточной (между осевым и центробежным) схемы компрессора, а именно — диагональной, несмотря на имеющиеся отрицательные результаты. Этому были свои причины — Шельп ожидал повышения надежности компрессора при попадании посторонних предметов на входе, засасываемых при взлете. Тонкие, «слабые» лопатки осевого компрессора, как известно, очень чувствительны к этому и сегодня.
Проект с его помощью получил господдержку, ему был присвоен индекс 109–011, и работы начались на заводе Хирт в Штутгарте. Туда же переехал и Охайн, соединившись с группой Мюллера — фирме «Хейнкель-Хирт» было приказано сосредоточиться только на этом проекте — это был проект турбореактивного двигателя, который должен был иметь тягу 1300 кг (т. е. свыше 1000 кг, в следующем классе по классификации Шельпа). Как оказалось, это был самый мощный турбореактивный двигатель, реализованный в металле до конца войны. Фирма «Хирт», как уже отмечалось, имела опыт работы над турбонагнетателями, в частности для проекта поршневого двигателя «Даймлер-Бенц» DB.605G для повышения его высотности до 15 км.
Инноваций в этом двигателе было много, включая освоение изготовления диагональной ступени компрессора вместе с лопатками из цельного куска алюминия. Сегодня такая технология называется «блиск» (от совмещения двух английских слов «blade» — лопатка и «disc» — диск) и требует для своей реализации точных пятикоординатных фрезерных станков с управлением от ЭВМ.
И здесь следует упомянуть о главных проблемах создания турбореактивных двигателей, которые сразу проявились, как только двигатели начали реально длительно испытываться. Как всегда в условиях жестких сроков создания двигателя, это оказалось неожиданностью. Далее мы еще увидим множество примеров подобных «промахов» при проектировании двигателей, несмотря на имеющийся опыт. Как уже отмечалось, основой газотурбинного двигателя является лопаточный компрессор. Лопатки эффективного компрессора представляют собой тонкие аэродинамические профили, что обусловливает их малую жесткость и соответственно низкую собственную частоту (первая форма колебаний 100–300 Гц) и склонность к возбуждению колебаний и автоколебаний (флаттер). С подобной проблемой мы уже встречались при описании истории создания воздушных винтов с тонкими стальными аэродинамическими профилями.
В результате, например, при типичной частоте вращения ротора 100–150 об/сек, неоднородность поля скоростей воздуха на входе, генерируемая двумя-тремя силовыми стойками или боковым ветром, вызывает резонанс периодической вынуждающей силы при прохождении лопатками зон неоднородности и собственной частоты колебаний лопаток, быстро приводящий к их усталостным поломкам. Этот процесс накопления повреждений усиливается в случае забоин на лопатках от посторонних предметов, снижающих их предел выносливости. Не последнюю роль в этом неприятном явлении играет и технологическая наследственность (остаточные напряжения) при их изготовлении. Полностью изжить эти дефекты на газотурбинных двигателях не удается до сих пор, даже после более чем пятидесятилетней истории их создания. Это родовая проблема ГТД. Что же говорить о начале пути? Все немецкие двигатели прошли через это. И здесь выдающуюся роль в решении этой проблемы на двигателях и 109–004 (Юмо), и 109–006 («Хейнкель-Хирт») сыграл немецкий инженер Макс Бентеле.
Руководителем моторного отделения «Юнкерса», как уже упоминалось, был профессор Отто Мадер (умер в 1943 г.), который первоначально не высказывал энтузиазма по отношению к таким инновационным проектам, как турбореактивные двигатели. Но Шельп «уговорил» Мадера заняться этим делом на государственные деньги, предварительно согласовав с ним в 1938 г. контракт, который в 1939 г. получил законную силу, на будущий двигатель 109–004. Почему-то (скорее всего, из-за идеологических соображений — Мадер не любил немцев-нацистов) руководителем проекта был назначен не уже работавший на «Юнкерсе» Мюллер, а доктор Ансельм Франц, австрийский инженер, специалист по нагнетателям и выхлопным системам поршневых моторов. Шельп порекомендовал», что в условиях госфинансирования означало, по сути, приказ, моторному отделению «Юнкерса» заняться продолжением работ над двигателями Мюллера.
Но с одной стороны, Франц решил начать работу с нули (надо думать, при поддержке Мадера), а с другой — Мадер — сосредоточиться только на одном проекте, что и привело, как мы помним, переходу Мюллера к Хейнкелю. Работы по созданию 109–004 начались с создания испытательной базы: были построены уникальные высотные стенды, т. е. испытательные камеры, воспроизводящие условия полета на высоте до 13 000 метров. Совокупная мощность установок составляла 6,5 Мвт. В этом моторное отделение «Юнкерса» уступало только «БМВ». К 1943 г. в Магдебурге на «Юнкерс Моторен» сформировалось мощное КБ в составе 500 инженеров. Осевой компрессор разрабатывали в Геттингене (Экспериментальный аэродинамический институт), а турбину проектировал профессор Крафт из фирмы AEG (Allgemeine I lektrizitats Gesellschaft — Всеобщая электрическая компания). Вначале решили идти академическим путем — изготовить уменьшенную модель двигателя для отработки системных вопросов. Но вскоре выяснилось, что это приведет к большим затратам времени и не так уж много экономит средств. Поэтому вся доводка проводилась на «натуре». И сейчас делается так же.
15 марта 1942 г. двигатель 109-004А был впервые испытан в полете на поршневом Ме-110. Первый реактивный истребитель Ме-262был уже готов в 1941 г., совершая полеты, пока не готовы реактивные двигатели, на поршневых моторах. Тогда же, в 1941 г., его уже пробовали поднять в воздух с двумя двигателями «Хейнкель- Хирт» 109–001 и «БМВ» 109–003, но неудачно. Таким образом, первый реактивный полет Ме-262 совершил с двумя двигателями «Юмо» 109-004А тягой 840 кг 18 июля 1942 г. Всего было изготовлено тридцать опытных двигателей 109-004А, на которых шли интенсивные испытания по доводке узлов и систем. Затем начались модификации. Наиболее массовой была модификация 109–004 В-1. Запуск в серийное производство Ме-262 уже в 1943 г. на полгода еще задержал лично Гитлер, требуя, чтобы истребитель мог нести бомбовую нагрузку. Основными дефектами этого турбореактивного двигателя, как и почти всех двигателей этого типа, были резонансные поломки лопаток. В данном случае — это лопатки третьего ряда статора компрессора и роторные лопатки турбины. Собственные частоты лопаток при их возбуждении в приспособлении определяли на слух, для чего был привлечен профессиональный музыкант.
Приглашенный в качестве эксперта Макс Бентеле определил и источники возбуждения: шесть жаровых труб камеры сгорания и три стойки за турбиной (произведение числа оборотов в секунду — 150 — на количество труб или стоек было как раз равно собственной частоте колебаний лопаток: 450 и 900 герц). Уход от резонанса был осуществлен изменением (снижением на 2,5 %) числа оборотов на длительном режиме работы, а также повышением жесткости лопаток (увеличением собственной частоты). Кроме того, со временем подобрали и правильное соотношение чисел лопаток статора и ротора (35/61): известно еще из опыта паровых турбин, что нужно выбирать простые числа для количества лопаток хотя бы ротора. Как это ни смешно, но на эти «грабли» периодически наступают следующие поколения конструкторов. Где-то это проходит, а где-то история с резонансными поломками вновь и вновь повторяется. Особенностью резонансных поломок компрессорных лопаток сегодня является инициация начального повреждения лопатки от попадания постороннего предмета в двигатель (птица, камешек и т. п.). В результате резко снижается ее усталостная долговечность, особенно чувствительны к этому титановые лопатки. Если к тому же существует «окно» резонансных режимов работы лопатки, то — «пиши пропало». Поэтому для первых трех ступеней компрессора, подверженных такого рода повреждениям, в зоне рабочих режимов резонансы по первой изгибной форме недопустимы вообще, несмотря на кажущуюся малую амплитуду возбуждения в нормальных условиях. Как уже отмечалось, источниками возбуждения компрессорных лопаток, имеющих сравнительно малую жесткость (низкую собственную частоту) из-за их тонких профилей, являются силовые стойки, места отбора воздуха и т. д. Как нарочно, конструкторы, проектирующие эти элементы, тяготеют к окружной симметрии (3 или 6 стоек равномерно по окружности и т. д.), что является потенциальным источником упомянутых проблем с лопатками.
Конечно, межремонтный ресурс этого первого в миро боевого турбореактивного двигателя был небольшой — всего 25 часов, но это был серийный двигатель, и будь у Германии еще немного исторического времени, то, конечно, этот двигатель был бы доведен до совершенства. Двигатель работал устойчиво до высоты 10 000 метров. Сопловые, а вскоре и рабочие (роторные) лопатки турбины двигателя 109–004 уже тогда были сконструированы охлаждаемыми (воздухом). Основная часть лопатки турбины (т. н. «перо») выполнялась полой и ножки не имела, а запрессовывалась и припаивалась к диску. В результате оказалось возможным получать перо лопатки вытяжкой. Для этого Вильямом Примом на фирме его имени в Штольберге был разработан специальный технологический процесс вытяжки тонкостенного пера лопаток турбины на прессах без механической обработки, оказавшийся простым и очень производительным. Начали было строить завод производительностью 300 тыс. (!) лопаток в месяц, но не успели до конца войны. Всего на четырех заводах было выпущено около 6000 двигателей «Юмо» 109–004 до конца войны. Ежемесячное производство этого двигателя начиная с 1945 г., составило около 1000 штук.
В эксплуатацию было принято три типа самолетов: истребитель Ме-262 А-1а Schwalbe («Ласточка»), бомбардировщик Ме-262 А-2а Sturmvogel («Буревестник») и разведчик и бомбардировщик «Арадо-234В». К сентябрю 1944 г. первое многоцелевое реактивно-истребительное подразделение Erprobungkommando 262 завершило этап войсковых испытаний Ме-262, и было создано спецподразделение для проведения боевых испытаний Арадо-234 Sonderkommando Gotz. Первым чисто боевым подразделением Люфтваффе, вооруженным реактивными истребителями, стала, как известно, «Команда Новотны». Эта «команда» в составе 12 истребителей вступила в войну 3 октября 1944 г. Однако первые воздушные бои оказались малоудачными — много самолетов было потеряно в авариях, а некоторые были сбиты при сбросе скорости во время подготовки к атаке. Нужно было менять тактику — вместо маневренного боя с применением пушек использовать ракетное вооружение, применяемое с дальней дистанции на большой скорости. Для этого была сформирована специальная группа JG7. Кроме того, занялись и обучением пилотов на двухместных Ме-262, для чего были созданы учебно-тренировочные центры. Также в сентябре 1944 г. были сформированы и первые бомбардировочные подразделения Ме-262 А-2а: «Команда Шенка» и «Команда Эдельвейс». «Арадо-234» эффективно использовался в качестве разведчика, беспрепятственно летая над Британскими островами и Северной Италией. Во время Арденнского наступления немцев в декабре 1944 г. несколько «Арадо-234» из состава эскадры KG 76 впервые отбомбились по союзникам. Ме-262, будучи неуязвимым, оказался идеальным ближним разведчиком. Всего было построено 1433 Ме-262, из которых около 200 поступило в боевые части.
Между тем работы по модификациям 109–004 шли непрерывно: вслед за первой серией «А» появились «В», «С», «D», «Е», «F», «G», «Н». Особенно интересными модификациями были «Е» и «Н». Первая модификация была с форсажной камерой за турбиной. А вторая — по сути, новый двигатель с 11 — ступенчатым компрессором (степень сжатия 5) и двухступенчатой турбиной — тягой 1800 кг, т. е. в два раза большей, чем у прототипа.
Последней попыткой немцев переломить ход воздушной войны на Западе, где бомбардировки союзников нанесли катастрофический урон военной промышленности Германии, было создание массового, так называемого «народного» истребителя Хейнкеля «Саламандра», серийно производившегося с 1945 г. Особенностью этого самолета была компоновка двигателя «БМВ» 109–003 на самолете: он располагался на «спине» фюзеляжа подобно пульсирующему двигателю на крылатой ракете Фау-1.
Ниже представлена таблица разработок (это только по госконтрактам, не включая инициативные разработки фирм) воздушно-реактивных двигателей в Германии менее чем за 10 лет. Такое обилие самых различных вариантов схем двигателей, размерностей и областей их применения возможно только на первой стадии новой инновационной волны. Сегодня, когда инновационная волна авиационных газотурбинных двигателей прошла, появление нового двигателя является довольно редким, по сути, единичным явлением, воплощающим в себе все мировые технологические достижения.
Индекс двигателя Фирма-производитель Тяга двигателя Применение Примечание 109-001 Heinkel-Hirth 600 He-280 (первый полет в апреле 1941 г.) Серийный с центробежным компрессором и центростремительной турбиной 109-002 BMW 700 Проект, изготовлены узлы Осевой компрессор с противовращением 109-003 BMW 900 Не-162, Volkjager («Народный истребитель») «Саламандра» Серийный с 1945 г 109-004 Junkers 840 Ме-262 (первый полет в июле 1942 г.), Аг-234 Серийный, выпущено свыше 6 тыс. моторов 109-005 Porsche 500 Проект для крылатой ракеты увеличенной дальности Одноразовый 109-006 Heinkel-Hirth 900 Опытный для Ме- 262, Аг-234 Проект Мюллера с инновационным компрессором Фридриха 109-007 Daimler-Benz 1275 Опытный (для дальнего Аг-234) Первый в мире двухконтурный, проект доктора Лейста 109-008 Heinkel-Hirth 900 Опытный На базе 109–001 109-009 Heinkel-Hirth 900 Опытный На базе 109–001 109-010 Heinkel-Hirth 900 Опытный Двухконтурный на базе 109–001 109-011 Heinkel-Hirth 1300 Опытный (для Ме~ 262, Аг-234, Ju- 287) С диагональным компрессоров (схема Шельпа) 109-012 Junkers 2780 Проект для Ju-287 с крылом обратной стреловидности 109-014 Argus Motoren Gesellschaft 350 Fi-103, «Физелер», крылатая ракета (Фау-1) Пульсирующий, серийный. 109-015 109-016 Daimler-Benz 13000 Проект Самый большой двигатель, диаметр 2,0 м. 109-018 BMW 3400 Проект (для Ju-287 с крылом обратной стреловидности) На базе 109–028 12-ступенчатый компрессор 109-021 Daimler-Benz Проект Турбовинтовой на базе 109–011 109-022 Junkers 5000 Л. С. Проект Турбовинтовой на базе 109-012 109-028 BMW 8000 Л.С. Проект для Не-177 «Грейф» и Ме-264, дальних «бомбе- ров» для бомбежки США Турбовинтовой с двухрядным ВИНТОМ противоположного вращения 109-044 Argus Motoren Gesellschaft Пульсирующий, развитие 109–014
Особо необходимо отметить инновационные работы германских ученых и инженеров в области прямоточных воздушно-реактивных двигателей, или двигателей Лорана — по имени французского изобретателя. Прямоточный двигатель заманчив своей простотой конструкции — в нем нет роторов, сложных трансмиссий, лопаток с их проблемами. Но этот двигатель имеет и существенный родовой недостаток: для его функционирования как теплового двигателя, т. е. преобразователя тепла в работу расширения рабочего тела и соответственно в движение, необходима начальная скорость. Преобразование скорости в давление (т. е. торможение набегающего потока воздуха) во входном устройстве «прямоточки» с последующим подводом тепла в камере сгорания и расширением газов в сопле позволяет организовать термодинамический цикл и, получив в нем работу, преобразовать ее в тяговую мощность. При этом чем выше скорость, тем эффективнее работает «прямоточка». При числе Маха полета выше 3,5 (область «гиперзвука») степень повышения давления набегающего потока во входном устройстве «прямоточки» настолько превосходит степень повышения давления в компрессоре обычного турбореактивного двигателя, что компрессор становится излишним. Именно поэтому область применения реактивных газотурбинных двигателей ограничена этим предельным числом Маха.
Выше (от М=3,5 до М=6) находится наиболее эффективная область работы прямоточного двигателя. Максимальное число Маха, равное 6, ограничено, в свою очередь, теплотворной способностью топлива (самой энергетической пары водород+воздух): ведь эффективность термодинамического цикла определяется отношением максимальной и минимальной температур в цикле. Поскольку максимальная температура ограничена теплотворной способностью топлива, а температура на входе в камеру сгорания повышается с ростом степени повышения давления, то при числе Мб воздушно-реактивный двигатель вырождается.
Неслучайно поэтому, что еще в 1937 г. прямоточными двигателями в Германии заинтересовались прежде всего Сухопутные силы. Возникла идея (Вольф Троммсдорф) разработки инновационного, так называемого активно-реактивного снаряда большой дальности: из артиллерийского ствола выстреливается снаряд, оснащенный «прямоточкой», после достижения определенной скорости включается подача топлива в прямоточную камеру сгорания, и снаряд летит дальше уже с помощью реактивной силы насколько хватит запаса топлива. Ввиду ограниченности массы снаряда, несущего в том числе и заряд взрывчатого вещества, воздушно-реактивный двигатель, использующий в качестве рабочего тела окружающий воздух, обеспечивает лучшие массовые характеристики снаряда по сравнению с ракетным. К 1938 г. идея Троммсдорфа оформилась в теорию применения снаряда. Ему же была поручена разработка такого снаряда.
Принципиальное различие процессов расширения и сжатия движущегося сверхзвукового потока воздуха заключается в том, что в случае геометрического воздействия на поток (изменением проходного сечения) при расширении (увеличении скорости) волны разрежения расходятся веером, не пересекаясь, а при сжатии (уменьшении скорости) волны сжатия пересекаются, образуя сильные ударные волны. Главной проблемой эффективного преобразования скорости набегающего сверхзвукового потока в давление становится уменьшение интенсивности ударных волн. Если произвести торможение потока в одной ударной волне, то потери давления сведут на нет все преимущества. Таким образом, проектирование оптимального сверхзвукового диффузора становится главной задачей при создании прямоточного реактивного двигателя.
И здесь германская наука вновь оказалась на высоте. Проблемой проектирования сверхзвуковых диффузоров занимался Клаус Осватич под общим руководством Прандтля в Геттингенском авиационном НИИ (Kaiser-Wilhelm- Institut Stromungforschung). Хотя идея многоконусного диффузора с торможением потока в серии последовательных ударных волн слабой интенсивности была не нова, но выбор оптимальной конфигурации потребовал многочисленных экспериментов в аэродинамических трубах. Дело в том, что, как оказалось, оптимальное сочетание (минимальная сумма) внешнего сопротивления и внутренних потерь в ударных волнах реализуется в далеко не очевидной аэродинамической схеме сверхзвукового диффузора, а именно в так называемой «схеме внешнего сжатия с выбитой ударной волной». К 1943 г. Осватич накопил достаточно материалов испытаний, чтобы спроектировать хороший диффузор для «прямоточки», а к концу войны был накоплен задел для проектирования диффузора до гиперзвуковой скорости М=4,4.
В конце 1944 г. КБ Троммсдорфа разработало межконтинентальную крылатую ракету D6000 с прямоточным воздушно-реактивным двигателем. По проекту ракета начинала свободное падение с высоты 14 км при скорости 720 км/час с самолета-носителя. Ракета падала с высоты своего пуска до тех пор, пока отстреливаемые ракетные ускорители, расположенные на концах крыльев, не придавали ей ускорение до числа М=2,8. На этой скорости включался прямоточный двигатель, ускоряя ракету до М=4 и выводя ее на высоту 24 км. Затем ракета продолжала полет на расстояние 5000 км и за 300 км до цели начинала снижение. Дефицит топлива даже для опытного самолета-носителя в конце войны не позволил провести пусковые испытания уже изготовленной крылатой ракеты большой дальности Троммсдорфа.
А что же Пауль Шмидт со своим проектом пульсирующего воздушно-реактивного двигателя? Как мы помним, он начинал самым первым. Долгое время Шмидт работал над проблемой зажигания свежей порции пламени в пульсирующем двигателе: прямоточная схема течения топливовоздушной смеси требовала скорости распространения пламени 100 м/с, чтобы вписаться в приемлемые габариты. Как известно, обычный фронт пламени распространяется с помощью теплопроводного (молекулярного и турбулентного) механизма переноса со скоростью не более 10 м/с, т. е. в десять раз меньше. Шмидт начал экспериментировать с переносом тепла с помощью ударной волны, имеющей существенно большую скорость. К1937 г. Шмидт установил, что отраженная от выхода первоначально инициированная вспышкой ударная волна способна периодически вызывать поджигание свежей смеси без источника зажигания. Так была решена основная проблема пульсирующего (горения с частотой 50 герц) реактивного двигателя.
Проект самолета-снаряда с ПуВРД, представленный в 1934 г. Шмидтом и Маделунгом Министерству авиации, поначалу не получил одобрения. Шмидту оказали поддержку фон Браун и доктор Дорнбергер, известные специалисты-ракетчики. В результате проект получил финансовую господдержку, с помощью которой в Мюнхене небольшая группа конструкторов разработала первый самолет-снаряд. Первый двигатель Шмидта с автоматическим зажиганием с помощью ударной волны прошел испытания в 1938 г. Несмотря на, казалось бы, простую схему пульсирующего реактивного двигателя, при его доводке пришлось решать много сложных задач, оригинальные решения которых нашли отражение в конструкции. Двигатель получил обозначение SR.500, что обозначало инициалы конструкторов (Шмидт и Pop) и диаметр трубы, в которой шло горение, равный 500 мм. В 1942 г. инновационный SR.500 показал на стенде тягу 750 кг, но до летных испытаний дело так и не дошло. Этот двигатель почему-то «не любили»-так бывает даже в таком рациональном мире, как авиационные моторы. Правда, к этому были некоторые основания: двигатель неприятно шумел, более того, своим акустическим воздействием он разрушил аэродинамическую трубу. После этого пульсирующие двигатели испытывали только на открытых (без стен) стендах.
«Германский Октябрь»
«Германский Октябрь» Если в Эстонии была предпринята всего лишь одна попытка организовать революцию, то в Германии они предпринимались неоднократно. Наиболее подробно и точно рассказано о них в книге четырех немецких авторов во главе с Берндом Кауфманом
Глава 11 «Германский социализм»
Глава 11 «Германский социализм» Отто Штрассер, немецкий эмигрант, которому нынче стукнуло сорок три года, свое «золотое время» посвятил, как я уже говорил, поискам «немецкого социализма». Я приложил массу усилий, чтобы показать, что это за человек. Теперь же я попробую
1. Германский вермахт
1. Германский вермахт Пехотная дивизияГерманская пехотная дивизия по штату 1944 года насчитывала 12 352 человека личного состава (до 1944 года 16 860 человек). В ее состав входили 3 пехотных полка, 1 артиллерийский полк и другие части (саперы, связисты, снабженцы, зенитчики).Танковая
Глава 19. 3-Й (германский) танковый корпус СС в Померании
Глава 19. 3-Й (германский) танковый корпус СС в Померании Фронт между Вислой и Одером откатывался на запад и втягивал в свой водоворот все больше немецких формирований. Повсюду было множество измотанных, отставших от своих частей или наскоро сколоченных боевых групп,
Шведы и англо-германский мир
Шведы и англо-германский мир Шведы на протяжении столетий (с 1814 г., а до этого воевали очень много. — Ред.) держались позиции «мир любой ценой» и часто прикрывали страх перед войной идеологической завесой пацифизма. В середине 1940 г. «прагматически мыслящие» шведы не могли
Лучший германский агент
Лучший германский агент Среди более удачливых немецких шпионов стоит отметить агента под кодовым именем Остро. Сотрудничать с абвером Остро начал еще в начале 1930-х, когда из своей штаб-квартиры в Лиссабоне руководил широкой агентурной сетью. После 1933 г. он продолжал
Глава 116 Новый германский флот и британский ответ
Глава 116 Новый германский флот и британский ответ По условиям Версальского мирного договора Германии разрешалось оставить в составе флота шесть морально устаревших линейных кораблей-додредноутов, каждый из которых должен был прослужить 20 лет. Стандартное
Германский Генеральный штаб
Германский Генеральный штаб К концу войны Генеральный штаб существовал уже около полутора веков. Созданный в период освободительной войны[61], он приобрел классическую форму при Мольтке-старшем в ходе войн 1864, 1866 и 1870–1871 годов. В первые годы Второй мировой войны его
§ 4.
Германский флот
§ 4. Германский флот Что касается провинциальных флотов, о которых до сих пор шла речь, то можно лишь утверждать, что они существовали. Как правило, имеются обрывки прямых свидетельств, и исследование в привязке к местности предполагает на выходе их морскую историю лишь в
Германский эскадренный броненосец N[4]
Германский эскадренный броненосец N[4] Находящийся постройке на верфи “Германия”, в Киле, первый представитель нового судового типа, броненосец N по своему углублению и скорости хода не отличается от судов класса “Брауншвейг”. Все десять эскадренных броненосцев обоих
16-линейный германский гранатомёт образца 1915 года на вооружении РККА
16-линейный германский гранатомёт образца 1915 года на вооружении РККА Во время первой мировой войны германская армия имела на вооружении 16-линейный гранатомёт образца 1915 года и ружейную гранату для него. Калибр системы – 106 мм. Ствол со стреляющим приспособлением
Мирослав Морозов ТОРПЕДНАЯ АТАКА ПОДЛОДКИ «К-21» НА ГЕРМАНСКИЙ ЛИНКОР «ТИРПИЦ»
Мирослав Морозов ТОРПЕДНАЯ АТАКА ПОДЛОДКИ «К-21» НА ГЕРМАНСКИЙ ЛИНКОР «ТИРПИЦ» Атака германского линкора «Тирпиц» советской подводной лодкой «К-21» 5 июля 1942 года до сих пор является одним из наиболее дискуссионных эпизодов в истории советского ВМФ в Великой
Глава 7. БЫЛ ЛИ ГЕРМАНСКИЙ ФЛОТ НА ЧЕРНОМ МОРЕ?
Глава 7. БЫЛ ЛИ ГЕРМАНСКИЙ ФЛОТ НА ЧЕРНОМ МОРЕ? Переброска германских ВМС на Черное море не предусматривалась планом «Барбаросса». Но уже в первые месяцы войны германские генералы осознали, что захватить Крым и Кавказ без кригсмарине им не удастся.Пройти через Босфор
ГЕРМАНСКИЙ ОККУПАЦИОННЫЙ РЕЖИМ НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛОРУССИИ
ГЕРМАНСКИЙ ОККУПАЦИОННЫЙ РЕЖИМ НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛОРУССИИ «Германия в три руки творила свое преступление над русским народом, — писал эмигрантский мемуарист Александр Казанцев, — армия, Восточное министерство и СС. Все три они были подчинены одной воле Гитлера, но каждая
Первые авиационные воздушно-реактивные двигатели. История науки и техники. Часть 4
Похожие презентации:
Авиационные двигатели
Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок
Центр истории авиационных двигателей имени академика Н.Д. Кузнецова
Авиационные двигатели как объект производства
Общие сведения о конструкции авиационных газотурбинных двигателей
Авиационные двигатели и их системы управления. Основы устройства силовых установок и их конструкция
Требования к пятому поколению авиационных двигателей
Двигатели боевых самолётов России
Реактивные, турбореактивные и ракетные двигатели. (Тема 6)
ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ Ч.4 ПЕРВЫЕ АВИАЦИОННЫЕ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ Проф. , д.т.н. В.А. Зрелов . Самара Первая паровая реактивная турбина I век н. э. Герон Александрийский Эолипил (aolipil) Устройство для полива газонов
3. Модель реактивного двигателя
3
4. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели
Франция 1937- 1946 гг Самолёт Рене Ледюка (René Leduc) 4 СССР 1939 г И.А. Меркулов 1941 г И-153 «Чайка» с ПВРД ДМ-4 1942 г Проект «Д» с ПВРД ДМ-12 Як-7Сс ПВРД ДМ-4С СССР 1942 г Як-7Б с ПВРД ДМ-4С М.М. Бондарюк Ла-126 с ПВРД-430
7. Крылатая ракета «Буря»
СССР Крылатая ракета «Буря» 1954 -1960 гг С.А. Лавочкин Двигатель РД-012У P=12900 кГс
8. Франция
Мотокомпрессорные двигатели Франция А. Коанда (Coandа) 1910 г Самолёт «Coandа-1910» МКВРД самолёта «Coandа -1910» P=220 кГс
9. Италия
1940 г Секондо Кампини (Secondo Campini) Самолёт Campini-Caproni — 1) N=900 л. с. Схема двигателя самолёта «Кампини-Капрони №1» (Campini-Caproni — 1)
10. Германия
1938 г Fw44 Проекты мотокомпрессорных двигателей JUMO и BMW 10 Германия 1938 г Проект мотокомпрессорного двигателя HeS 50 Германия 1938 г Проект мотокомпрессорного двигателя HeS 60 Германия 1939 г Опытный мотокомпрессорный двигатель фирмы Ernest Heinkel AG СССР 1943 – 1945 гг Опытный истребитель И-250 с комбинированной силовой установкой, включавшей маршевый поршневой мотор ВК-107А и воздушно-реактивный компрессорный двигатель (ВРДК) ЦИАМ К.В. Холщевников NΣ=2560 л.с. ВРДК (изделие Э-30-20) 1944 г Су-5ВРДК (М-107) С1-ВРДК-1 (М-82) 1943 г Як-9ВРДК-1 (М-105Ф) Як-9ВРДК-1 (АМ-39) Ла-5ВРДК (М-82) Япония «Ishikawajima» Tsu-11 Ohka-22 Конструктивные схемы ВРД 1940 г.
19. Турбовинтовые двигатели
Венгрия 1940 г Дьёрдь Ендрашик (György Jendrassik) N=1000 л. с. Jendrassik Cs-1 RMI-1 X/H 19
Принципиальная схема и основные функциональные модули ТРД 21
22. Великобритания
Фрэнк Уиттл (Frank Whittle) патент Великобритании № 347206 1930 г «Power Jets Ltd.» 1937 г Опытный двигатель W.U. 22 «British Thomson Houston (BTH)» W.1 (Whittle № 1) 1941 г Gloster E.28/39 (G-40) Pioneer P=460 кгс. А.А. Гриффитс (A. A. Griffith) «Royal Aircraft Establishment» «Metropolitan Vickers» 1938 — 1942 гг CR.1 (contra rotating) «Rolls-Royce» ТРДД CR.2 1944 г 24 Германия «Ernst Heinkel» HeS 1 (Heinkel Strahltriebwerk) . (1937 г.) Макс Хан (M. Hahn) Ганс Йоахим Пабст фон Охаин (Hans von Ohain) с опытным двигателем 1935г P=250 кгс. He-178 . (1939 г.) HeS 3 . (1937 г.) P=450 кгс. Ohain, E. Heinkel, E. Warsitz HeS 3. (1937 г.) HeS 011. (1944 г.) P= 1300 кгс. «Junkers Motorenwerke AG» Г. Вагнер (H. Wagner) JUMO-004 . (1942 г.) А. Франс (A.Franz) P= 900 кгс. «Bayerische Motoren Werke AG» Первые проекты (1938г.) BMW-003 . (1942 г.) P= 800 кгс. Г. Ойстрих (H.Oestrich) 29 BMW-003 He-162 . Ar 234 V8 . BMW-018 . (1945г.) P= 3000 кгс. 30 «Daimler – Benz AG» К. Лейст (K.Leist) DB 109-007 P= 1370 кгс. . (1943 г .) 31
31. «Daimler – Benz AG»
Швеция В 1933 г. инженер А. Лисхольм (A. Lisholm) запатентовал газотурбинный двигатель. По его проекту в 1934 г. фирма «Бофорс“ (Bofors) изготовила для проведения стендовых испытаний турбореактивный двигатель. В годы войны компания «Свенска флюгмоторАВ» — Svenska Flygmotor АВ (SFA) (сейчас Volvo Aero), под руководством Лисхольма спроектировала ТРД Р/15-54 с двухступенчатым центробежным компрессором и четырехступенчатой турбиной, кольцевой камерой сгорания. Тяга двигателя была порядка 1800 кгс. В 1944-45 гг фирма SAAB проектировала под этот двигатель истребители RX-1, RX-2 и R-101 32
32. Швеция
RХ-1 . RХ-2 . R-101 . 33 Япония «Ishikawajima» Eichi Iwaya Ne-20 1945 г P= 475 кгс. Nakajima Hikoki K K. J9Y Kikka. 34
34. Япония
СССР 1924 г В.И. Базаров . В.В.Уваров 1943 – 1946 гг ЦИАМ Э-3080 N=625 л.с. 1929 г Б.С. Стечкин А.М. Люлька 1937 г РТД-1 36 Кировский завод 1941 – 1943 гг РД-1 1945 г ТР-1 37 США Lockheed Aircraft Corporation Nathan C. Price 1937 – 1943 гг Westinghouse Ole Rogers L-1000 P= 2450 кгс. 19В (“Yankee”) L-133. 1943 г P= 600 кгс. McDonnell XFD-1 Phamtom ОКБ-300 1946 г P= 3300 кгс. А.А. Микулин АМТКРД-01 Россия/СНГ и мировое авиадвигателестроение ТРД АМ-3 (1952г.) Самый мощный в мире ТРД P=85,3 кН. ТВД НК-12М (1954г.) Самый мощный в мире ТВД N=11025 кВт. НК-6 (1958г.) Самый мощный в мире ТРДДФ P=215 кН. ТВаД Д-25В (1958г.) Самый мощный в мире ТВаД N=4050 кВт. ТВаД Д-136 (1982г.) ТРДФ РД-7М2 (1965г.) Самый мощный в мире ТРДДФ Р79В-300 (1977г.) ТРДФ P=162 кН. Первый в мире подъёмно-маршевый двигатель с форсажём ТРД РД36-51 (1978г.) Самый мощный в мире ТВаД N=10290 кВт. НК-25(1977г.) Самый мощный в мире ТРДДФ P=245 кН. Самый мощный в ТРДД НК-88 (1981г.) мире ТРД P=206 кН. Первый в мире двигатель на жидком водороде ТРДД НК-93 (1989г.) Первый в мире ТРДД со сверхвысокой степенью двухконтурности (m=16,6) ТВВД Д-27 (1990г.) Первый в мире маршевый ТВВД 40
40. Россия/СНГ и мировое авиадвигателестроение
ТВВД НК-110 ТРДД НК-93 ТРДД НК-88
English Русский Правила
Первые и современные реактивные самолеты
Содержание:
Первые попытки создания реактивного самолета
Начало создания самолетов в СССР
Германия – страна первых реактивных аппаратов
Дальнейшее развитие советской авиации
Первые мировые прототипы
Несколько интересных фактов
Видео
В наше время вряд ли остался хоть один человек, не знающий о реактивных самолетах и не летавший на них. Но мало кому известно, какой тяжелый путь инженерам со всего мира пришлось пройти, чтобы достичь таких результатов. Еще меньше тех, кто точно знает, что представляют собой современные реактивные воздушные суда, как они работают. Реактивные самолеты – это усовершенствованные, мощнейшие пассажирские или военные суда, работающие посредством воздушно-реактивного двигателя. Главная особенность реактивного самолета – это его невероятная скорость, выгодно выделяющая двигательный механизм от устаревшего винтового.
Внешний вид реактивного самолета
На английском языке слово «реактивный» звучит как «jet». Услышав его, сразу появляются мысли, связанные с какой-либо реакцией, и это вовсе не окисление топлива, ведь такая система движения приемлема для автомобилей с карбюраторами. Что касается авиалайнеров и военных самолетов, то принцип их работы чем-то напоминает взлет ракеты: физическое тело реагирует на выбрасываемую мощную струю газа, в результате чего оно движется в противоположную сторону. Это и есть основной принцип работы реактивных самолетов. Также важную роль в работоспособности механизма, приводящего столь большую машину в движение, играют аэродинамические свойства, крыльевой профиль, разновидность двигателя (пульсирующий, прямоточный, жидкостный и т.д.), схема.
Первые попытки создания реактивного самолета
Поиск более мощного и скоростного двигателя для военных, а в дальнейшем и гражданских самолетов начался еще в далеком 1910 году. За основу были взяты ракетные исследования прошлых веков, где подробно рассказывалось о применении пороховых ускорителей, способных значительно сократить длину форсажа и разбега. Главным конструктором стал румынский инженер Анри Коанда, создавший летательный аппарат, работающий на основе поршневого двигателя.
Как выглядел первый реактивный аэроплан Анри Коанда
Что же отличало первый реактивный самолет 1910 года от стандартных моделей тех времен? Главным отличием было наличие лопастного компрессора, отвечающего за приведение летательного аппарата в движение. Аэроплан «Coanda» был хоть и первой, но очень неудачной попыткой создать самолет с реактивным двигателем. В ходе дальнейших испытаний аппарат сгорел, что подтвердило неработоспособность конструкции.
Последующие изучения выявили возможные причины неудачи:
Неудачное расположение двигателя. Из-за того, что он располагался в передней части конструкции, опасность жизни пилота была весьма велика, так как выхлопные газы попросту не дали бы человеку нормально дышать и вызвали бы удушье;
Выделяющееся пламя попадало прямо на хвостовую часть аэроплана, что могло привести к возгоранию этой зоны, пожару и падению летательного аппарата.
Несмотря на полное фиаско, Анри Коанда утверждал, что именно ему принадлежат первые удачные задумки, касающиеся реактивного двигателя для самолетов. По факту же первые удачные модели были созданы непосредственно перед началом Второй Мировой Войны, в 30-40 годах XX века. Сделав работу над ошибками, инженеры из Германии, США, Англии, СССР создали летательные аппараты, которые никак не угрожали жизни пилота, а сама конструкция была выполнена из жаропрочной стали, благодаря чему корпус был надежно защищен от каких-либо разрушений.
Дополнительная информация. Первооткрывателем реактивного двигателя по праву можно назвать инженера из Англии – Фрэнка Уитла, который предложил первые идеи и получил на них свой патент в конце XIX века.
Начало создания самолетов в СССР
Как сделать необычный самолет из бумаги
Впервые о разработке реактивного движка в России заговорили в начале XX столетия. Теорию о создании мощных аэропланов, способных развить сверхзвуковую скорость выдвинул известный российский ученый К.Э. Циолковский. Воплотить эту задумку в жизнь удалось талантливому конструктору А.М Люльке. Именно он спроектировал первый советский реактивный самолет, работающий посредством турбореактивного движка.
Строение и внешний вид первого турбореактивного двигателя ТР-1
Инженер поведал о том, что данная конструкция может развить невиданную для тех времен скорость до 900 км/ч. Несмотря на фантастичность предложения и неопытность молодого конструктора, инженеры СССР взялись за проект. Первый аэроплан был уже практически готов, но в 1941 году начались военные действия, вся команда конструкторов, в том числе и Архип Михайлович, были вынуждены начать работу над танковыми двигателями. Само же бюро со всеми авиационными наработками было вывезено вглубь СССР.
К счастью, А.М.Люлька был не единственным инженером, мечтавшим создать самолет с реактивным авиационным двигателем. Новые идеи о создании истребителя-перехватчика, полет которого обеспечивался бы жидкостным типом движка, предложили конструкторы А.Я.Березняк и А.М.Исаев, работающие в инженерском бюро имени Болховитинова. Проект был одобрен, поэтому разработчики вскоре стали работать над созданием истребителя «БИ-1», который, несмотря на войну, был построен. Первые испытания над ракетным истребителем начались 15 мая 1942 года, за его штурвалом был смелый и отважный летчик-испытатель Е.Я.Бахчиванджи. Тесты удались, но продолжались еще на протяжении последующего года. Продемонстрировав максимальную скорость в 800 км/ч, летательный аппарат стал неуправляемым и потерпел крушение. Произошло это в конце 1943 года. Пилоту выжить не удалось, а испытания были остановлены. В это время страны третьего рейха активно занимались наработками и подняли в воздух не одно воздушно-реактивное судно, поэтому СССР на воздушном фронте сильно проигрывал и оказался совсем неподготовленным.
Германия – страна первых реактивных аппаратов
Авиакомпания Оренбуржье: официальный сайт
Первые реактивные самолеты были разработаны немецкими инженерами. Создание проектов и производство проводились тайно на замаскированных заводах, расположенных в глубоких лесных чащах, поэтому такое открытие стало для мира, в некотором роде, неожиданностью. Гитлер мечтал стать мировым правителем, поэтому подключал лучших конструкторов Германии для создания мощнейшего оружия, в том числе и скоростных реактивных самолетов. Были, конечно, как провалы, так и удачные проекты.
Самым успешным из них стал первый немецкий реактивный самолет «Messer-schmitt Ме-262» (Мессершмит-262), который называли также «Штурмфогель».
Первый немецкий реактивный самолет «Messer-schmitt Ме-262»
Этот летательный аппарат стал первым в мире, который удачно прошел все испытания, свободно поднялся в воздух и начал после этого выпускаться серийно. Великий «сокрушитель врагов третьего рейха» имел следующие особенности:
Аппарат имел два турбореактивных двигателя;
В носовой части авиалайнера располагался радиолокатор;
Максимальная скорость самолета достигала 900 км/час, при этом в инструкции указывалось, что доводить суда до таких скоростей крайне нежелательно, так как терялся контроль над управлением, и машина начинала совершать крутые пике в воздухе.
Благодаря всем этим показателям и конструктивным особенностям первый реактивный летательный аппарат «Мессершмит-262» выступал эффективным средством борьбы против самолетов союзников, высотными «Б-17», получившими прозвище «летающие крепости». Штурмофогели были более скоростными, поэтому вели «свободную охоту» на самолеты СССР, которые оснащались поршневыми движками.
Интересный факт. Адольф Гитлер был настолько фанатичен в своем желании всемирного господства, что собственными руками снизил эффективность самолета «Messer-schmitt Ме-262». Дело в том, что конструкция изначально проектировалась как истребитель, но по указанию правителя Германии, он был переоборудован в бомбардировщик, из-за этого мощность двигателя не была раскрыта в полной мере.
Дальнейшее развитие советской авиации
Аэропорт острова Родос
Такой ход действий совершенно не устраивал советские власти, поэтому они начали работать над созданием новых моделей самолетов, которые могли бы конкурировать с немецкими аппаратами. За работу принялись самые талантливые инженеры А.И.Микоян и П.О.Сухой. Основная задумка заключалась в добавлении дополнительного поршневого мотора К.В.Холщевникова, который придавал бы в нужный момент истребителю ускорение. Движок не был слишком мощным, поэтому работал не более 5 минут, из-за этого его функцией было – ускорение, а не постоянная работа на протяжении всего полета.
Новые творения российского самолетостроения не смогли помочь разрешению войны. Несмотря на это сверхмощные немецкие самолеты «Ме-262» не помогли Гитлеру обернуть ход военных событий в свою пользу. Советские летчики продемонстрировали свое мастерство и победу над врагом даже с обычными поршневыми судами. В послевоенное время российскими конструкторами были созданы следующие реактивные самолеты СССР, ставшие в дальнейшем прототипами современных авиалайнеров:
«И-250», более известный как легендарный «МиГ-13», – истребитель, над которым работал А.И.Микоян. Первый полет был совершен в марте 1945 года, на тот момент машина показала рекордный скоростной показатель, достигший 820 км/час;
Первое фото истребителя «И-250»
Немного позднее, а именно в апреле 1945 года, впервые в небо поднялся реактивный самолет, поднимающийся и поддерживающий полет за счет воздушно-реактивного мотокомпрессорного и поршневого двигателя, который располагался в хвостовой части конструкции, П. О.Сухого «Су-5». Показатели скорости были не ниже, чем у его предшественника и превышали 800 км/час;
Новаторством инженерии и самолетостроения 1945 года стал жидко-реактивный мотор «РД-1». Впервые он был применен в модели самолета конструктора П.О.Сухого – «Су-7», который был оснащен также и поршневым двигателем, выполняющим основную толкательную, движущую функцию. Испытателем нового летательного аппарата стал Г.Комаров. При первом испытании удалось отметить, что дополнительный мотор увеличивал средний скоростной показатель на 115 км/час – это было большим достижением. Несмотря на хороший результат, двигатель «РД-1» стал настоящей проблемой для советских авиастроителей. Аналогичные самолеты, оснащенные данной моделью жидко-реактивного движка, – «ЯК-3» и «Ла-7Р», над которыми работали инженеры С.А.Лавочкин и А.С.Яковлев, потерпели крушения во время испытания из-за постоянно выходящего из строя мотора;
После окончания войны и поражения фашистской Германии Советскому Союзу в качестве трофеев достались немецкие самолеты с реактивными двигателями «JUMO-004» и «BMW-003». Тогда конструкторы поняли, что действительно находились на несколько шагов позади. Среди инженеров моторы получили название «РД-10» и «РД-20», на их основе создавались первые авиационные реактивные двигатели, над которыми работали А.М.Люлька, А.А.Микулин, В.Я.Климов. В это же время П.О.Сухой занимался разработкой мощного двухмоторного самолета, укомплектованного двумя моторами типа «РД-10», располагающимися прямо под крыльями летательного аппарата. Реактивный истребитель-перехватчик получил название «СУ-9». Недостатком такого расположения моторов можно считать сильное лобовое сопротивление при полете. К преимуществам – отличный доступ к движкам, благодаря чему можно было запросто подобраться к механизму и починить поломку. Конструктивной особенностью данной модели самолета являлось наличие стартовых пороховых ускорителей для взлета, тормозных парашютов для посадки, управляемых ракет типа «водзух-воздух» и бустера-усилителя, облегчающего процесс управления и увеличивающего маневренность аппарата. Первый полет «Су-9» был осуществлен в ноябре 1946 года, но к серийному производству дело так и не подошло;
Как выглядел легендарный двухмоторный самолет «Су-9»
В апреле 1946 года проходил воздушный парад в городе Тушино. На нем были представлены новые летательные аппараты от авиационных конструкторских бюро Микояна и Яковлева. Реактивные самолеты «МиГ-9» и «Як-15» сразу же были запущены в серию.
Фактически, Сухой «проиграл» конкурентам. Хотя, проигрышем это назвать тяжело, ведь его модель истребителя была признана, а за это время он смог практически закончить работу над новым, более современным проектом – «СУ-11», который стал настоящей легендой истории самолетостроения и прототипом мощных авиалайнеров современности.
Интересный факт. На самом деле, реактивный самолет «СУ-9» тяжело было назвать простым истребителем. Конструкторы между собой прозвали его «тяжелым», потому что пушечное и бомбовое вооружение летательного аппарата было на довольно высоком уровне. Принято считать, что именно «СУ-9» был прототипом современных истребителей-бомбардировщиков. За все время было изготовлено приблизительно 1100 единиц техники, при этом она не экспортировалась. Не раз легендарный «Сухой Девятый» использовался для перехвата в воздухе разведывательных самолетов. Впервые это произошло в 1960 году, когда в воздушное пространство СССР ворвались аэропланы «LockheedU-2».
Первые мировые прототипы
Разработкой, тестированием новых авиалайнеров и их производством занимались не только немцы и советские конструкторы. Инженерами США, Италии, Японии, Великобритании также было создано немало успешных проектов, о которых нельзя не упомянуть. К числу первых наработок с различными типами двигателей можно отнести:
«Не-178» – немецкий самолет с турбореактивной силовой установкой, поднявшийся в воздух в августе 1939 года;
«GlosterE. 28/39» – летательный аппарат родом из Великобритании с мотором турбореактивного типа, впервые поднялся в небо в 1941 году;
«Не-176» – истребитель, созданный в Германии с применением ракетного двигателя, осуществил свой первый полет в июле 1939 года;
«БИ-2» – первый советский летательный аппарат, который приводился в движение посредством ракетной силовой установки;
«CampiniN. 1» – реактивный самолет, созданный в Италии, ставший первой попыткой итальянских конструкторов отойти от поршневого аналога. Но в механизме что-то пошло не так, поэтому лайнер не мог похвастаться большой скоростью (всего лишь 375 км/час). Запуск был произведен в августе 1940 года;
«Ока» с мотором Tsu-11 – японский истребитель-бомба, так называемый одноразовый летательный аппарат с пилотом-камикадзе на борту;
«BellP-59» – американский авиалайнер с двумя реактивными двигателями ракетного типа. Производство стало серийным после первого полета в воздухе 1942 года и долгих испытаний;
Внешний вид первых американских двухмоторных истребителей
«GlosterMeteor» – воздушно-реактивный истребитель, изготовленный в Великобритании в 1943 году; сыграл значительную роль во время Второй Мировой Войны, а после ее окончания выполнял задачу перехватчика немецких крылатых ракет Фау-1;
«LockheedF-80» – реактивный летательный аппарат, произведенный в США с использованием мотора типа AllisonJ Эти самолеты не раз участвовали в Японско-Корейской войне;
«B-45 Tornado» – прототип современных американских бомбардировщиков «B-52», созданный в 1947 году;
«МиГ-15» – последователь признанного реактивного истребителя «МиГ-9», который активно участвовал в военном конфликте Кореи, был произведен в декабре 1947 г. ;
«Ту-144» – первый советский сверхзвуковой воздушно-реактивный пассажирский самолет, который прославился серией катастроф и был снят с производства. Всего было выпущено 16 экземпляров.
Этот список можно продолжать бесконечно, с каждым годом авиалайнеры совершенствуются, ведь конструкторы со всего мира работают над тем, чтобы создавать летательные аппараты нового поколения, способные летать со скоростью звука.
Несколько интересных фактов
Сейчас существуют лайнеры, способные вмещать в себе большое количество пассажиров и грузов, обладающие огромными размерами и невообразимой скоростью свыше 3000 км/час, оборудованные современной боевой экипировкой. Но есть несколько поистине удивительных конструкций; в число реактивных самолетов-рекордсменов входят:
«AirbusA380» – самый вместительный аппарат, способный принять на своем борту 853 пассажира, что обеспечено двухпалубной конструкцией. Он же по совместительству один из роскошнейших и дорогостоящих авиалайнеров современности. Авиакомпания «Emirates Airline» предлагает клиентам многочисленные удобства, здесь есть турецкая баня, VIP-апартаменты и каюты, спальные комнаты, бары и лифт. Но такие опции есть не во всех аппаратах, все зависит от авиакомпании.
Самый крупный пассажирский лайнер в воздухе
«Boeing 747» – более 35 лет считался наиболее пассажировместительным двухэтажным лайнером и мог расположить 524 пассажира;
«АН-225 Мрия» – грузовой летательный аппарат, который может похвастаться грузоподъемностью в 250 тонн;
«LockheedSR-71» – реактивный самолет, достигающий во время полета скорости 3529 км/час.
Видео
Благодаря современным инновационным разработкам пассажиры могут добраться из одной точки света в другую всего за несколько часов, быстро доставляются хрупкие грузы, требующие оперативной транспортировки, обеспечивается надежная военная база. Авиационные исследования не стоят на месте, потому как реактивные самолеты – это основа стремительно развивающейся современной авиации. Сейчас проектируется несколько западных и российских пилотируемых, пассажирских, беспилотных авиалайнеров с реактивными двигателями, выпуск которых запланирован на ближайшие несколько лет. К российским инновационным разработкам будущего можно отнести истребитель 5-го поколения ПАК ФА «Т-50», первые экземпляры которого поступят в войска предположительно в конце 2017 или начале 2018 года после испытания нового реактивного двигателя.
Краткая история реактивной гражданской авиации. Реактивный самолет – самый мощный летательный аппарат современной авиации Реактивные самолеты в ссср
Современной молодежи, и даже гражданам зрелым, трудно понять, какой восторг вызывали эти, казавшиеся тогда фантастическими, летающие машины. Серебристые капельки, стремительно рассекающие за собой голубое небо, будоражили воображение молодых людей начала пятидесятых. Широкий не оставлял сомнений в типе двигателя. Сегодня только компьютерные игры наподобие War Thunder, с их предложением приобрести реактивный акционный самолет СССР, дают какое-то представление об этом этапе развития отечественной авиации. Но начиналось все еще раньше.
Что означает «реактивный»
Возникает резонный вопрос о названии типа летательных аппаратов. По-английски оно звучит кратко: Jet. Русское определение намекает на наличие какой-то реакции. Ясно, что речь идет не об окислении топлива — оно присутствует и в обычных карбюраторных самолета такой же, как у ракеты. Реакция физического тела на силу выбрасываемой газовой струи выражается в придании ему противоположно направленного ускорения. Все остальное — уже тонкости, к которым относятся разные технические параметры системы, такие как аэродинамические свойства, схема, профиль крыла, тип двигателя. Здесь возможны варианты, к которым инженерные бюро пришли в процессе работы, часто находя сходные технические решения, независимо друг от друга.
Отделить ракетные исследования от авиационных в данном аспекте тяжело. В области пороховых ускорителей, устанавливаемых для сокращения длины разбега и форсажа, работы велись еще до войны. Более того, попытка установки компрессорного двигателя (неудачная) на аэроплан Coanda в 1910 году позволила изобретателю Анри Коанде утверждать о румынском приоритете. Правда, конструкция эта была изначально неработоспособной, что и подтвердилось первым же испытанием, в ходе которого летательный аппарат сгорел.
Первые шаги
Первый реактивный самолет, способный проводить в воздухе длительное время, появился позже. Пионерами стали немцы, хотя определенных успехов добились ученые других стран — США, Италии, Британии и отсталой тогда в техническом отношении Японии. Эти образцы представляли собой, по сути, планеры обычных истребителей и бомбардировщиков, на которые устанавливались двигатели нового типа, лишенные пропеллеров, что вызывало удивление и недоверие. В СССР этой проблемой инженеры также занимались, но не так активно, делая упор на проверенную и надежную винтовую технику. Тем не менее реактивная модель самолета Би-1, оснащенная ТРД конструкции А. М. Люльки, была испытана непосредственно перед войной. Аппарат был очень ненадежен, азотная кислота, используемая в качестве окислителя, проедала топливные баки, были и другие проблемы, но первые шаги всегда трудны.
«Штурмфогель» Гитлера
В силу особенностей психики фюрера, надеявшегося сокрушить «врагов рейха» (к которым он причислял страны практически всего остального мира), в Германии после начала II мировой войны развернулись работы по созданию разных видов «чудо-оружия», в том числе и реактивных самолетов. Не все направления этой деятельности оказались безуспешными. К удачным проектам можно отнести «Мессершмит-262» (он же «Штурмфогель») — первый реактивный самолет в мире, выпускаемый серийно. Аппарат был оснащен двумя ТРД, имел радиолокатор в носовой части, развивал скорость, близкую к звуковой (более 900 км/ч), и оказался достаточно эффективным средством борьбы с высотными Б-17 («Летающими крепостями») союзников. Фанатичная вера Адольфа Гитлера в чрезвычайные возможности новой техники, однако, парадоксально сыграла скверную роль в боевой биографии Ме-262. Проектировавшийся как истребитель, он, по указанию «свыше», переоборудовался в бомбардировщик, и в этой модификации не проявил себя в полной мере.
«Арадо»
Принцип реактивного самолета был применен в середине 1944 года для конструкции бомбардировщика «Арадо-234» (опять же немцами). Он успел продемонстрировать свои необычайные боевые возможности, атаковав позиции союзников, высадившихся в районе порта Шербур. Скорость в 740 км/ч и десятикилометровый потолок не давали шансов зенитной артиллерии поразить эту цель, а американские и английские истребители просто не смогли его догнать. Помимо бомбометания (весьма неточного по понятным причинам), «Арадо» производил аэрофотосъемку. Второй опыт применения его в качестве ударного средства состоялся над Льежем. Потерь немцы не понесли, и если бы ресурсов у фашистской Германии было больше, и промышленность смогла бы выпустить «Ар-234» в количестве более 36 экземпляров, то странам антигитлеровской коалиции пришлось бы туго.
«Ю-287»
Немецкие наработки попали в руки дружественных в период Второй мировой воны государств после разгрома нацизма. Западные страны уже в ходе завершающего этапа боевых действий начали готовиться к грядущему противостоянию с СССР. Сталинское руководство принимало встречные меры. Обеим сторонам было ясно, что в следующей войне, если она состоится, сражаться будут реактивные самолеты. СССР на тот момент еще не обладал ударным ядерным потенциалом, шла лишь работа над созданием технологии производства атомной бомбы. А вот американцам был очень интересен захваченный «Юнкерс-287», имевший уникальные летные данные (боевая нагрузка 4000 кг, дальность 1500 км, потолок 5000 м, скорость 860 км/ч). Четыре двигателя, отрицательная стреловидность (прообраз будущих «невидимок) позволяли использовать самолет в качестве атомного носителя.
Первые послевоенные
Реактивные самолеты не сыграли решающей роли во время Второй мировой, поэтому основная часть советских производственных мощностей сосредоточила усилия на совершенствовании конструкций и увеличении выпуска обычный винтовых истребителей, штурмовиков и бомбардировщиков. Вопрос о перспективном носителе атомных зарядов был трудным, и его решили оперативно, скопировав американский Боинг Б-29 (Ту-4), но главной целью оставалось противодействие возможной агрессии. Для этого в первую очередь требовались истребители — высотные, маневренные и, конечно же, скоростные. О том, как развивалось новое направление можно судить по письму конструктора А. С. Яковлева в ЦК (осень 1945 года), нашедшего определенное понимание. Простое изучение трофейной немецкой техники партийное руководство сочло недостаточной мерой. Стране были необходимы современные советские реактивные самолеты, не уступающие, а превосходящие мировой уровень. На параде 1946 года в честь годовщины Октября (Тушино) их нужно было показать народу и зарубежным гостям.
Временные Яки и МиГи
Показать было что, но не сложилось: подвела погода, стоял туман. Демонстрацию новой авиатехники перенесли на Первомай. Первые советские реактивные самолеты, произведенные серией в 15 экземпляров, были разработаны КБ Микояна и Гуревича (МиГ-9) и Яковлева (Як-15). Оба образца отличались реданной схемой, при которой хвостовая часть снизу омывается реактивными струями, выпускаемыми соплами. Естественно, для защиты от перегрева эти участки обшивки покрыли специальным слоем, выполненным из тугоплавкого металла. Оба самолета отличались массой, числом двигателей и назначением, но в целом отвечали состоянию советской авиастроительной школы конца сороковых годов. Главным их назначением был переход на новый тип энергоустановки, но помимо этого выполнялись и другие важные задачи: обучение летного состава и отработка технологических вопросов. Эти реактивные самолеты, несмотря на большие объемы их выпуска (сотни штук), рассматривались как временные и подлежащие замене в самое ближайшее время, сразу же после появления более совершенных конструкций. И вскоре этот момент настал.
Пятнадцатый
Этот самолет стал легендой. Он строился невиданными для мирного времени сериями, как в боевом, так и в спаренном учебном варианте. В конструкции МиГ-15 применены многие революционные технические решения, впервые сделана попытка создания надежной системы спасения пилота (катапульты), его оснастили мощным пушечным вооружением. Скорость реактивного самолета, небольшого, но очень эффективного, позволяла ему одерживать победы над армадами тяжелых стратегических бомбардировщиков в небе Кореи, где заполыхала война вскоре после появления нового перехватчика. Неким аналогом МиГа стал американский «Сейбр», построенный по сходной схеме. В ходе боевых действий техника попадала в руки противника. Советский самолет угнал северокорейский летчик, соблазненный огромным денежным вознаграждением. Подбитого «американца» удалось вытащить из воды и доставить в СССР. Происходил взаимный «обмен опытом» с перениманием наиболее удачных конструкторских решений.
Пассажирские реактивные
Скорость реактивного самолета — главное его достоинство, и применимо оно не только к бомбардировщикам и истребителям. Уже в конце сороковых на международные авиалинии вышел лайнер «Комета», построенный в Британии. Он создавался специально для перевозки людей, был комфортабельным и быстрым, но, к сожалению, не отличался надежностью: в течение двух лет случилось семь катастроф. Но прогресс в области скоростных пассажироперевозок уже остановить было нельзя. В середине пятидесятых в СССР появился легендарный Ту-104, конверсионная версия бомбардировщика Ту-16. Несмотря на многочисленные летные происшествия, происходившие с новой авиатехникой, реактивные самолеты все в большей степени овладевали авиалиниями. Постепенно формировался облик перспективного лайнера и представления о том, каким он должен быть. движители) применялись конструкторами все реже.
Поколения истребителей: первое, второе…
Как практически любая техника, реактивные перехватчики классифицируются по поколениям. Всего их в настоящее время пять, и они отличаются не только годами выпуска моделей, но и конструктивными особенностями. Если концепция первых образцов в своей основе имела наработанную базу достижений в области классической аэродинамики (иными словами, лишь тип двигателя был главным их отличием), то второе поколение имело более существенные признаки (стреловидное крыло, совершенно иная форма фюзеляжа и пр.) В пятидесятые годы существовало мнение о том, что воздушный бой уже никогда не будет носить маневренного характера, но время показало ошибочность такого мнения.
… и с третьего по пятое
«Собачьи свалки» шестидесятых между «Скайхоками», «Фантомами» и МиГами в небе над Вьетнамом и Ближним Востоком указали ход дальнейшего развития, ознаменовав приход второго поколения реактивных перехватчиков. Изменяемая геометрия крыла, способность многократного звука и ракетное вооружение в сочетании с мощной авионикой стали признаками третьей генерации. В настоящее время основу парка ВВС наиболее развитых в техническом отношении стран составляют машины четвертого поколения, ставшие продуктом дальнейшего развития. На вооружение уже поступают еще более совершенные образцы, сочетающие высокую скорость, сверхманевренность, малую заметность и средства РЭБ. Это поколение пятое.
Двухконтурные двигатели
Внешне и сегодня реактивные самолеты первых образцов не выглядят в своем большинстве анахронизмами. Вид многих из них вполне современен, а технические характеристики (такие как потолок и скорость) не слишком отличаются от современных, по крайней мере, на первый взгляд. Однако при более тщательном ознакомлении с ТТХ этих машин становится ясно, что в последние десятилетия совершен качественный прорыв в двух главных направлениях. Во-первых, появилось понятие переменного вектора тяги, создающего возможность резкого и неожиданного маневра. Во-вторых, сегодня способны намного дольше находиться в воздухе и преодолевать большие расстояния. Этот фактор обусловлен малым расходом топлива, то есть экономичностью. Достигается он применением, выражаясь техническим языком, двухконтурной схемы (низкая степень двухконтурности). Специалистам известно, что указанная технология сжигания топлива обеспечивает более полное его сгорание.
Другие признаки современного реактивного самолета
Их несколько. Современные гражданские реактивные самолеты отличаются низким шумом двигателей, повышенным комфортом и высокой стабильностью в полете. Обычно они широкофюзеляжные (в том числе и многопалубные). Образцы военной авиатехники оснащены средствами (активными и пассивными) достижения малой радиолокационной заметности и В каком-то смысле требования к оборонным и коммерческим образцам сегодня пересекаются. Экономичность нужна самолетам всех типов, правда, по разным причинам: в одном случае для повышения рентабельности, в другом — для расширения боевого радиуса. И шуметь сегодня нужно как можно меньше как гражданским, так и военным.
Утром 27 марта 1943 года первый советский реактивный истребитель «БИ-1» взлетел с аэродрома НИИ ВВС Кольцово в Свердловской области. Проходил седьмой по счету испытательный полет на достижение максимальной скорости. Достигнув двухкилометровой высоты и набрав скорость около 800 км/ч, самолет на 78-й секунде после выработки топлива неожиданно перешел в пике и столкнулся с землей. Сидевший за штурвалом опытный летчик-испытатель Г. Я. Бахчиванджи погиб. Эта катастрофа стала важным этапом в развитии самолетов с жидкостными ракетными двигателями в СССР, но хотя работы по ним и продолжались до конца 1940-х годов, данное направление развития авиации оказалось тупиковым. Тем не менее эти первые, хотя и не слишком удачные шаги оказали серьезное влияние на всю дальнейшую историю послевоенного развития советского авиа- и ракетостроения…
Вступление в «реактивный» клуб
«За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных…» — эти слова основоположника реактивной техники К. Э. Циолковского стали получать реальное воплощение уже в середине 1930-х годов ХХ века.
К этому моменту стало ясно, что дальнейшее значительное увеличение скорости полета самолетов за счет возрастания мощности поршневых моторов и более совершенной аэродинамической формы практически невозможно. На самолетах должны были устанавливаться моторы, мощность которых не могла быть уже увеличена без чрезмерного возрастания массы двигателя. Так, для увеличения скорости полета истребителя с 650 до 1000 км/ч необходимо было мощность поршневого мотора увеличить в 6 (!) раз.
Было очевидно, что на смену поршневому двигателю должен был прийти реактивный, который, имея меньшие поперечные размеры, позволял бы достигать больших скоростей, давая большую тягу на единицу веса.
Реактивные двигатели разделяются на два основных класса: воздушно-реактивные, которые используют энергию окисления горючего кислородом воздуха, забираемого из атмосферы, и ракетные двигатели, содержащие все компоненты рабочего тела на борту и способные работать в любой среде, в том числе и в безвоздушной. К первому типу относятся турбореактивные (ТРД), пульсирующие воздушно-реактивные (ПуВРД) и прямоточные воздушно-реактивные (ПВРД), а ко второму — жидкостные ракетные (ЖРД) и твердотопливные ракетные (ТТРД) двигатели.
Первые образцы реактивной техники появились в странах, где традиции в области развития науки и техники и уровень авиационной промышленности были чрезвычайно высоки. Это, в первую очередь, Германия, США, а также Англия, Италия. В 1930 г. проект первого ТРД запатентовал англичанин Фрэнк Уиттл, затем первую рабочую модель двигателя собрал в 1935 г. в Германии Ганс фон Охайн, а в 1937-м француз Рене Ледюк получил правительственный заказ на создание ПВРД…
В СССР же практическая работа над «реактивной» тематикой велась главным образом в направлении жидкостных ракетных двигателей. Основоположником ракетного двигателестроения в СССР был В. П. Глушко. Он в 1930 г., тогда сотрудник Газодинамической лаборатории (ГДЛ) в Ленинграде, являвшейся в то время единственным КБ в мире по разработке твердотопливных ракет, создал первый отечественный ЖРД ОРМ-1. А в Москве в 1931-1933 гг. ученый и конструктор Группы изучения реактивного движения (ГИРД) Ф. Л. Цандер разработал ЖРД ОР-1 и ОР- 2.
Новый мощный импульс развитию реактивной техники в СССР придало назначение М. Н. Тухачевского в 1931 г. на пост заместителя наркома обороны и начальника вооружения РККА. Именно он настоял на принятии в 1932 г. постановления Совнаркома «О разработке паротурбинных и реактивных двигателей, а также самолетов на реактивной тяге…». Начатые после этого работы в Харьковском авиационном институте позволили только к 1941 г. создать рабочую модель первого советского ТРД конструкции А. М. Люльки и способствовали старту 17 августа 1933 г. первой в СССР жидкостной ракеты ГИРД-09, которая достигла высоты 400 м.
Но отсутствие более ощутимых результатов подтолкнуло Тухачевского в сентябре 1933 г. к объединению ГДЛ и ГИРД в единый Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) во главе с ленинградцем, военным инженером 1 ранга И. Т. Клейменовым. Его заместителем был назначен будущий Главный конструктор космической программы, москвич С. П. Королев, который через два года в 1935 г. был назначен начальником отдела ракетных летательных аппаратов. И хотя РНИИ подчинялся управлению боеприпасов Наркомата тяжелой промышленности и основной его темой была разработка ракетных снарядов (будущей «Катюши»), Королеву удалось вместе с Глушко рассчитать самые выгодные конструктивные схемы аппаратов, типы двигателей и систем управления, виды топлива и материалов. В результате в его отделе к 1938 г. была разработана экспериментальная система управляемого ракетного оружия, включающая проекты жидкостных крылатой «212» и баллистической «204» ракет дальнего действия с гироскопическим управлением, авиационных ракет для стрельбы по воздушным и наземным целям, зенитных твердотопливных ракет с наведением по световому и радиолучу.
Стремясь получить поддержку военного руководства и в разработке высотного ракетоплана «218», Королев обосновал концепцию ракетного истребителя-перехватчика, способного за несколько минут достигать большой высоты и атаковать самолеты, прорвавшиеся к защищаемому объекту.
Но развернувшаяся в армии после ареста Тухачевского волна массовых репрессий докатилась и до РНИИ. Там была «раскрыта» контрреволюционная троцкистская организация, а ее «участники» И. Т. Клейменов, Г. Э. Лангемак расстреляны, а Глушко и Королев осуждены на 8 лет лагерей.
Эти события затормозили развитие реактивной техники в СССР и позволили вырваться вперед европейским конструкторам. 30 июня 1939 г. немецкий пилот Эрих Варзиц поднял в воздух первый в мире реактивный самолет с ЖРД конструктора Гельмута Вальтера «Хейнкель» He-176, достигнув скорости в 700 км/ч, а через два месяца и первый в мире реактивный самолет с ТРД «Хейнкель» He-178, оснащенный двигателем Ганса фон Охайна, «HeS-3 B» с тягой 510 кг и скоростью 750 км/ч. Через год в августе 1940 г. взлетел итальянский «Капрони-Кампини N1», а в мае 1941 г. совершил свой первый полет британский «Глостер Пионер» Е.28/29 с ТРД «Уиттл» W-1 конструктора Фрэнка Уиттла.
Таким образом, лидером в реактивной гонке становилась нацистская Германия, которая кроме авиационных программ начала осуществлять и ракетную программу под руководством Вернера фон Брауна на секретном полигоне в Пенемюнде…
Но все-таки, хотя массовые репрессии в СССР и нанесли существенный ущерб, но не смогли остановить все работы по столь очевидной реактивной тематике, которые начал еще Королев. В 1938 г. РНИИ был переименован в НИИ-3, теперь «королевский» ракетоплан «218-1» стал обозначаться «РП- 318-1». Новые ведущие конструкторы инженеры А. Щербаков, А. Палло заменили ЖРД ОРМ-65 «врага народа» В. П. Глушко на азотно-кислотно-керосиновый двигатель «РДА-1-150» конструкции Л. С. Душкина.
И вот почти после года испытаний в феврале 1940 г. состоялся первый полет «РП-318-1» на буксире за самолетом «Р 5». Летчик-испытатель?В. П. Федоров на высоте 2800 м отцепил буксировочный трос и запустил ракетный двигатель. За ракетопланом появилось небольшое облачко от зажигательного пиропатрона, потом бурый дым, затем огненная струя длиной около метра. «РП-318-1», развив максимальную скорость — всего лишь в 165 км/ч, перешел в полет с набором высоты.
Это скромное достижение все же позволило СССР вступить в члены довоенного «реактивного клуба» ведущих авиационных держав…
«Ближний истребитель»
Успехи немецких конструкторов не прошли незамеченными для советского руководства. В июле 1940 г. Комитет обороны при Совнаркоме принял постановление, определившее создание первых отечественных самолетов с реактивными двигателями. В постановлении, в частности, предусматривалось решение вопросов «о применении реактивных двигателей большой мощности для сверхскоростных стратосферных полетов»…
Массированные налеты люфтваффе на британские города и отсутствие в Советском Союзе достаточного количества радиолокационных станций выявили необходимость создания истребителя-перехватчика для прикрытия особо важных объектов, над проектом которого с весны 1941 г. начали работать молодые инженеры А. Я. Березняк и А. М. Исаев из ОКБ конструктора В. Ф. Болховитинова. Концепция их ракетного перехватчика с двигателем Душкина или «ближнего истребителя» опиралась на предложение Королева, выдвинутое еще в 1938 г.
«Ближний истребитель» при появлении самолета противника должен был быстро взлететь и, обладая высокой скороподъемностью и скоростью, догнать и уничтожить врага в первой атаке, затем после выработки топлива, используя запас высоты и скорости, спланировать на посадку.
Проект отличался необычайной простотой и дешевизной — вся конструкция должна была быть цельнодеревянной из клееной фанеры. Из металла изготовлялись рама двигателя, защита пилота и шасси, которые убирались под воздействием сжатого воздуха.
С началом войны Болховитинов привлек к работе над самолетом все ОКБ. В июле 1941 г. эскизный проект с пояснительной запиской был отправлен Сталину, и в августе Государственный комитет обороны принял решение о срочной постройке перехватчика, который был необходим частям ПВО Москвы. Согласно приказу по Наркомату авиапромышленности на изготовление машины отводилось 35 дней.
Самолет, получивший название «БИ» (ближний истребитель или, как в дальнейшем интерпретировали журналисты, «Березняк — Исаев») строили почти без детальных рабочих чертежей, вычерчивая на фанере его части в натуральную величину. Обшивка фюзеляжа выклеивалась на болванке из шпона, затем крепилась к каркасу. Киль выполнялся заодно с фюзеляжем, как и тонкое деревянное крыло кессонной конструкции, и обтягивался полотном. Деревянным был даже лафет для двух 20-мм пушек ШВАК с боезапасом из 90 снарядов. ЖРД Д-1 А-1100 устанавливался в хвостовой части фюзеляжа. Двигатель расходовал 6 кг керосина и кислоты в секунду. Общий запас топлива на борту самолета, равный 705 кг, обеспечивал работу двигателя в течение почти 2 мин. Расчетная взлетная масса самолета «БИ» составляла 1650 кг при массе пустого 805 кг.
В целях сокращения времени создания перехватчика по требованию заместителя наркома авиационной промышленности по опытному самолетостроению А. С. Яковлева планер самолета «БИ» был исследован в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ, a на аэродроме летчик-испытатель Б. Н. Кудрин начал пробежки и подлеты на буксире. С разработкой силовой установки пришлось изрядно повозиться, поскольку азотная кислота разъедала баки и проводку и оказывала вредное воздействие на человека.
Однако все работы были прерваны в связи с эвакуацией ОКБ на Урал в поселок Белимбай в октябре 1941 г. Там с целью отладки работы систем ЖРД смонтировали наземный стенд — фюзеляж «БИ» с камерой сгорания, баками и трубопроводами. К весне 1942 г. программа наземных испытаний была завершена. Вскоре с конструкцией самолета и стендовой испытательной установкой ознакомился выпущенный из тюрьмы Глушко.
Летные испытания уникального истребителя поручили капитану Бахчиванджи, который совершил 65 боевых вылетов на фронте и сбил 5 немецких самолетов. Он предварительно освоил управление системами на стенде.
Утро 15 мая 1942 г. навсегда вошло в историю отечественной космонавтики и авиации, взлетом с грунта первого советского самолета с жидкостным реактивным двигателем. Полет, который продолжался 3 мин 9 сек на скорости 400 км/ч и при скороподъемности — 23 м/с, произвел сильное впечатление на всех присутствующих. Вот как об этом вспоминал Болховитинов в 1962 г.: «Для нас, стоявших на земле, этот взлет был необычным. Непривычно быстро набирая скорость, самолет через 10 секунд оторвался от земли и через 30 секунд скрылся из глаз. Только пламя двигателя говорило о том, где он находится. Так прошло несколько минут. Не скрою, у меня затряслись поджилки».
Члены государственной комиссии отметили в официальном акте, что «взлет и полет самолета «БИ-1» с ракетным двигателем, впервые примененным в качестве основного двигателя самолета, доказал возможность практического осуществления полета на новом принципе, что открывает новое направление развития авиации». Летчик-испытатель отмечал, что полет на самолете «БИ» в сравнении с обычными типами самолетов исключительно приятен, а по легкости управления самолет превосходит другие истребители.
Через день после испытаний в Билимбае была устроена торжественная встреча и митинг. Над столом президиума висел плакат: «Привет капитану Бахчиванджи, летчику, совершившему полет в новое!».
Вскоре последовало решение ГКО о постройке серии из 20 самолетов «БИ- ВС», где в дополнение к двум пушкам перед кабиной летчика устанавливалась бомбовая кассета, в которой размещалось десять мелких противосамолетных бомб массой по 2,5 кг.
Всего на истребителе «БИ» было совершено 7 испытательных полетов, каждый из которых фиксировал лучшие летные показатели самолета. Полеты проходили без летных происшествий, лишь при посадках случались незначительные повреждения шасси.
Но 27 марта 1943 г. при разгоне до скорости 800 км/ч на высоте 2000 м третий опытный экземпляр самопроизвольно перешел в пикирование и врезался в землю неподалеку от аэродрома. Комиссия, расследовавшая обстоятельства катастрофы и гибели летчика-испытателя Бахчиванджи, не смогла установить причины затягивания самолета в пике, отмечая, что еще не изучены явления, происходящие при скоростях полета порядка 800 -1000 км/ч.
Катастрофа больно ударилa по репутации ОКБ Болховитинова — все недостроенные перехватчики «БИ-ВС» были уничтожены. И хотя позднее в 1943-1944 гг. проектировалась модификация «БИ-7» с прямоточными воздушно-реактивными двигателями на концах крыла, а в январе 1945 г. летчик Б. Н. Кудрин выполнил последние два полета на «БИ-1», все работы по самолету были прекращены.
И все-таки ЖРД
Наиболее успешно была реализована концепция ракетного истребителя в Германии, где с января 1939 г. в специальном «Отделе L» фирмы «Мессершмитт», куда из немецкого планерного института перешел профессор А. Липпиш со своими сотрудниками, шла работа над «проектом Х» — «объектовым» перехватчиком «Me-163» «Комет» с ЖРД, работающим на смеси гидразина, метанола и воды. Это был самолет нетрадиционной «безхвостой» схемы, который ради максимального снижения веса взлетал со специальной тележки, а садился на выдвигаемую из фюзеляжа лыжу. Первый полет на максимальной тяге летчик-испытатель Дитмар выполнил в августе 1941 г., а уже в октябре на нем впервые в истории была преодолена отметка в 1000 км/ч. Потребовалось более двух лет испытаний и доводки, прежде чем «Ме-163» был запущен в серию. Он стал первым самолетом с ЖРД, участвовавшим в боях с мая 1944 г. И хотя до февраля 1945 г. было выпущено более 300 перехватчиков, в строю находилось не более 80 боеготовых самолетов.
Боевое применение истребителей «Ме-163» показало несостоятельность концепции ракетного перехватчика. Из-за большой скорости сближения немецкие пилоты не успевали точно прицелиться, а ограниченный запас топлива (только на 8 минут полета) не давал возможности для второй атаки. После выработки топлива на планировании перехватчики становились легкой добычей американских истребителей — «Мустангов» и «Тандерболтов». До окончания боевых действий в Европе «Ме-163» сбили 9 самолетов противника, потеряв при этом 14 машин. Однако потери от аварий и катастроф в три раза превышали боевые. Ненадежность и малый радиус действия «Ме-163» способствовали тому, что руководством люфтваффе были запущены в серийное производство другие реактивные истребители «Ме- 262» и «Не-162».
Руководство советской же авиапромышленности в 1941-1943 гг. было сосредоточено на валовом выпуске максимального количества боевых самолетов и улучшении серийных образцов и не было заинтересовано в развитии перспективных работ по реактивной технике. Таким образом, катастрофа «БИ-1» поставила крест и на других проектах советских ракетных перехватчиков: «302» Андрея Костикова, «Р-114» Роберто Бартини и «РП» Королева. Здесь сыграло свою роль то недоверие, которое заместитель Сталина по опытному самолетостроению Яковлев испытывал к реактивной технике, считая ее делом еще очень далекого будущего.
Но сведения из Германии и стран союзников стали причиной того, что в феврале 1944 г. Государственный комитет обороны в своем постановлении указал на нетерпимое положение с развитием реактивной техники в стране. При этом все разработки в этом отношении сосредоточивались теперь во вновь организованном НИИ реактивной авиации, заместителем начальника которого был назначен Болховитинов. В этом институте были собраны ранее работавшие на различных предприятиях группы конструкторов реактивных двигателей во главе с М М. Бондарюком, В. П. Глушко, Л. С. Душкиным, А. М. Исаевым, A. M. Люлькой.
В мае 1944 г. ГКО принял еще одно постановление, наметившее широкую программу строительства реактивной авиационной техники. Этим документом предусматривалось создание модификаций Як-3, Ла-7 и Су-6 с ускорительным ЖРД, постройка «чисто ракетных» самолетов в ОКБ Яковлева и Поликарпова, экспериментального самолета Лавочкина с ТРД, а также истребителей с воздушно-реактивными моторокомпрессорными двигателями в ОКБ Микояна и Сухого. Для этого в конструкторском бюро Сухого был создан истребитель «Су-7», в котором совместно с поршневым мотором работал жидкостно-реактивный «РД-1», разработанный Глушко.
Полеты на «Су-7» начались в 1945 г. При включении «РД-1» скорость самолета увеличивалась в среднем на 115 км/ч, но испытания пришлось прекратить из-за частого выхода из строя реактивного двигателя. Похожая ситуация сложилась в конструкторских бюро Лавочкина и Яковлева. На одном из опытных самолетов «Ла-7 Р» ускоритель взорвался в полете, летчику-испытателю чудом удалось спастись. При испытании же «Як-3 РД» летчик-испытатель Виктор Расторгуев сумел достичь скорости в 782 км/ч, но при выполнении полета самолет взорвался, пилот погиб. Участившиеся катастрофы привели к тому, что испытания самолетов с «РД-1» были остановлены.
Свой вклад внес в эту работу и освобожденный из заключения Королев. В 1945 г. за участие в разработке и испытании ракетных установок для боевых самолетов «Пе-2» и «Ла-5 ВИ» он был награжден орденом «Знак Почета».
Одним из самых интересных проектов перехватчиков с ракетным двигателем стал проект сверхзвукового (!!!) истребителя «РМ-1» или «САМ-29», разработанного в конце 1944 г. незаслуженно забытым авиаконструктором А. С. Москалевым. Самолет выполнялся по схеме «летающее крыло» треугольной формы с овальными передними кромками, и при его разработке использовался предвоенный опыт создания самолетов «Сигма» и «Стрела». Проект «РМ-1» должен был иметь следующие характеристики: экипаж — 1 человек, силовая установка — «РД2 МЗВ» с тягой 1590 кгс, размах крыла — 8,1 м и его площадь — 28,0 м2, взлетный вес — 1600 кг, максимальная скорость — 2200 км/ч (и это в 1945 г.!). В ЦАГИ считали, что строительство и летные испытания «РМ- 1» — одно из наиболее перспективных направлений в будущем развитии советской авиации.
В ноябре 1945 г. приказ о постройке «РМ-1» был подписан министром А. И. Шахуриным, но… в январе 1946 г. было запущено печально знаменитое «авиационное дело», и Шахурин был осужден, а приказ о строительстве «РМ-1» отменен Яковлевым…
Послевоенное знакомство с немецкими трофеями вскрыло значительное отставание в развитии отечественного реактивного самолетостроения. Чтобы сократить разрыв, было принято решение использовать немецкие двигатели «JUMO-004» и «BMW-003», а затем на их основе создать собственные. Эти двигатели получили наименование «РД-10» и «РД-20».
В 1945 г. одновременно с заданием построить истребитель «МиГ-9» с двумя « РД-20» перед ОКБ Микояна была поставлена задача разработать экспериментальный истребитель-перехватчик с ЖРД «РД-2 М-3 В» и скоростью 1000 км/ч. Самолет, получивший обозначение И-270 («Ж»), вскоре был построен, но его дальнейшие испытания не показали преимущества ракетного истребителя перед самолетом с ТРД, и работы по этой теме закрыли. В дальнейшем жидкостные реактивные двигатели в авиации стали применятся только лишь на опытных и экспериментальных самолетах или в качестве авиационных ускорителей.
Они были первыми
«…Страшно вспомнить, как мало я тогда знал и понимал. Сегодня говорят: «открыватели», «первопроходцы». А мы в потемках шли и набивали здоровенные шишки. Ни специальной литературы, ни методики, ни налаженного эксперимента. Каменный век реактивной авиации. Были мы оба законченные лопухи!..» — так вспоминал о создании «БИ-1» Алексей Исаев. Да, действительно, из-за своего колоссального расхода топлива самолеты с жидкостно-ракетными двигателями не прижились в авиации, навсегда уступив место турбореактивным. Но сделав свои первые шаги в авиации, ЖРД прочно заняли свое место в ракетостроении.
В СССР в годы войны в этом отношении прорывом стало создание истребителя «БИ-1», и здесь особая заслуга Болховитинова, который взял под свое крыло и сумел привлечь к работе таких будущих светил советского ракетостроения и космонавтики, как: Василий Мишин, первый заместитель главного конструктора Королева, Николай Пилюгин, Борис Черток — главные конструкторы систем управления многих боевых ракет и носителей, Константин Бушуев — руководитель проекта «Союз» — «Аполлон», Александр Березняк — конструктор крылатых ракет, Алексей Исаев — разработчик ЖРД для ракет подводных лодок и космических аппаратов, Архип Люлька — автор и первый разработчик отечественных турбореактивных двигателей…
Получила разгадку и тайна гибели Бахчиванджи. В 1943 г. в ЦАГИ в эксплуатацию была пущена аэродинамическая труба больших скоростей Т-106. В ней сразу же начали проводить широкие исследования моделей самолетов и их элементов при больших дозвуковых скоростях. Была испытана и модель самолета «БИ» для выявления причин катастрофы. По результатам испытаний стало ясно, что «БИ» разбился из-за особенностей обтекания прямого крыла и оперения на околозвуковых скоростях и возникающего при этом явления затягивания самолета в пикирование, преодолеть которое летчик не мог. Катастрофа 27 марта 1943 г. «БИ-1» стала первой, которая позволила советским авиаконструкторам решить проблему «волнового кризиса» путем установки стреловидного крыла на истребителе «МиГ-15». Спустя 30 лет в 1973 г. Бахчиванджи был посмертно удостоен звания Героя Советского Союза. Юрий Гагарин так отозвался о нем:
«…Без полетов Григория Бахчиванджи возможно бы не было и 12 апреля 1961 г. ». Кто мог знать, что ровно через 25 лет, 27 марта 1968 года, как и Бахчиванджи в возрасте 34 лет, Гагарин тоже погибнет в авиакатастрофе. Их действительно объединило главное — они были первыми.
Евгений Музруков
Сверхзвуковые
Военные
A-5 «Виджилент» (North American A-5 Vigilante) — единственный в истории авиации сверхзвуковой палубный бомбардировщик.
Як-141 (прототип) и F-35 Lightning II — сверхзвуковые палубные истребители.
Гражданские
Ту-144ЛЛ в полёте
За всю историю авиации было создано только два сверхзвуковых пассажирских авиалайнера.
СССР — Ту-144, первый полёт 31 декабря 1968, начало перевозок пассажиров 1 ноября 1977, 1 июня 1978 снят с эксплуатации после очередной катастрофы. Построено 16 шт., в перевозках пассажиров участвовали 2, совершено 55 рейсов, перевезено 3194 пассажира. Во всех рейсах командирами экипажа были лётчики-испытатели ОКБ Туполева.
Великобритания, Франция — Aérospatiale-BAC Concorde, первый полёт 2 марта 1969, начало эксплуатации 21 января 1976, выведен из эксплуатации 26 ноября 2003. Построено 20 машин, активно эксплуатировалось 14, перевезено более 3 млн пассажиров, средний налёт — 17 417 часов. Один потерян в катастрофе 25 июля 2000 года, имел налёт 11 989 часов при наибольшем из всех самолётов — 23 397 (заводской № 210, регистрация G-BOAD, находится в Intrepid Sea-Air-Space Museum (англ.)).
Описание конструкции истребителя МиГ-9
МиГ-9 — это цельнометаллический одноместный истребитель, оснащенный двумя турбореактивными двигателями. Он выполнен по классической схеме со среднерасположенным крылом и трехопорным убирающимся шасси.
Самолет имеет фюзеляж типа полумонокок с гладкой работающей обшивкой. В его носовой части находится воздухозаборник, который разделяется на два туннеля, каждый из которых подает воздух к одному из двигателей. Каналы имеют эллиптическое сечение, они проходят по боковым частям фюзеляжа, обходя кабину пилота с двух сторон.
Крыло самолета трапециевидной формы с закрылками и элеронами.
Хвостовое оперение МиГ-9 цельнометаллическое с высокорасположенным стабилизатором.
Кабина пилота находится в передней части фюзеляжа, она закрыта фонарем обтекаемой формы, состоящим из двух частей. Передняя часть, козырек, закреплена неподвижно, а задняя часть сдвигается назад по трем направляющим. На поздних модификациях машины козырек выполнен из броневого стекла. Кроме того, для защиты пилота на машине установлена передняя и задняя броневые плиты, их толщина составляет 12 мм.
МиГ-9 имеет трехстоечное убирающееся шасси с передним колесом. Система выпуска шасси — пневматическая.
Истребитель оснащался силовой установкой, состоящей из двух ТРД РД-20, которые являлись ничем иным, как копией немецких трофейных двигателей БМВ-003. Каждый из них мог развивать тягу в 800 кгс. Двигатели первой серии (А-1) имели ресурс всего лишь 10 часов, ресурс серии А-2 был увеличен до 50 часов, а моторы РД-20Б могли работать по 75 часов. Силовая установка МиГ-9 запускалась с помощью пусковых моторов «Ридель».
Двигатели устанавливались в реданной части фюзеляжа, сопла имели регулировку, их можно было ставить в четыре положения: «старт», «взлет», «полет» или «скоростной полет». Управление конусом сопловых аппаратов было электродистанционным.
Чтобы уберечь корпус от раскаленных газов, на нижней стороне хвостовой части был установлен специальный термоэкран, который представлял собой гофрированный лист жароупорной стали.
Топливо размещалось в десяти баках, расположенных в крыльях и фюзеляже. Их общий объем составлял 1595 литров. Топливные баки соединялись между собой, чтобы обеспечивать равномерное использование топлива, это позволяло сохранять центровку самолета во время полета.
На МиГ-9 был установлена радиостанция РСИ-6, радиополукомпас РПКО-10М, а также кислородный аппарат КП-14. Электропитание самолет получал от трофейного генератора LR-2000, который позже был заменен отечественным ГСК-1300.
Вооружение истребителя состояло из одной 37-мм пушки Н-37 с боекомплектом в сорок снарядов и двумя 23-мм пушками НС-23 с боекомплектом в 40 снарядов. Первоначально самолет планировали оснастить более мощной, 57-мм, пушкой Н-57, но впоследствии от этой идеи отказались.
Одной из основных проблем истребителя было попадание пороховых газов в двигатели, так как пушка Н-37 была установлена на перегородке между двумя воздухозаборники. На поздних модификациях самолета на Н-37 стали устанавливать газоотводные трубки. Машины, выпущенные ранее, оборудовались ими уже в строевых частях.
На первых МиГ-9 стоял коллиматорный прицел, позже он был заменен автоматическим стрелковым прицелом.
Основные типы в настоящее время
СССР/Россия
Ту-154. Пассажирский, 1968/1972, построено 935 (потеряно 69), завершение производства планируется в 2010, находится в стадии вывода из эксплуатации по причине низкой топливной эффективности и высокого шума, по ресурсу возможна эксплуатация до 2015-16 гг, в Аэрофлоте выведен 21 декабря 2009, после 38 лет службы.
Ил-76. Грузовой, военно-транспортный, 1971/1974, построено 960 (потерян 61, из них 13 уничтожены в боевых действиях), производится в настоящее время, проектируются обновлённые варианты. До 60 тонн груза, до 245 солдат (разные модификации).
Су-25. Штурмовик, 1975/1981, 1320 шт., планируется эксплуатация до 2020 года и дальнейшее производство.
Су-27. Истребитель многоцелевой, 4-го поколения. 1977/1984, построено около 600 базового типа, модификация Су-30 270 шт.[ 2956 дней ]
Aero L-39 Albatros. Основной учебный самолёт стран Варшавского договора, Чехословакия, 1968/1972, производился до 1999, построено 2868 шт.
Страны Запада
Boeing 737. Среднемагистральный пассажирский самолёт. Принят в эксплуатацию в 1968 году, построено 6285 шт., производится в настоящее время.
В реактивном двигателе (рис. 1) струя воздуха попадает в двигатель, встречается с вращающимися с огромной скоростью турбинами компрессора, который засасывает воздух из внешней среды (с помощью встроенного вентилятора). Таким образом, решаются две задачи — первичный забор воздуха и охлаждение всего двигателя в целом. Лопатки турбин компрессора сжимают воздух примерно в 30 раз и более и «проталкивают» его (нагнетают) в камеру сгорания (генерируется рабочее тело), которая является основной частью любого реактивного двигателя. Камера сгорания выполняет ещё и роль карбюратора, смешивая топливо с воздухом. Это может быть, например, смесь воздуха с керосином, как в турбореактивном двигателе современного реактивного самолёта, или же смесь жидкого кислорода со спиртом, как в некоторых жидкостных ракетных двигателях, или какое-нибудь твёрдое топливо пороховых ракет. После образования топливно-воздушной смеси она поджигается и выделяется энергия в виде теплоты, т. е. топливами реактивных двигателей могут служить лишь такие вещества, которые при химической реакции в двигателе (сгорании) выделяют достаточно много теплоты, а также образуют при этом большое количество газов.
В процессе возгорания происходит значительный разогрев смеси и окружающих деталей, а также объёмное расширение. Фактически реактивный двигатель использует для движения управляемый взрыв. Камера сгорания реактивного двигателя одна из самых горячих его частей (температура в ней достигает 2700°С), её необходимо постоянно интенсивно охлаждать. Реактивный двигатель снабжён соплом, через которое из двигателя наружу с огромной скоростью вытекают раскалённые газы — продукты сгорания топлива в двигателе. В одних двигателях газы попадают в сопло сразу же после камеры сгорания, например в ракетных или прямоточных двигателях. В турбореактивных двигателях газы после камеры сгорания сначала проходят через турбину, которой отдают часть своей тепловой энергии для приведения в движение компрессора, служащего для сжатия воздуха перед камерой сгорания. Но, так или иначе, сопло является последней частью двигателя — через него текут газы, перед тем как покинуть двигатель. Оно формирует непосредственно реактивную струю. В сопло направляется холодный воздух, нагнетаемый компрессором для охлаждения внутренних деталей двигателя. Реактивное сопло может иметь различные формы и конструкцию в зависимости от типа двигателя. Если скорость истечения должна превосходить скорость звука, то соплу придаётся форма расширяющейся трубы или же сначала суживающейся, а затем расширяющейся (сопло Лаваля). Только в трубе такой формы можно разогнать газ до сверхзвуковых скоростей, перешагнуть через «звуковой барьер».
В зависимости от того, используется или нет при работе реактивного двигателя окружающая среда, их подразделяют на два основных класса — воздушно-реактивные двигатели (ВРД) и ракетные двигатели (РД). Все ВРД — , рабочее тело которых образуется при реакции окисления горючего вещества кислородом воздуха. Поступающий из атмосферы воздух составляет основную массу рабочего тела ВРД. Т. о., аппарат с ВРД несёт на борту источник энергии (горючее), а бо́льшую часть рабочего тела черпает из окружающей среды. К ним относят турбореактивный двигатель (ТРД), прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД), пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД), гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД). В отличие от ВРД все компоненты рабочего тела РД находятся на борту аппарата, оснащённого РД. Отсутствие движителя, взаимодействующего с окружающей средой, и наличие всех компонентов рабочего тела на борту аппарата делают РД пригодным для работы в космосе. Существуют также комбинированные ракетные двигатели, представляющие собой как бы сочетание обоих основных типов.
Как работает реактивный двигатель
Рисунок 3 — Схема работы реактивного двигателя
Воздух из окружающего пространства поступает на всас вентиляторов, которые подают его далее лопатки вращающегося с очень высокой скоростью турбокомпрессора. При этом поступающий воздух выполняет 2 функции:
окислитель для сгорания топлива;
охладитель агрегата.
В лопаточном аппарате турбокомпрессора воздух крепко уплотняется и под высоким давлением (от 3 МПа) подается в топливную смесительную камеру реактивного двигателя. Из рисунка 3 видно, что камера сгорания устроена таким образом, что смешение воздуха производится в несколько ступеней — на входе и в самой камере. Сюда же подводится топливо.
Хорошо перемешанная и в достаточном количестве обогащенная смесь воспламеняется, и в результате сгорания образуется тепловая энергия с выделением огромного объема газов. Последние приводят во вращение турбину горячей части двигателя, привод которой служит приводом турбокомпрессора.
В отдельных моделях реактивных двигателей турбины на выходе не монтируются. По большей части данное исполнение применяется в конструкции и принципе работы ракетного двигателя, где продукты сгорания после камеры попадают на выходные сопла.
Покидая горячую ступень, газы во всех реактивных аппаратах проходят через сопла. Эти элементы отличаются по своим конструкциям для разных моделей реактивных агрегатов и представляют собой «трубу», которая сначала сужается, а к выходу газов увеличивается в диаметре. За счет такой конструкции отработавшие газы увеличивают свою скорость до сверхзвука и образуют реактивную силу.
Температура горения в «сердце» реактивного агрегата достигает 2500°С, поэтому конструктивно требовательны в постоянстве охлаждения.
Краткая история развития реактивных самолетов
Началом истории реактивных самолетов мира принято считать 1910 год, когда конструктор и инженер Румынии по имени Анри Конада создал летательный аппарат в основе с поршневым двигателем. Отличием от стандартных моделей было использование лопастного компрессора, который и приводил машину в движение. Особо активно конструктор начал утверждать в послевоенное время, что его аппарат был оснащен именно реактивным двигателем, хотя первоначально он заявлял категорически противоположное.
Изучая конструкцию перового реактивного самолета А. Конада, можно сделать несколько выводов. Первый — конструктивные особенности машины показывают, что расположенный впереди двигатель и его выхлопные газы убили бы пилота. Вторым вариантом развития мог быть только пожар на самолете. Именно об этом и говорил конструктор, при первом запуске огнем была уничтожена хвостовая часть.
Что касается самолетов реактивного типа, которые были изготовлены в 1940-е года, они имели совершенно другую конструкцию, когда двигатель и место пилота были удалены, и, как следствие, это повысило безопасность. В местах, где пламя двигателей соприкасалось с фюзеляжем, была установлена специальная жаростойкая сталь, что не приносило корпусу увечий и разрушений.
В сознании большого количества людей, так или иначе связанных с авиацией общего назначения, такое понятие как «личный самолет» некоторое время было неразрывно связано с легкими одно- или двухмоторными винтовыми самолетами, которые оснащались турбовинтовыми или поршневыми двигателями. До самого последнего времени реактивные самолеты представлялись слишком дорогими и неэкономичными для клиентов, которые могли позволить себе такой вид транспорта. В этом нет ничего странного, так как даже дешевые самолеты с реактивными двигателями стоили по несколько миллионов долларов, а их мощные двигатели потребляли большое количество топлива, в сравнении с поршневыми аналогами. Поэтому попытки создания маленького реактивного самолета для частного использования долгие годы заканчивались ничем.
Однако сегодня есть все основания полагать, что в бизнес-авиации в ближайшее время произойдут существенные изменения: грядет эра одномоторных и двухмоторных реактивных самолетов. При этом речь идет не только о реактивных самолетах бизнес-класса, которые рассчитаны на перевозку 4-8 пассжирова, но о машинах, которые подобны спорткарам. То есть обычным 2-4 местным реактивным самолетам, которые уже ни в чем не уступают своим собратьям с поршневыми двигателями.
При этом естественно гражданские реактивные самолеты бизнес-класса, такие как ECLIPSE 500, CITATION MUSTANG, ADAM 700 и Embraer PHENOM 100 имеют больше перспектив на рынке, так как позволяют с комфортом переместить небольшую компанию куда угодно. По мнению экспертов в ближайшие 10 лет в мире будет реализовано порядка 4300-5400 «карманных» реактивных самолетов, а это уже вполне внушительная цифра. При этом появляется спрос не только на стандартные бизнес-джеты, но и на совершенно новые машины супер-легкие бизнес-джеты или даже своеобразные воздушные такси.
У таких самолетов даже появилось специально обозначение VLG – Very Light Jet. Реактивные самолеты начального уровня или личные реактивные самолеты, ранее такие самолеты часто называли микроджетами. Максимальная пассажировместимость таких машин не превышает 4-8 человек, а максимальная масса не превышает 4 540 кг. Такие самолеты легче, чем те модели, которые обычно называются бизнес-джетами и предназначены для управления 1 пилотом. Примерами таких машин являются уже упомянутые выше модели.
Ультралегкий реактивный самолет представляет собой совершенно новую концепцию, и все большее количество экспертов по всему миру приходят к выводу, что появление таких самолетов может произвести в сегменте бизнес-авиации настоящую революцию. Компании Honeywell и Rolls-Royce вовремя учли данный фактор при составлении своих достаточно серьезных годовых прогнозов по оценке рыночной ситуации. Ситуация на рынке меняется уже в настоящее время. Широкое использование при создании самолетов композитных материалов, миниатюризация реактивных двигателей, появление новых авиационных электронных систем все это, начиная с конца 1990-х годов двигает рынок подобных самолетов вперед.
В настоящее время владельцы самолетов, оснащенных поршневыми двигателями, часть из которых была спроектирована и построена еще в послевоенный период, начинает задумываться о покупке современных реактивных самолетов. Огромный интерес аудитории привел к появлению большого количества самых разнообразных проектов и разработок. К сожалению, большая их часть так навсегда и останется концептами и проектами, которые даже не дошли до стадии прототипа.
Embraer PHENOM 100
Первой компанией, которой удалось преодолеть весь процесс разработки и представить на свет готовый самолет, стала бразильская компания Eclipse Aviation. Именно эта авиастроительная компания вошла в гражданской авиации, первой получив сертификат на «карманный» реактивный самолет. Бразильское авиастроительное объединение вышло на рынок со своей моделью Embraer PHENOM 100, спрос на который превзошел все ожидания, что стало одним из предвестников грядущей коммерческой революции.
В настоящее время перспектива приобрести на рынке собственный реактивный самолет за условные 500 000 долларов оставляет равнодушными большое количество профессионалов от авиации, но те люди, которые любят и всю жизнь мечтали летать – а именно они и являются основными покупателями таких необычных средств передвижения – просто не могли поверить своему счастью. И хотя реальная стоимость бразильского первенца преодолела 1 миллион долларов (продажи стартовали с цен в 1,3 млн. долларов), он остается не просто конкурентоспособным, а просто уникальным предложением, обладающим невероятно низкой ценой. Приобрести такой самолет, с такими летными характеристиками в недавнем прошлом было просто нереально. При этом все авиапредприятия, которые трудятся в этом сегменте, стараются сделать все возможное, чтобы цены на их продукцию не превышали психологически важной отметки в 1 млн. долларов.
Увлечение Very Light Jet привело даже к довольно смелым проектам, таким как трансформация учебно-боевого самолета в гражданский ультралегкий реактивный самолет. Нетрудно представить, если бы самый современный российский учебно-тренировочный самолет Як-130 неожиданно стал доступен и для гражданских заказчиков. На него обязательно образовался бы спрос. Нашлись бы свои доморощенные «Абрамовичи» (да и не свои), которые захотели бы приобрести нечто отдаленно, но напоминающее боевую машину. Такая возможность чуть было не была реализована компанией Aviation Technology Group (ATG).
Учебно-тренировочный самолет, который разрабатывала компания ATG, получил название ATG Javelin и достаточно серьезно отличался от своих традиционных представителей. От перспективных моделей УТС он, прежде всего, отличался своей очень малой массой – не более 2 900 кг, что, к примеру, в 2,3 раза меньше, чем у российского учебно-тренировочного самолета Як-130 в аналогичном варианте комплектации. При этом американский ATG Javelin представлял собой двухдвигательным самолётом, обладающий полной электронной начинкой, которая позволяла ему (как утверждалось) достаточно эффективно готовить пилотов как гражданских авиалайнеров, так и новейших истребителей 5-го поколения.
В его бортовую электронику было «зашито» огромное количество различных сценариев возможных воздушных боев, а также имитация работы систем самообороны и бортового вооружения, возможности анализа действий летчика и планирования боевых вылетов. По словам представителей компании ATG реализация всего этого на практике позволяла с успехом использовать ATG Javelin не только для основной и первоначальной подготовки летчиков, но и повышения квалификации военных пилотов, которые после этого могли бы перейти на управление такими машинами, как Eurofighter, Су-30 или Rafale.
По своей конструкции УТС ATG Javelin был похож на истребитель с легким и прочным планером, который производился с широким использованием композиционных материалов. Члены экипажа находились в кабине тандемно под специальным двухсекционным фонарем кабины. Машина отличалась низким расположением свободнонесущего крыла со стреловидной передней кромкой. Стреловидное горизонтальное оперение, 2 киля, 2 подфюзеляжных гребня были наклонены наружу на 20°. Шасси самолета было трехстоечным, носовая опора оснащалась гидравлическим приводом. Двигатели были смонтированы за кабиной пилотов, воздух к ним подходил через боковые воздухозаборники. Плоские выхлопные сопла были расположены между килями.
Первоначально данный самолет разрабатывался и проектировался именно как учебно-тренировочный, но впоследствии он все чаще начинал позиционироваться как воздушное такси или даже легкое бизнес-джет решение. Для того чтобы без ограничений совершать полеты по гражданским воздушным трассам, ATG Javelin предполагалось оборудовать комплектом аппаратуры, подобной той, что используется на пассажирских самолетах, включая аппаратуру предупреждения столкновений в воздухе и с землей, системы для полетов с сокращенными интервалами вертикального эшелонирования, вычислительную систему самолетовождения. Читая подобные заявления со стороны разработчиков, оставалось только думать о том, как они собираются уместить все это оборудование в заявленную массу самолета, которая не превышала 3 тонн.
Также создатели машины надеялись пройти сертификацию по нормам FAR-23. Первый полет, единственный построенный экземпляр ATG Javelin выполнил 30 сентября 2005 года. Несмотря на тот факт, что компания получила 150 твердых заказов на свое детище, компания ATG так и не смогла найти того стратегического партнера, который бы позволил запустить новинку в серийное производство. В 2008 году фирма объявила себя банкротам, а разработка и испытания ATG Javelin были остановлены. Так любители легкой авиации лишились возможность получить в свои руки практически учебно-боевой самолет, обладающей завидной, практически сверхзвуковой скоростью. Максимальная скорость ATG Javelin составляла 975 км/ч.
Источники информации: -http://luxury-info.ru/avia/airplanes/articles/karmannie-samoleti.html -http://pkk-avia.livejournal.com/41955.html -http://www.dogswar.ru/oryjeinaia-ekzotika/aviaciia/6194-ychebno-boevoi-samol.html
МиГ-9 – это советский реактивный истребитель, разработанный сразу после окончания войны. Он стал первым реактивным истребителем, сделанным в СССР. Истребитель МиГ-9 серийно выпускался с 1946 по 1948 год, за это время было произведено более шестисот боевых машин.
Исследователи истории авиации часто называют МиГ-9 и другие советские боевые машины (Як-15 и Як-17), созданные в этот период, «переходным типом истребителя». Эти самолеты были оснащены реактивной силовой установкой, но в то же время они имели планер, сходный с поршневыми машинами.
Истребители МиГ-9 стояли на вооружении отечественных ВВС недолго: в начале 50-х годов они были сняты с эксплуатации. В 1950-1951 годах почти четыреста истребителей были переданы военно-воздушным силам Китая. Китайцы использовали их в основном в качестве учебных самолетов: пилоты учились на них эксплуатировать реактивные самолеты.
МиГ-9 нельзя назвать слишком удачной машиной: с момента начала испытаний его преследовали катастрофы, конструкторам то и дело приходилось исправлять дефекты, появляющиеся во время эксплуатации. Однако не следует забывать, что МиГ-9 был первым реактивным истребителем, он создавался и передавался в войска в крайне сжатые сроки. На момент начала работ по созданию этой машины в СССР даже не существовало двигателя, который мог развивать необходимую для реактивного полета тягу.
На смену «проблемному» МиГ-9 вскоре пришел МиГ-15 , который и наши, и зарубежные эксперты называют одним из лучших истребителей этого периода. Добиться такого успеха конструкторы смогли только благодаря опыту, полученному во время создания МиГ-9.
Появление у Советского Союза большого количества реактивных истребителей вызвало удивление на Западе. Там многие не верили, что страна, разоренная войной, в кратчайшие сроки сможет наладить серийное производство новейшей по тем временам авиационной техники. Появление МиГ-9 и других советских реактивных самолетов имело серьезное политическое значение. Хотя, конечно, на Западе не имели представления о сложностях и проблемах, с которыми пришлось столкнуться советским авиационным конструкторам и пилотам, а также о том, чего стоило разрушенной стране создавать новые виды вооружения .
История создания первого реактивного самолета СССР
Уже в конце Второй мировой войны стало понятно, что будущее авиации за реактивными самолетами. В Советском Союзе начались работы в этом направлении, они пошли гораздо быстрее после ознакомления с трофейными немецкими разработками. В конце войны СССР смог заполучить не только неповрежденные немецкие самолеты и реактивные двигатели, но и захватить немецкие предприятия, где они выпускались.
Задание на создание реактивного истребителя одновременно получили четыре ведущих авиационных конструкторских бюро страны: Микояна, Лавочкина, Яковлева и Сухого. Основной проблемой являлось то, что на тот момент в СССР не было собственного реактивного авиационного двигателя, его еще предстояло создать.
А между тем время поджимало: вероятные противники — США, Англия и Германия — уже имели налаженное серийное производство реактивных самолетов и активно эксплуатировали эту технику.
На первых советских реактивных истребителях использовались трофейные немецкие двигатели BMW-003A и ЮМО-004.
В ОКБ Микояна работали над созданием двух истребителей, которые на стадии проекта имели обозначения И-260 и И-300. На обеих машинах планировали использовать двигатель BMW-003A. Работы над созданием самолета начались в феврале 1945 года.
И-260 копировал немецкий истребитель Me.262, два реактивных двигателя располагались под крыльями самолета. И-300 имел компоновку с силовой установкой внутри фюзеляжа.
Продувки в аэродинамической трубе показали, что компоновка с двигателями внутри фюзеляжа более выигрышная. Поэтому от дальнейших работ по прототипу И-260 решено было отказаться и доделывать И-300, который позже стал первым серийным советским реактивным истребителем под обозначением МиГ-9.
В постройку были заложены три опытные машины для проведения испытания: Ф-1, Ф-2 и Ф-3. Самолет Ф-1 был готов уже к декабрю 1945 года, однако доводка машины затянулась до марта следующего года, и только тогда начались испытания. 24 апреля 1946 года истребитель впервые поднялся в воздух, первый полет прошел нормально.
Уже начальный этап испытаний четко показал огромное превосходство реактивных самолетов над поршневыми: МиГ-9 смог разогнаться до скорости 920 км/ч, достичь потолка 13 км и набрать высоту 5 тыс. метров за 4,5 минуты. Следует сказать, что первоначально самолет планировали вооружить 57-мм автоматической пушкой Н-57, установив ее в перегородке между воздухозаборниками и двумя 37-мм пушками НС-23, расположенными в нижней части фюзеляжа. Однако позже от 57-мм пушки решили отказаться, сочтя ее мощь чрезмерной.
11 июля 1946 года произошла трагедия: во время полета фрагмент, оторвавшийся от крыла, повредил стабилизатор, в результате чего машина потеряла управление и врезалась в землю. Пилот погиб.
Второй опытный самолет Ф-2 был продемонстрирован публике во время авиапарада в Тушино. В августе на Куйбышевском заводе приступили к производству малой серийной партии, состоящей из десяти самолетов. Планировалось, что они примут участие в параде на Красной площади в октябре 1946 года.
В марте 1947 года началось серийное производство истребителя. Однако после выпуска 49 самолетов оно было приостановлено. Машину пришлось срочно переделывать. В течение двух месяцев на МиГ-9 была серьезно модернизирована топливная система, изменена конструкция хвостового обтекателя, увеличена площадь киля, также был выполнен ряд других доработок. После этого серийное производство было возобновлено.
В июне 1947 года были завершены государственные испытания четырех истребителей, двух опытных (Ф-2 и Ф-3) и двух серийных машин. В целом МиГ-9 получил положительные отзывы: по скоростным характеристикам, скороподъемности и высоте полета он существенно превосходил все поршневые самолеты, находящиеся на вооружении советской армии. Невиданной была и огневая мощь машины.
Были и проблемы: при стрельбе из пушек на высоте более 7 тыс. метров глох двигатель. С этим недостатком пытались бороться, но полностью устранить его так и не смогли.
Если сравнивать характеристики МиГ-9 с реактивным истребителем Як-15, который был разработан в это самое время, то микояновская машина проигрывала самолету ОКБ Яковлева в маневренности, но была быстрее в горизонтальном полете и при пикировании.
Новую машину в войсках встретили без особого энтузиазма. Летчики зачастую просто боялись летать на самолете, у которого нет винта. Кроме пилотов, нужно было переучить и технический персонал, причем сделать это нужно было в кратчайшие сроки. Спешка часто приводила к авариям, никак не связанным с техническими особенностями самолета.
Описание конструкции истребителя МиГ-9
МиГ-9 – это цельнометаллический одноместный истребитель, оснащенный двумя турбореактивными двигателями. Он выполнен по классической схеме со среднерасположенным крылом и трехопорным убирающимся шасси.
Самолет имеет фюзеляж типа полумонокок с гладкой работающей обшивкой. В его носовой части находится воздухозаборник, который разделяется на два туннеля, каждый из которых подает воздух к одному из двигателей. Каналы имеют эллиптическое сечение, они проходят по боковым частям фюзеляжа, обходя кабину пилота с двух сторон.
Крыло самолета трапециевидной формы с закрылками и элеронами.
Хвостовое оперение МиГ-9 цельнометаллическое с высокорасположенным стабилизатором.
Кабина пилота находится в передней части фюзеляжа, она закрыта фонарем обтекаемой формы, состоящим из двух частей. Передняя часть, козырек, закреплена неподвижно, а задняя часть сдвигается назад по трем направляющим. На поздних модификациях машины козырек выполнен из броневого стекла. Кроме того, для защиты пилота на машине установлена передняя и задняя броневые плиты, их толщина составляет 12 мм.
МиГ-9 имеет трехстоечное убирающееся шасси с передним колесом. Система выпуска шасси – пневматическая.
Истребитель оснащался силовой установкой, состоящей из двух ТРД РД-20, которые являлись ничем иным, как копией немецких трофейных двигателей БМВ-003. Каждый из них мог развивать тягу в 800 кгс. Двигатели первой серии (А-1) имели ресурс всего лишь 10 часов, ресурс серии А-2 был увеличен до 50 часов, а моторы РД-20Б могли работать по 75 часов. Силовая установка МиГ-9 запускалась с помощью пусковых моторов «Ридель».
Двигатели устанавливались в реданной части фюзеляжа, сопла имели регулировку, их можно было ставить в четыре положения: «старт», «взлет», «полет» или «скоростной полет». Управление конусом сопловых аппаратов было электродистанционным.
Чтобы уберечь корпус от раскаленных газов, на нижней стороне хвостовой части был установлен специальный термоэкран, который представлял собой гофрированный лист жароупорной стали.
Топливо размещалось в десяти баках, расположенных в крыльях и фюзеляже. Их общий объем составлял 1595 литров. Топливные баки соединялись между собой, чтобы обеспечивать равномерное использование топлива, это позволяло сохранять центровку самолета во время полета.
На МиГ-9 был установлена радиостанция РСИ-6, радиополукомпас РПКО-10М, а также кислородный аппарат КП-14. Электропитание самолет получал от трофейного генератора LR-2000, который позже был заменен отечественным ГСК-1300.
Вооружение истребителя состояло из одной 37-мм пушки Н-37 с боекомплектом в сорок снарядов и двумя 23-мм пушками НС-23 с боекомплектом в 40 снарядов. Первоначально самолет планировали оснастить более мощной, 57-мм, пушкой Н-57, но впоследствии от этой идеи отказались.
Одной из основных проблем истребителя было попадание пороховых газов в двигатели, так как пушка Н-37 была установлена на перегородке между двумя воздухозаборники. На поздних модификациях самолета на Н-37 стали устанавливать газоотводные трубки. Машины, выпущенные ранее, оборудовались ими уже в строевых частях.
На первых МиГ-9 стоял коллиматорный прицел, позже он был заменен автоматическим стрелковым прицелом.
Характеристики МиГ-9
Ниже представлены характеристики МиГ-9.
Размах крыла, м
10
Длина, м
9.75
Высота, м
3.225
Площадь крыла, кв. м
18.20
Макс. взлетная масса, кг
4998
Двигатель
2 РД РД-20
Тяга, кгс
2 х 800
Макс. скорость, км,/ч
910
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
ESA испытало прямоточный ионный двигатель.
Реактивная тяга или как устроен ионный реактивный двигатель Самый мощный ионный двигатель
Ионный двигатель
Ионные двигатели могут использоваться для широкого спектра задач — от коррекции положения спутников на орбите Земли, до разгона гигантских космических кораблей, направляющихся за пределы нашей Солнечной системы в глубины Млечного Пути. Но что же такое ионный двигатель, и как именно он используется в космосе? Обычные ракетные двигатели сжигают газ, который выпускается из сопла под высоким давлением, что вызывает мощную реактивную тягу, толкающую корабль вперед. У ионного двигателя инертный газ (ксенон, аргон) не сжигают, а ионизируют, а испускаемые им ионы разгоняют до высоких скоростей в сильном электрическом поле. Таким образом, ионы выстреливают из двигателя со скоростью до 150000 км в час.
Применение ионных двигателей
Но, к сожалению, тяга ионных двигателей чрезвычайно мала и сопоставима с давлением, которое оказывает один лист бумаги формата А4 на ладонь человека. Но в невесомой космической среде, где нет никакого трения, ионные двигатели могут быть чрезвычайно эффективными, поскольку эффект от их тяги накапливается со временем. Первый в мире ионный двигатель успешно используется на автоматической межпланетной станции DAWN , которую НАСА запустило в космос 27 сентября 2007 года для исследования астероида Веста и карликовой планеты Церера. В данный момент космический аппарат DAWN находится в поясе астероидов между и Юпитером.
У него ушло четыре дня на то, чтобы с помощью ионного двигателя разогнаться с нуля до 100 километров в час. Да, это не особо впечатляет, но зато ионные двигатели очень экономные и могут работать десятилетиями. При этом скорость космического корабля, разгоняемого ионным двигателем, постоянно увеличивается и может составлять тысячи километров в секунду через определенное время.
Зачем использовать ионные двигатели?
Этот тип движения дают космическим аппаратам маневренность на орбите Земли. С их помощью можно легко менять расположение спутников, например, для коррекции высоты их орбиты или уклонения от крупного . Кроме этого ионные двигатели значительно дешевле и экономнее ракетных двигателей. Они значительно продлевают срок эксплуатации спутников и сокращают пусковые и эксплуатационных затраты. В данный момент времени, НАСА работает над разработкой сразу двух ионных двигателей нового поколения: Эволюционный ксеноновый Двигатель Next и кольцевой ионный двигатель . Эти новые двигатели снизят стоимость космических миссий и продлят время их работы, а также будут обладать более высокой мощностью.
НАСА завершило начатые в июне 2005 году испытания двигательной установки, которая работает на ионизированном газе. Теперь ею можно оснащать космические аппараты, разгоняя их до невиданных ранее скоростей.
Идут испытания ксенонового двигателя нового поколения. (Фото NASA.)
Часто фигурирующие в научной фантастике ионные двигатели применялись на практике ещё в 70-е годы. Тяга в них создаётся за счёт разгона ионизированного газа в электростатическом поле.
Преимуществом подобных ДУ по сравнению с традиционными химическими решениями является высокая эффективность, а именно возможность разогнать аппарат до десятков километров в секунду при малом расходе топлива. Правда, это происходит уже в космическом пространстве при долгой работе ионного двигателя: его стартовая тяга невелика. Поэтому в качестве основной системы, приводящей в движение космический корабль, эту схему начали использовать совсем недавно.
Пионером ионного движения стал американский аппарат Deep Space 1, запущенный в 1998 году. За ним последовали европейский и японский зонды, а последним крупным проектом на сегодня стала автоматическая межпланетная станция Dawn, отправленная НАСА изучать астероид Весту и карликовую планету Цереру.
Ионный двигатель Dawn и стал образцом для создания ксеноновой системы NASA»s Evolutionary Xenon Thruster (NEXT). Разработчики из Исследовательского центра имени Гленна и компании Aerojet смоделировали самые разнообразные миссии, в которых может быть задействована такая ДУ.
С 2005 года NEXT проработал 35,5 тыс. часов, что на 5 тыс. больше предыдущего рекорда. На эксперименты ушло 600 кг ксенона. На основе тестовых моделей инженеры сконструировали двигательную установку из нескольких ионных двигателей, срок службы которых превысит 6 лет, и теперь НАСА остаётся лишь выбрать, в каких миссиях будет удобнее эксплуатировать разработку. Быть может, тут и пригодится космическая программа, предложенная Национальной академией наук США на ближайшую декаду?
Источник: Компьютерра–Онлайн
Ионный двигатель
Ионный двигатель — разновидность электрического ракетного двигателя. Его рабочим телом является ионизированный газ (аргон, ксенон, цезий…).
Принцип действия
Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. При этом, благодаря высокому отношению заряда к массе, становится возможным разогнать ионы до очень высоких скоростей (вплоть до 210 км/с по сравнению с 3-4,5 км/с у химических ракетных двигателей). Таким образом, в ионном двигателе можно достичь очень большого удельного импульса. Это позволяет значительно уменьшить расход реактивной массы ионизированного газа по сравнению с расходом реактивной массы в химических ракетах, но требует больших затрат энергии. Недостаток двигателя в его нынешних реализациях — очень слабая тяга (порядка десятых долей ньютона). Таким образом, нет возможности использовать ионный двигатель для старта с планеты, но, с другой стороны, в открытом космосе, при достаточно долгой работе двигателя есть возможность разогнать космический аппарат до скоростей, недоступных сейчас никаким другим из существующих видов двигателей.
В существующих реализациях для поддержки работы двигателя используются солнечные батареи. Но для работы в дальнем космосе такой способ неприемлем. Поэтому уже сейчас для этих целей иногда используются ядерные установки.
Принцип ионного двигателя довольно давно известен и широко представлен в фантастической литературе, компьютерных играх и кинематографе, но для космонавтики стал доступен только в последнее время. В 1960 году был построен первый функционирующий широко-лучевой (broad-beam) ионный электростатический двигатель (создан в США в NASA Lewis Research Center). В 1964 году — первая успешная суборбитальная демонстрация ионного двигателя (SERT I) тест на выполнимость нейтрализации ионного луча в космосе.
В 1970 году — испытание на длительную работу ртутных ионных электростатических двигателей в космосе (SERT II). С 1970-х годов ионные двигатели на эффекте Холла использовались в СССР в качестве навигационных двигателей (двигатели SPT-60 использовались в 1970-х годах на «Метеорах», SPT-70 на спутниках «Космос» и «Луч» в 1980-х, SPT-100 в ряде спутников в 1990-х).
В качестве основного (маршевого) двигателя ионный двигатель был впервые применён на космическом аппарате Deep Space 1 (первый запуск двигателя 10 ноября 1998). Следующими аппаратами стали европейский лунный зонд Смарт-1, запущенный 28 сентября 2003, и японский аппарат Хаябуса, запущенный к астероиду в мае 2003.
Следующим аппаратом NASA, обладающим маршевыми ионными двигателями, стала (после ряда замораживаний и возобновления работ) АМС Dawn, которая стартовала 27 сентября 2007 года. Dawn предназначается для изучения Весты и Цереры, и несет три двигателя NSTAR, успешно испытанных на Deep Space 1. Европейское Космическое Агентство установило ионный двигатель на борту спутника GOCE, запущенного 17 марта 2009 года на сверх-низкую околоземную орбиту высотой всего около 260 км. Ионный двигатель создаёт в постоянном режиме импульс, компенсирующий атмосферное трение и другие негравитационные воздействия на спутник.
Перспективы
ЕКА планирует использовать ионный двигатель в меркурианской миссии BepiColombo. Он будет базироваться на двигателе, основанном на Смарт-1, но станет более мощным (запуск намечен на 2011-2012). NASA ведёт проект «Прометей», для которого разрабатывается мощный ионный двигатель, питающийся электричеством от бортового ядерного реактора. Предполагается, что такие двигатели в количестве восьми штук смогут разогнать аппарат до 90 км/с. Первый аппарат этого проекта Jupiter Icy Moons Explorer планировалось отправить к Юпитеру в 2017 году, однако разработка этого аппарата была приостановлена в 2005 году из-за технических сложностей. В настоящее время идёт поиск более простого проекта АМС для первого испытания по программе «Прометей».
Статья в Компьютерре Об использовании ядерных реакторов для ионных двигателей (Мембрана.ру) BepiColombo на сайте ЕКА Проект «Прометей» на сайте НАСА АМС Dawn с ионным двигателем стартовала 25 сентября 2007 г.
Фотонный и ионный двигатели
От фантастики к реальности
ФОТОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — реактивный двигатель, тяга которого создается за счет истечения квантов электромагнитного излучения или фотонов. Главным преимуществом такого двигателя является максимально-возможная в рамках релятивистской механики скорость истечения, равная скорости света в вакууме. Для ракетного аппарата это единственный широко известный способ достичь сколь-нибудь значительной доли световой скорости при разумных значениях числа Циолковского, характеризующего соотношение масс заправленной и пустой ракеты. Необходимо отметить, однако, что и в этом случае речь идет о числе Z порядка нескольких десятков — сотен, при технически реализованных значениях порядка 10 для многоступенчатых ракет. Главным недостатком фотонного двигателя является низкий КПД цепочки преобразования энергии от первичного источника до струи фотонов. Применение реакции аннигиляции для прямого получения оптических и гамма-квантов не намного снижает остроту проблемы, так как необходимо учитывать потери на хранение антивещества (не говоря о его производстве) и трудности фокусировки получаемого излучения. Кроме того, как более реальные, рассматривались использование в качестве источника фотонов термоядерной плазмы (в том числе и для генерации лазерного излучения) и использование электромагнитных квантов более длинноволнового диапазона («радиодвигатель»). В первом случае остаются пока нерешенными проблемы генерации и подержания в устойчивом состоянии плазмы с необходимыми параметрами. «Радиодвигатель» значительно упрощает задачу фокусировки «реактивной струи», но резко снижает КПД движительного комплекса.
Фотонный двигатель: космический прорыв
Эффект эмиссии пыли под воздействием светового излучения позволит создать интересный и перспективный вид космических движителей для полетов к другим планетам Солнечной системы. Под воздействием света и тепла частицы пыли бросают вызов гравитации и устремляются вверх. Данный эффект, сыгравший не последнюю роль в формировании планет и астероидов, может найти также практическое применение в устройствах для удаления пыли, а также в двигателях марсианских зондов и в создании космического паруса нового типа. При воздействии на слой пыли красным лазерным излучением наблюдается фонтанирующий выброс частиц, напоминающий извержение крошечного вулкана. Всесторонне изучив это явление, ученые Герхард Вурм (Gerhard Wurm) и Оливер Краус (Oliver Krauss) из университета Мюнстера пришли к выводу, что его возникновение связано с фотофорезом и «парниковым эффектом» в твердом теле, сообщает PhysOrg. Фотофорез — или движение частиц под воздействием света — базируется на давно известном эффекте, называемом термофорезом, то есть движении частиц под воздействием тепла. В средах с температурными градиентами частицы будут перемещаться из более горячей области в менее горячую. Когда источником тепла служит энергия поглощенного света, такой процесс называется фотофорезом.
Фотонный двигатель — двигатель, тяга которого созда-ется за счет истечения квантов э/магнитного излу-чения или фотонов. Выброс частиц порошка графита (на вставке — «извержение» частиц стеклоуглерода). Фотонный двигатель — это реальность?
В дополнение к поверхностному температурному градиенту «парниковый эффект» твердого тела также играет роль в извержениях пыли. Парниковый эффект возникает вследствие того, что лазерный луч сильнее всего нагревает частицы пыли, находящиеся немного глубже, чем поверхностные слои (по крайней мере на глубине 100 мкм, что составляет несколько десятков слоев частиц). Ученые вычислили, что для освобождения одной сферической частицы размером в 1 мкм требуется сила приблизительно равная 10-7 Н. «Мы заметили, что частицы поднимаются в среднем на высоту 5 см, — сообщает д-р Вурм. — Высоту можно увеличить до 10 см, но и это еще не предел. Предел, вероятно, зависит от распределения и размеров частиц, силы их взаимного сцепления и мощности лазерного луча». При мощности 50 мВт излучение проникает в слой пыли на глубину до нескольких миллиметров. Температура имеет тенденцию уменьшаться с увеличением глубины, но фактически она достигает максимума не у поверхности, а на глубине 100 мкм. Таким образом, создается обратный температурный градиент около поверхности, который и вызывает извержение частиц пыли. В ходе экспериментов было также обнаружено, что в течение нескольких десятков секунд после выключения лазера точка максимального градиента температур смешается глубже за счет быстрого остывания поверхности, что еще больше увеличивает силу фотофореза. Фотофорез лучше всего наблюдать при низком давлении. Эксперименты проводились при давлении 10 миллибар, что составляет примерно 0,01 нормального атмосферного давления Земли, поэтому действие фотофореза на земную пыль незначительно. Однако на ранних стадиях образования планет и звезд фотофорез при малых давлениях, вероятно, играл значительную роль в возникновении газопылевых дисков, которые в свою очередь привели к формированию астероидов и прочих космических объектов пояса Койпера. Ученые считают, что в будущем фотофорез может найти практическое применение в условиях разреженной атмосферы Марса. Например, можно использовать данную технологию на автоматических исследовательских станциях для удаления пыли с блоков солнечных элементов и линз оптических приборов. Кроме того, ученые планируют создать солнечный парус, который использовал бы силу фотофореза вместо лучевого давления. Такой парус, напоминающий рыболовную сеть и работающий на основе отрицательного фотофореза, по оценкам физиков, может приводить в движение небольшие зонды. Парус размером 10×10 м способен нести полезный груз массой в несколько десятков килограммов только за счет «пассивного» излучения Солнца.
Ионный двигатель: космический прорыв
ИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — в субботу 30.09.2003 с космодрома Куру ракетой-носителем «Ариан 5» была успешно выведена в космическое пространство исследовательская станция европейского космического агентства SMART 1. Спутник создан по заказу ESA (European Space Agency, Европейское космическое агентство) Шведской космической корпорацией при участии почти 30 субподрядчиков из 11 европейских стран и США. Общая стоимость проекта составила 110 млн. евро. SMART 1 — первая автоматическая станция ESA для исследования Луны. В то же время, это уникальная исследовательская станция нового типа, первая в новой программе ESA под названием Small Missions for Advanced Research in Technology. В ходе выполнения программы запланирована апробация целого ряда новых технологий, например, связь в Ка-диапазоне и лазерная связь, автономная навигация и многое другое. При достаточно большом количестве аппаратуры, SMART 1 отличается малым весом (370 кг, в том числе научная аппаратура — 19 кг) и компактностью. Со сложенными солнечными батареями он представляет собой прямоугольник размером в метр. Стоимость SMART 1 примерно раз в пять меньше, чем типичной межпланетной станции ESA. Но самая главная особенность нового космического аппарата в том, что впервые в истории космонавтики ионный двигатель будет использован в качестве основного. В планах ESA — еще два аппарата, оснащенных ионной двигательной установкой. Это BepiColombo для исследования Меркурия и Solar Orbiter — для изучения Солнца. Установленный на SMART 1 ионный двигатель потребляет 1350 Ватт электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями, и развивает тягу в 0,07 Ньютон, что примерно соответствует весу почтовой открытки. Рабочим веществом служит ксенон (запас топлива 82 кг). При этом для выхода на эллиптическую полярную орбиту вокруг Луны станции потребовалось 16 месяцев. Выведение SMART 1 на расчетную орбиту представло собой сложный многоступенчатый процесс, состоящий из этапов.
Строго говоря, ионные двигатели уже устанавливались на космических аппаратах — в последние годы, в частности, на исследовательской станции НАСА Deep Space 1 (DS 1) и на экспериментальном геостационарном спутнике связи ESA Artemis. В последнем случае, благодаря наличию на борту ионных двигателей, удалось спасти казавшийся окончательно утраченным спутник ценой в миллионы долларов. Нештатная работа верхней ступени ракеты-носителя Ariane 5, выводившей на орбиту спутник Artemis, привела к тому, что орбита Artemis оказалась значительно ниже расчетной. Обычно это приводит к потере спутника. Если он несет в себе угрозу другим космическим аппаратам, его топят (тяжелые аппараты) или «сжигают» в атмосфере. Но Artemis избежал этой печальной участи. Благодаря экстренно принятым мерам и ценой расходования практически всего запаса химического топлива, имевшегося на борту, спутник удалось перевести на круговую орбиту высотой 31 тыс. км. Но после этого надо было перевести Artemis на расчетную геостационарную (высотой около 36 тыс. км). Тогда и было принято решение воспользоваться четырьмя ионными двигателями, установленными на борту попарно. Они изначально предназначались для управления ориентацией (наклоном) спутника. Что бы осуществить переход вектор тяги двигателей был направлен перпендикулярно плоскости орбиты. Но для спасения аппарата ему необходимо было придать импульс в плоскости орбиты, и таким образом перевести на более высокую геостационарную орбиту. Artemis требовалось повернуть на 90 градусов по отношению к его нормальной ориентации. Сложнейшая спасательная операция, потребовала выработки «на ходу» новой стратегии действий, новых режимов управления спутником и функционирования бортовой аппаратуры. Потребовалось модифицировать 20% всего бортового программного обеспечения. И все же операция прошла весьма успешно. О ее сложности свидетельствует тот факт, что только для перепрограммирования бортовой системы управления потребовалось подгрузить с Земли модифицированные блоки программного обеспечения общим объемом в 15 тыс. слов. Это была самая масштабная операция по перепрограммированию с Земли телекоммуникационного спутника. Несмотря на скромную тягу (всего 15 миллиньютон) Artemis стал «карабкаться» на расчетную орбиту, поднимаясь на 15 км в день. Вся спасательная операция заняла 18 месяцев. 31 января 2003 года Artemis оказался именно там, где ему следовало бы оказаться еще полтора года назад. Первая в мире спасательная операция, исход которой целиком зависел от надежности ионных двигателей и слаженных действий людей на Земле, прошла успешно. Спутник, считавшийся безнадежно потерянным, приступил к нормальной работе.
По своей конструкции основной двигатель SMART 1 существенно отличается от двигателей, установленных на DS 1 и на Artemis. В случае с последними двумя аппаратами, для ускорения ионов использовалась решетка с поданным на нее потенциалом (так называемый gridded ion engine). В отличие от них SMART 1 оснащен ионным двигателем Холла, который существенно отличается по своей конструкции. Важным преимуществом двигателей на эффекте Холла является отсутствие решетки, подвергающейся постоянной бомбардировке высокоэнергетичными ионами, вследствие чего происходит ее быстрая деградация. Что касается других характеристик ионных двигателей различной конструкции, то ситуация выглядит не столь очевидной. В общем, двигатели с решеткой позволяют получать больший удельный импульс и расходуют примерно в два раза меньше топлива (рабочего тела), чем двигатели Холла. Однако при этом двигатели Холла позволяют развить большую удельную тягу при одинаковом потреблении электроэнергии. Обе конструкции имеют свои достоинства и недостатки, и выбор предпочтительного варианта зависит в каждом случае от характера задач, стоящих перед аппаратом, и от его энергетических возможностей.
March 9th, 2013
Проблема перемещения в космосе стоит перед человечеством с момента начала орбитальных полетов. Ракета взлетая с земли расходует практически все свое топливо, плюс заряды ускорителей и ступеней. И если ракету еще можно оторвать от земли, заправив её огромным количеством топлива, на космодроме, то в открытом космосе заправляться попросту негде и нечем. А ведь после выхода на орбиту нужно двигаться дальше. А топлива нет.
И в этом то и состоит основная проблема современной космонавтики. Выбросить на орбиту корабль с запасом топлива до луны еще можно, под эту теорию строятся планы создать на луне базу дозаправки «дальнобойных» космических кораблей, летящих например на Марс. Но это все слишком сложно.
А решение проблемы было создано очень давно, еще в 1955 году, когда Алексей Иванович Морозов опубликовал статью «Об ускорении плазмы магнитным полем». В ней он описывал концепцию принципиально нового космического двигателя.
Устройство ионно плазменного двигателя
Принцип действия плазменного двигателя состоит в том, что рабочим телом выступает не сгорающее топливо, как в реактивных двигателях, а разогнанный магнитным полем до безумных скоростей поток ионов.
Источником ионов служит газ, как правило это аргон или водород, бак с газом стоит в самом начале двигателя, оттуда газ подается в отсек ионизации, получается холодная плазма, которая разогревается в следующем отсеке посредством ионного циклотронного резонансного нагрева. После нагрева, высокоэнергетическая плазма подается в магнитное сопло, где она формируется в поток посредством магнитного поля, разгоняется и выбрасывается в окружающую среду. Таки образом достигается тяга.
С тех пор плазменные двигатели прошли большой путь и разделились на несколько основных типов, это электротермические двигатели, электростатические двигатели, сильноточные или магнитодинамические двигатели и импульсные двигатели.
В свою очередь электростатические двигатели делятся на ионные и плазменные (ускорители частиц на квазинейтральной плазме).
В данной статье мы напишем про современные ионные двигатели и их перспективные разработки, так как на наш взгляд именно за ними будущее космического флота.
Ионный двигатель использует в качестве топлива ксенон или ртуть. Первый ионный двигатель назывался сетчатый электростатический ионный двигатель.
Принцип его действия таков:
В ионизатор подается ксенон , который сам по себе нейтрален, но при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется. Таким образом в камере образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для «отфильтровывания» электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны.
Положительные же ионы притягиваются к системе извлечения, состоящей из 2 или 3 сеток. Между сетками поддерживается большая разница электростатических потенциалов (+1090 вольт на внутренней против – 225 на внешней). В результате попадания ионов между сетками, они разгоняются и выбрасываются в пространство, ускоряя корабль, согласно третьему закону Ньютона.
Российские ионные двигатели. На всех хорошо видны катодные трубки, направленные в сторону сопла
Электроны, пойманные в катодную трубку выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу и потоку ионов. Это делается по двум причинам:
Во первых чтобы корпус корабля оставался нейтрально заряженным, а во вторых чтобы ионы «нейтрализованные» таким образом не притягивались обратно к кораблю.
Чтобы ионный двигатель работал нужны всего две вещи – газ и электричество. С первым все просто отлично, двигателю американского межпланетного аппарата Dawn, который стартовал осенью 2007-го, для полета в течении почти 6 лет потребуется всего 425 килограммов ксенона. Для сравнения для корректировки орбиты МКС с помощью обычных ракетных двигателей каждый год затрачивается 7,5 тонн горючего.
Одно плохо – ионные двигатели имеют очень небольшую тягу, порядка 50–100 миллиньютонов, что абсолютно недостаточно при перемещении в атмосфере Земли. Но в космосе, где нет практически никаких сопротивлений, ионный двигатель при длительном разгоне может достигнуть значительных скоростей. Общее приращение скорости за всё время миссии Dawn составит порядка 10 километров в секунду.
Тест ионного двигателя для корабля Deep Space
Недавние испытания проведенные американской компанией Ad Astra Rocket, проведенные в вакуумной камере показали, что их новый Магнитоплазменный двигатель с переменным удельным импульсом” (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) VASIMR VX-200может дать тягу уже в 5 ньютонов.
Второй вопрос – электричество. Тот же VX-200 потребляет 201 кВт энергии. Солнечных батарей такому двигателю просто мало. Следовательно необходимо изобретать новые способы получения энергии в космосе. Тут есть два пути – заправляемые батареи например тритиевые, выводимые на орбиту вместе с кораблем, либо автономный атомный реактор, который и будет питать кораблю на протяжении всего полета.
Еще в 2006 году Европейское космическое агентство (European Space Agency) и Австралийский национальный университет (Australian National University) успешно провели испытания нового поколения космических ионных двигателей, достигнув рекордных показателей.
Двигатели, в которых заряженные частицы ускоряются в электрическом поле — давно известны. Они применяются для ориентации, коррекции орбиты на некоторых спутниках и межпланетных аппаратах, а в ряде космических проектов (как уже осуществившихся, так и только задуманных — читайте , и ) — даже в качестве маршевых.
С ними специалисты связывают дальнейшее освоение Солнечной системы. И хотя все разновидности так называемых электроракетных двигателей сильно уступают химическим в максимальной тяге (граммы против килограммов и тонн), зато кардинально превосходят их в экономичности (расходе топлива на каждый грамм тяги за секунду). А эта экономичность (удельный импульс) прямо пропорционально зависит от скорости выбрасываемой реактивной струи.
Так вот, в опытном двигателе, названном «Двухступенчатый с четырьмя решётками» (Dual-Stage 4-Grid — DS4G), построенном по контракту ESA в Австралии, скорость эта достигла рекордных 210 километров в секунду.
Это, к примеру, раз в 60 выше, чем скорость выхлопа у хороших химических двигателей, и в 4-10 раз больше, чем у прежних «ионников».
Как ясно из названия разработки, такая скорость достигнута двухступенчатым процессом разгона ионов при помощи четырёх последовательных решёток (вместо традиционных одной стадии и трёх решёток), а также высоким напряжением — 30 киловольт. Кроме того, расхождение выходного реактивного пучка составило всего 3 градуса, против примерно 15 градусов — у прежних систем.
А вот информация последних дней.
Ионный двигатель (ИД) работает просто: газ из бака (ксенон, аргон и пр.) ионизируется и разгоняется электростатическим полем. Поскольку масса иона мала, а заряд он может получить значительный, ионы вылетают из двигателя со скоростями до 210 км/с. Химические двигатели могут достичь… нет, ни чего-то подобного, а всего лишь в двадцать раз меньшей скорости истечения продуктов сгорания лишь в исключительных случаях. Соответственно, расход газа в сравнении с расходом химического топлива крайне мал.
Именно поэтому на ИД полностью или частично работали и работают такие «дальнобойные» зонды, как Hayabusa , Deep Space One и Dawn . И если вы собираетесь не просто по инерции лететь до далёких небесных тел, но и активно маневрировать близ них, то без таких двигателей не обойтись.
В 2014 году ионные двигатели справляют полувековой юбилей в космосе. Всё это время проблему эрозии не удавалось решить даже в первом приближении. (Здесь и ниже илл. NASA, Wikimedia Commons.)
Как и всё хорошее, ИД любит, чтобы его питали: на один ньютон тяги нужно до 25 кВт энергии. Представим, что нам поручили запустить 100-тонный космический корабль к Плутону (вы уж простите нас за мечтательность!). В идеале даже для Юпитера нам потребуется 1 000 ньютонов тяги и 10 месяцев, а до Нептуна на той же тяге — полтора года. В общем, давайте про Плутоны всё-таки не будем, а то грустно как-то…
Ну а чтобы получить эти пока умозрительные 1 000 ньютонов, нам потребуется 25 мегаватт. В принципе, ничего технически невозможного — 100-тонный корабль мог бы принять атомный реактор. Кстати, в настоящее время НАСА и Министерство энергетики США работают над проектом Fission Surface Power . Правда, речь идёт о базах на Луне и Марсе, а не о кораблях. Но масса реактора не так уж высока — всего пять тонн, при размерах в 3×3×7 м…
Ну ладно, помечтали и хватит, скажете вы, и тут же вспомните частушку, якобы придуманную Львом Толстым во время Крымской войны. В конце концов, такой большой поток ионов, проходящий через двигатель (а это ключевое препятствие), вызовет его эрозию, и значительно быстрее, чем за десять месяцев или полтора года. Причём это не проблема выбора конструкционного материала — благо разрушаться в таких условиях будут и титан, и алмаз, — а неотъемлемая часть конструкции ионного двигателя per se.
Подготовлено по материалам Gizmag . и http://lab-37.com
А вы в курсе что в России активноили например о том, что скоро может появится Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия —
Цель работы: изучение истории ионного двигателя, рассмотрение перспектив его использования в ближайшем будущем и проведение расчётов связанных с его применением.
При выполнении работы ставились следующие задачи: найти, изучить и проанализировать литературу о ионном виде двигателей составить краткий вводный курс об истории создания, применения, а также принципе работы ионных двигателей проанализировав результаты осуществлённых космических полётов, провести свои расчёты с целью получения необходимой информации о моделируемом мной полёте сделать выводы
Была выдвинута гипотеза: ионный двигатель имеет некоторые заметные преимущества перед обычными ракетными двигателями, делающие его использование перспективным.
В работе были использованы следующие методы исследования: анализ синтез моделирование измерение
Объект исследования: Ионный двигатель
Актуальность темы:
Человек пытается разглядеть и попасть во всё более отдалённые от него места космоса. И для успешного развития человечества в этой отрасли, необходимо постоянно улучшать космические аппараты, используя в них новые технологии, позволяющие оптимизировать расход топлива, увеличить вместимость и тд. Ионный двигатель является довольно выгодным ввиду малого расхода топлива, а значит, именно он может в дальнейшем заменить обычные двигатели и помочь человеку в дальнейшем освоении космоса.
Гипотеза: ионный двигатель имеет некоторые заметные преимущества перед обычными ракетными двигателями, делающие его использование перспективным.
Определение
Ионный двигатель — тип электрического ракетного двигателя, принцип работы, которого основан на создании реактивной тяги на базе ионизированного газа, разогнанного до высоких скоростей в электрическом поле.
Принцип работы
Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. При этом благодаря высокому отношению заряда к массе, становится возможным разогнать ионы до очень высоких скоростей. Таким образом, в ионном двигателе можно достичь очень большого удельного импульса, что позволяет значительно уменьшить расход реактивной массы ионизированного газа, но требует больших затрат энергии. В ионизатор подается ксенон, который сам по себе нейтрален, но при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется. Таким образом в камере образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для «отфильтровывания» электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны. Положительные же ионы притягиваются к системе извлечения, состоящей из 2 или 3 сеток. Между сетками поддерживается большая разница электростатических потенциалов (+1090 вольт на внутренней против – 225 на внешней). В результате попадания ионов между сетками, они разгоняются и выбрасываются в пространство, ускоряя корабль, согласно третьему закону Ньютона. Электроны, пойманные в катодную трубку выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу и потоку ионов. Это делается для того, чтобы ионы «нейтрализованные» таким образом не притягивались обратно к кораблю.
История
Принцип ионного двигателя довольно давно известен и широко представлен в фантастической литературе, компьютерных играх и кинематографе, но для космонавтики стал доступен только в последнее время. В 1960 году был построен первый, функционирующий широко-лучевой ионный электростатический двигатель (создан в США в NASA Lewis Research Center). В 1964 году — первая успешная суборбитальная демонстрация ионного двигателя (SERT I), тест на выполнимость нейтрализации ионного луча в космосе. В 1970 году — испытание на длительную работу ртутных ионных электростатических двигателей в космосе (SERT II). С 1970-х годов ионные двигатели на эффекте Холла использовались в СССР в качестве навигационных двигателей (двигатели SPT-60 использовались в 1970-х годах на «Метеорах», SPT-70 на спутниках «Космос» и «Луч» в 1980-х, SPT-100 в ряде спутников в 1990-х). В качестве основного (маршевого) двигателя ионный двигатель был впервые применён на космическом аппарате Deep Space 1 (первый запуск двигателя 10 ноября 1998). Следующими аппаратами стали европейский лунный зонд Смарт-1, запущенный 28 сентября 2003, и японский аппарат Хаябуса, запущенный к астероиду в мае 2003. Следующим аппаратом NASA, обладающим маршевыми ионными двигателями, стала (после ряда замораживаний и возобновления работ) АМС Dawn, которая стартовала 27 сентября 2007 года. Dawn предназначается для изучения Весты и Цереры, и несет три двигателя NSTAR, успешно испытанных на Deep Space 1. Европейское Космическое Агентство установило ионный двигатель на борту спутника GOCE, запущенного 17 марта 2009 года на сверх-низкую околоземную орбиту высотой всего около 260 км. Ионный двигатель создаёт в постоянном режиме импульс, компенсирующий атмосферное трение и другие негравитационные воздействия на спутник.
Ближайшие космические программы
В ближайшем будущем, ЕКА (Европейское космическое агенство) совместно с JAXA(Японское космическое агенство) и Роскосмосом планирует использовать ионный двигатель в меркурианской миссии BepiColombo(апрель 2018). К планете отправятся две орбитальных станции на одном транспортном модуле Mercury Transfer Module (MTM). BepiColombo будет использовать ионные двигатели, опробованные на модуле Смарт-1.
NASA ведёт проект «Прометей», для которого разрабатывается мощный ионный двигатель, питающийся электричеством от бортового ядерного реактора. Предполагается, что такие двигатели в количестве восьми штук смогут разогнать аппарат до 90 км/с. Первый аппарат этого проекта Jupiter Icy Moons Explorer планировалось отправить к Юпитеру в 2017 году, однако разработка этого аппарата была приостановлена в 2005 году из-за технических сложностей. В настоящее время идёт поиск более простого проекта АМС для первого испытания по программе «Прометей».
Возможность доставки грузов
Из-за небольшого ускорения, аппараты с ионным двигателем более разумно использовать для межпланетных (или других, на длинные дистанции) перелётов (для чего он уже и не раз использовался). А если сравнить характеристики обычных и ионного двигателей, на данном помежутке, то выгодность использования второго будет хорошо заметна. Засчёт меньшего количества топлива увеличится полезная масса, уменьшатся денежные расходы на топливо, а сам аппарат доберётся до цели быстрее, развив скорость значительно больше, чем аппараты с другими видами двигателей.
Я провёл свои расчёты, чтобы узнать за какое время аппарат с заданными мной массой и другими техническими характеристиками сможет попасть на Марс, используя ионный двигатель в качестве основного. За основу я взял данные уже называемого мной аппарата Dawn и некоторые данные его полёта.
В качестве двигателя в расчётах я использовал ксеноновый ионный двигатель аппарата Dawn, разработанный на основе образца, испытанного на зонде Deep Space 1 с тягой 30 мН и удельным импульсом 3100 с.
Используя примерную схему полёта и проведения манёвров, я рассчитал, что общая длина траектории равна ~1 млрд км.
Используя данные полёта я узнал, что на перелёт от Земли до Весты одним двигателем было израсходовано ~275 кг ксенона, далее соотнеся длины траекторий полёта на Марс и Весту, я вычислил, что для одного двигателя будет необходимо лишь 100 кг ксенона.
Я решил установить на предполагаемый аппарат 3 двигателя с данными характеристиками, в результате чего масса топлива с небольшим запасом должна будет составлять ~325 кг Назначемнием данного аппарата я выбрал перевоз грузов с Земли на Марс в один конец. При таких условиях масса грузовика будет состоять из: 325 кг топлива, 250 кг программной аппаратуры, и некоторой массы перевозимого груза. Для примера я взял 600 кг, 1 т и 5т. По формулам равноускоренного движения я нашёл, что аппарат достигнет цели лишь спустя 3,5 года, 4,5 года и около 10 лет при конечной скорости 17, 13 и 6 км/с, которую необходимо будет уменьшать при приближении к Марсу. В итоге я получил довольно слабый невыгодный результат, однако для 3 двигателей с такой маленькой тягой — этот результат является неплохим. В будущем, я возьму за основу данные более мощных, современных и совершенных ионных двигателей или создам и вычислю характеристики своей модели.
— Работа линейных ускорителей элементарных частиц требует много энергии. Единственная существующая на сегодняшний день технология, позволяющая получить необходимое количество энергии за требуемое время, — это ядерный реактор на борту корабля. Однако в таком случае аппарат перестаёт быть полностью безопасным.
Ионный двигатель ускоряется медленно, поэтому его нельзя использовать для вывода космического корабля на орбиту Земли. Он функционален только для корабля, уже находящегося в космосе.
Подведение итогов
Я считаю, что в настоящее время, ионный двигатель — одно из действительно самых перспективных приспособлений для передвижения в космосе, имеющее целый ряд преимуществ перед прочими видами двигателей.
Учёные уже сейчас снабжают спутники и небольшие космические станции, исследующие другие планеты ионными двигателями как для стабилизации аппаратов в пространстве, так и в роли основного двигателя.
Ввиду своих специфических преимуществ, возможно, в будущем, именно ионный двигатель будет передвигать огромные межпланетные и межгалактические звездолёты со множеством людей на борту.
Заключение
Цели и задачи, поставленные в проекте, выполнены. Я изучил принцип работы ионного двигателя, рассмотрел плюсы и минусы его использования и узнал об основных космических программах с участием данного вида двигателя. В перспективе работу можно усовершенствовать, проведя более точные расчёты и в других возможных сферах использования ионного двигателя, опираясь на другие официальные данные, а также собрать действующую модель ионного двигателя.
Не секрет, что все реактивные двигатели работают за счёт закона сохранения импульса. Именно из него вытекает, что реактивная тяга — это произведение массового расхода на скорость выхода рабочего тела из сопла .
Эту скорость принято называть удельным импульсом реактивного двигателя. Давайте для примера найдём реактивную тягу при стрельбе из автомата Калашникова, которая является основной составляющей отдачи. Пусть масса пули будет 0,016 кг , начальная скорость пули 700 м/с , а скорострельность 10 выстр. /с . Тогда отдача F=700∙0,016∙10=112 Н (или 11 кгс) . Большая отдача, но тут приведена техническая скорострельность 600 выстр./мин. В реальности стрельба ведётся очередями или одиночными и составляет ≈50 выстр./мин.
Выстрел из АК
Вернёмся к реальным реактивным двигателям, в которых вместо пуль обычно используются потоки выходящего с гиперзвуковой скоростью газа. Химические реактивные двигатели являются самыми распространёнными, но не единственными.
В этой статье, с большим предисловием, я хочу рассказать об ионных реактивных двигателях (далее ИРД). ИРД используют в качестве рабочего тела заряженные частицы — ионы. Ионы имеют массу, и если их разогнать электрическим полем, то можно создать реактивную тягу. Это всё в теории, а теперь подробнее. ИРД имеет некоторый запас газа, который ионизируют (т.е. нейтрально-заряженные атомы газа разбивают на отрицательные электроны и положительные ионы) с помощью газового разряда. Далее ионы разгоняются электрическим полем с помощью специальной системы сеток, и эта же система сеток блокирует движение электронов. После того, как положительные ионы вылетели из сопла, их нейтрализуют отрицательными электронами (в результате этого происходит рекомбинация и газ начинает светиться), чтобы ионы не притягивались обратно к двигателю, и тем самым не снижали его тяги.
Почему ксенон?
Обычно в ИРД в качестве рабочего тела используется газ ксенон, так как он имеет наименьшую энергию ионизации среди инертных газов.
Удельный импульс ионных реактивных двигателей достигает 50 км/с, что в 150 раз превышает скорость звука! Увы, но тяга таких двигателей составляет около 0,2 Н. Почему же так? Ведь удельный импульс очень большой. Дело в том, что масса ионов очень маленькая и массовый расход получается небольшим. Для чего тогда такие двигатели нужны, если они ничего не смогут сдвинуть с места? На Земле может быть не смогут, а вот в космосе, где нет сил сопротивления, они достаточно эффективные. Существует такое понятие как полный импульс — произведение тяги на время или произведение удельного импульса на массу топлива , который у ИРД является достаточно большим.
Решим следующую задачу. Пусть жидкостный ракетный двигатель имеет удельный импульс 5 км/с, а у нашего ИРД он будет 50 км/с. И давайте масса рабочего тела (в ЖРД она равна массе топлива) у обоих двигателей будет 50 кг. Примем массу космического аппарата равной 100 кг. Найдём по формуле Циолковского конечную скорость аппарата (т.е. когда в нём закончится рабочая масса).
И что получается, если ионный и химический реактивные двигатели будут иметь одинаковую массу топлива, то ИРД сможет разогнать космический аппарат до больших скоростей, нежели химический РД. Правда на ИРД космический аппарат будет разгонятся дольше до конечной скорости, чем на ЖРД. Но в путешествиях к далёким планетам, высокая конечная (разгонная) скорость будет компенсировать этот недостаток.
Схема полёта к Марсу на ИРД
ИРД используются и в наше время. -16 Кл .
Напряжение — это работа по переносу заряда, т.е. на выходе из сопла ион будет иметь кинетическую энергию равную произведению напряжения на заряд иона. Из кинетической энергии выражаем скорость (удельный импульс). Найдём массовый расход из определения тока, электрический ток — это проходящий заряд во времени. Получается, что массовый расход — это произведение массы иона и тока, делённое на заряд иона. Перемножая удельный импульс и массовый расход, получаем тягу равную 0,1 Н.
Подводя итог, хочу сказать, что существуют плазменные реактивные двигатели, у которых схожее устройство, но которые имеют намного больший массовый расход рабочего тела. Кто знает, может быть уже завтра на таких двигателях человечество будет летать на Марс и Луну.
Самые мощные авиационные двигатели в мире
Когда дело доходит до создания нового самолета, дизайн двигателя стоит на первом месте для любого производителя. Мощные и эффективные двигатели позволяют самолетам преодолевать большие расстояния с меньшим расходом топлива, что является ключевым фактором для авиакомпаний. Итак, какие сегодня самые мощные авиадвигатели и на каких самолетах они стоят?
Как и ожидалось, самые мощные двигатели коммерческих самолетов установлены на широкофюзеляжных самолетах. Самые мощные двигатели также установлены на двухмоторных реактивных самолетах, а не на четырехмоторных, из-за необходимости большей тяги на двухмоторных самолетах. С этим, давайте прыгнем в список!
Будьте в курсе: Подпишитесь на наш ежедневный дайджест авиационных новостей.
Дженерал Электрик GE9X
Текущий лидер на рынке двигателей GE9X. Хотя двигатель еще не находится в коммерческой эксплуатации, он будет установлен на грядущем 777X и уже совершил ряд испытательных полетов. Двигатель основан на конструкции GE90, которая используется на более старых 777.
GE9X может обеспечить максимальную тягу в 134 300 фунтов силы (фунт-сила), что на впечатляющие 5% больше, чем у более старого GE9.0-115В. Использование композитных материалов из углеродного волокна позволило двигателю стать на 10% более экономичным, чем его предшественник, без резкого увеличения размеров.
Двигатели 777X GE9X являются самыми большими из когда-либо устанавливавшихся на самолеты, но при этом обладают высокой эффективностью. Фото: Дэн Невилл через Wikimedia Commons
Хотя на данный момент двигатель сертифицирован только для максимальной тяги в 105 000 фунтов силы, что оставляет возможность для более мощных вариантов 777X в будущем.
Первый GE9X, скорее всего, поступит в эксплуатацию в 2022 году, с годовой задержкой, вызванной текущим спадом, с поставкой первого 777X для Lufthansa. Хотя двигатель действительно столкнулся с некоторыми проблемами во время его разработки, теперь он готов к работе, когда Boeing выкатывает самолеты.
Дженерал Электрик серии GE90
На втором месте находится еще один двигатель GE, GE90, который можно найти в популярной линейке самолетов 777. Двигатель поступил на вооружение в 1995 году на самолете British Airways 777-200. Несколько вариантов GE90 находятся на вооружении. Самыми мощными являются GE90-115B и -110B, которые устанавливаются на 777-300ER и 777-200LR и 777F соответственно.
GE90-115B может предложить впечатляющую максимальную тягу в 127 900 фунтов силы, хотя он сертифицирован на 115 000 фунтов силы (отсюда и название). Повышенная эффективность этих вариантов (по сравнению с GE90-94B) позволил авиакомпаниям запустить новые дальнемагистральные маршруты, такие как Доха — Окленд, и расширить спектр услуг.
Мощность и эффективность GE90 открыли новые маршруты для авиакомпаний и конкурировали с четырехмоторными реактивными самолетами. Фото: Delta Air Lines
На сегодняшний день GE90 остается одним из самых коммерчески успешных широкофюзеляжных двигателей: на этот тип было получено более 2500 заказов. Становясь основой для нового 9X, очевидно, что GE90 стал важным событием в истории двигателей.
Pratt & Whitney PW4000-112
Pratt & Whitney входит в список самых мощных двигателей в мире благодаря своей популярной серии PW4000, которая также используется на A330, 767 и 747, а также была переработана для 777.
PW400-112 предлагал максимальную тягу до 99 000 фунтов силы, однако он остается сертифицированным для 90 000 фунтов силы. Однако распространенность и надежность PW4000 сделали двигатель привлекательным для тех, кто уже использует его на других самолетах.
Доступность и надежность PW4000 сделали его двигатель 777 привлекательным для многих авиакомпаний. Фото: RAF-YYC через Wikimedia Commons
PW4000-112 был модернизирован, чтобы соответствовать Airbus A380, как часть двигателя Engine Alliance GP7000 с GE. Несмотря на то, что сегодня этот двигатель широко распространен, он продолжает использоваться в сотнях различных самолетов по всему миру.
Роллс-Ройс Трент XWB
Следующим в списке идет Rolls-Royce Trent XWB, предназначенный исключительно для популярной модели Airbus A350. На вооружении находятся два варианта этого двигателя, XWB-84 и XWB-97, которые устанавливаются на A350-900 и A350-1000 соответственно. Двигатель поступил на вооружение Qatar Airways в 2015 году на первом A350.
XWB-97 является более мощным из двух вариантов и предлагает максимальную тягу 97 000 фунтов силы, как следует из названия. Trent XWB также считается одним из самых эффективных двигателей, когда-либо созданных, что позволяет A350 запускать новое поколение сверхдальнемагистральных рейсов, таких как Project Sunrise и рейсы Singapore Airlines из Нью-Йорка в Сингапур.
В чем разница между этими двумя типами двигателей? Фото: Том Бун — Simple Flying
XWB-84 с тягой 84 000 фунтов силы, установленный на A350-9.00 используется на сверхдальних маршрутах благодаря своей беспрецедентной топливной экономичности. Ясно, что этот двигатель изменил рынок дальнемагистральных перевозок и будет продолжать совершенствоваться по мере того, как прямые перевозки станут более распространенными.
Роллс-Ройс Трент 800
Trent 800 — это двигатель, предлагаемый компанией Rolls-Royce для Boeing 777. Этот двигатель впервые поступил на вооружение авиакомпании Thai Airways в 1996 году, последней из трех поставщиков двигателей.
Trent 800 отличался впечатляющими 9Максимальная тяга 5000 фунтов силы, что делало его одним из самых мощных двигателей того времени. Rolls-Royce также хвастался, что Trent 800 был самым легким из всех трех вариантов двигателей 777, что повышало эффективность самолета.
Trent 800 занимал внушительную долю рынка 777 с первыми моделями самолетов. Фото: Боинг
Хотя этот тип действительно занимал впечатляющие 40% рынка, RR не предлагал варианты для 777-300ER и -200LR, которые предназначались исключительно для GE. Это означало, что авиакомпания не получила слишком много заказов после того, как новые варианты Боинга 777 поступили в эксплуатацию.
Почетные упоминания
Как вы могли заметить, ряд популярных двигателей, таких как GEnx и Trent 1000, не входят в список самых мощных двигателей. Это связано с тем, что, хотя эти двигатели действительно обеспечивают очень эффективную мощность для 787, они не обладают такой тягой, которую видели другие двигатели. Тем не менее, эти двигатели обеспечивают беспрецедентную эффективность для 787, что является целью самолета.
Точно так же четырехмоторные самолеты также имеют несколько высокоэффективных двигателей, а не двигателей с большей тягой. Самый последний квадроцикл, 747-8, оснащен четырьмя двигателями GEnx, а более старый A380 оснащен четырьмя двигателями GP7000 (с максимальной тягой 74 700 фунтов силы).
Боинг 787-9 — самая популярная из трех моделей, на сегодняшний день было заказано 877 самолетов. Фото: Боинг
Что вы думаете о списке? Какой двигатель вы предпочитаете во время полета? Дайте нам знать об этом в комментариях!
Самые мощные в мире реактивные двигатели и самолеты, которые они приводят • 100 УЗЛОВ
Когда дело доходит до производства новых самолетов, среди прочего, конструкция и технические характеристики двигателей занимают первое место в списке приоритетов. Поскольку мир склоняется к более экологичному и углеродно-нейтральному сценарию, целью большинства производителей двигателей являются энергоэффективные двигатели с более высокой надежностью. Давайте посмотрим на мощные двигатели сегодня и на какие самолеты они устанавливаются:
GE9X
General Electric
GE9X является вариантом своего предшественника GE90 и в настоящее время является самым мощным двигателем для коммерческого авиалайнера. Специально разработанный для B777X, он имеет максимальную тягу 134 500 фунтов, хотя в настоящее время он сертифицирован только для 105 500 фунтов. GE9X имеет диаметр, сравнимый с диаметром фюзеляжа B737. Ожидается, что он будет разработан из углеродно-композитных волокон и будет иметь КПД на 10% больше, чем его предшественник, в основном благодаря высокому коэффициенту двухконтурности 10:1. Ожидается, что после получения сертификата типа FAA 25 сентября 2020 г. двигатель будет введен в эксплуатацию к 2022 г.
Тип
Двойной ротор, осевой поток, высокий обход турбофан
Компрессор
1 Fan, 3-этажный LP, 11-ступенчатая HP
Turbine
-Stage
70074. stage LP
BYPASS RATIO
10:1
WEIGHT
21,230 lb (9,630 kg)
THRUST
134,500 lbf
FAN DIAMETER
134 in (340 cm)
RPM
LP 2355, HP 9561
VARIANT- 105B1A
GE90
General Electric
Двигатель GE90 был самым большим в мире преемником, пока его не забрал двигатель GE9X. Это было разработано для более старых вариантов семейства B777 — B777-200/300, B777-200LR/300ER. Несмотря на то, что он сертифицирован для 115 000 фунтов силы, он может генерировать тягу до 127 900 фунтов силы. Самыми мощными являются GE90-115B/110B, установленные на B777-300ER и B777-200LR/B777F соответственно.
TYPE Dual rotor, axial flow, high bypass turbofan
COMPRESSOR 1 fan, 4-stage LP, 9-stage HP
TURBINE 2-stage HP, 6-stage LP
КОЭФФИЦИЕНТ БАЙПАСА 9
УСИЛИЕ 127 900 фунтов силы
ДИАМЕТР ВЕНТИЛЯТОРА 128 дюймов (330 см)
Вес 19 316 фунтов (8 762 кг)
VARIANT- -110B1/-113B/-115B
PRATT и Whitne Серия 4000 предлагает тягу от 50 000 до 99 094 фунтов силы.
Эти двухконтурные двухконтурные ТРДД с осевым потоком используются для двигателей Airbus A300-600, A310-300, Boeing B747-400, B767-200/300, а также Macdonell Douglas MD11. PW4000-112 был переработан, чтобы соответствовать Airbus A380, как часть двигателя Engine Alliance GP7000 с GE.
TYPE
Two spool high bypass ratio turbofan
COMPRESSOR
1 fan, 7 LP, 11 HP
TURBINE
2 HP, 7 LP
FAN
112 in (284 cm)
THRUST
91,790–99,094 lbf
BYPASS RATIO
5.8-6.4:1
WEIGHT
16,260 lb , 7,375 kg
VARIANT- PW4000-112
ROLLS ROYCE TRENT XWB
rolls royce
Еще один осевой турбовентиляторный двигатель с большой степенью двухконтурности, специально разработанный для двигателей семейства A350. Два варианта XWB-84 и XWB-97 в настоящее время находятся на вооружении и используются для самолетов A350-900 и A350-1000 соответственно. XWB-97, будучи более мощным из двух двигателей, производит огромную тягу в 97 000 фунтов. A350-900, оснащенный двигателем XWB-87, может выполнять рейсы на сверхдальние расстояния благодаря своей беспрецедентной топливной экономичности и безупречной диспетчерской надежности 99,6%.
ТИП
Трехвальный, с высокой степенью двухконтурности, осевой поток, турбовентиляторный
Трехвальный, с высокой степенью двухконтурности, осевой поток, турбовентиляторный
Семейство TRENT7 B77 было предложено Rolls Roy. Со степенью двухконтурности 6,4:1, является одним из более легких вариантов, представленных на B777 по сравнению с GE9.0 и PW4000 — по версии Rolls Royce. Способен производить 95 000 фунтов стерлингов на максимум, Trent 800 весит (13 400 фунтов), в то время как GE90 составляет 17 400 фунтов, а PW4000-16 260 фунтов
Тип
высокий высокий бассейн. КОМПРЕССОР
Восьмиступенчатый осевой компрессор ВД, шестиступенчатый осевой компрессор высокого давления
ТУРБИНА
Одноступенчатая турбина высокого давления, одноступенчатая турбина среднего давления, пятиступенчатая турбина низкого давления
Тропить
76 580-92,940 фунтов
ОБЪЕДИНЕНИЕ
6,4: 1
ROLLS OLDS ALTRAF
11120120112011201120110112011201110 гг. самые большие лопасти ротора вентилятора, изготовленные из композитов. ULTRAFAN станет крупнейшим в мире авиационным двигателем, топливная эффективность которого составит впечатляющие 25% по сравнению с его предшественниками Trent. Работа уже началась на заводе в Дерби, Великобритания, который также является крупнейшим в мире центром для испытаний двигателей. Эффективность ULTRAFAN поможет улучшить экономику перехода отрасли на более экологичные виды топлива. Фактически, первый испытательный пуск двигателя будет проведен полностью на SAF. (устойчивое авиационное топливо)
Основные технические характеристики включают:
Лопасти вентилятора из углеродного титана и композитный корпус, которые снижают вес до 1500 фунтов на самолет.
Усовершенствованные компоненты из композита с керамической матрицей (CMC), которые более эффективно работают при высоких температурах турбины давления.
Редукторная конструкция, обеспечивающая эффективную мощность для двигателей с большой тягой и большой степенью двухконтурности будущего
Прашант Прабхакар — заядлый профессионал в области авиации, имеющий степень в области аэрокосмической техники и лицензию диспетчера полетов от DGCA. Ранее Прашант работал техническим директором в ведущих авиакомпаниях. Его интересы связаны с новыми технологиями в авиации, в частности с электронным взлетом и посадкой и устойчивым топливом.
Самый большой в мире реактивный двигатель, объяснение
В конце прошлого месяца Федеральное авиационное управление одобрило самый большой коммерческий реактивный двигатель в мире. Огромные подруливающие устройства, сертифицированные компанией, — это двигатели GE9X, по одному из которых висит под каждым крылом нового широкофюзеляжного самолета Boeing 777x. Этот самолет впервые поднялся в воздух еще в январе и может похвастаться складывающимися законцовками крыльев — когда они складываются для полета, они делают крылья длиннее и, следовательно, более экономичными, а когда они складываются, самолет занимает меньше места. у ворот аэропорта.
Прожорливые четырехмоторные реактивные самолеты, такие как Boeing 747 и Airbus A380, в наши дни явно устарели, а самолеты всего с двумя двигателями представляют собой как настоящее, так и будущее авиаперевозок. Чтобы подтолкнуть большой 777x с места в воздух, Boeing нужны два больших двигателя, которые могут создавать буквально тонны тяги. Вот как они разбиваются, по номерам.
105 000 фунтов
Каждый двигатель может развивать тягу в 105 000 фунтов, что в сумме составляет 210 000 фунтов. (Двигатель даже достиг рекордной тяги в 134 300 фунтов.) Но Пэт Доннеллан, инженер GE9,В программе двигателей X говорится, что пилотам, вероятно, не нужно будет выкручивать двигатели на полную мощность, чтобы оторваться от земли. На самом деле, максимальная мощность двигателей для взлета известна как «полный взлет», объясняет он, но нет причин делать это, если вам это не нужно. «Вы хотите сохранить как можно больше жизни, а не разорвать двигатель», — говорит он. Он сравнивает это с вождением: в идеале вы не нажимаете на газ, если вам это действительно не нужно. Более типичные взлеты называются «урезанными взлетами», говорит Доннеллан, в которых «они используют правильное количество груза, которое они несут, — количество пассажиров и груза».
Для сравнения: одномоторный F-16 развивает тягу менее 30 000 фунтов, чего вполне достаточно для маленького маневренного самолета.
134 дюйма
Это диаметр вентилятора в передней части двигателя, измеренный от кончика лопасти до кончика лопасти. Этот 11-футовый размах означает, что если бы вы стояли перед двигателем в его переднем кожухе (действие, которое лучше всего делать, когда самолет стоит на земле с выключенным двигателем), у вас было бы достаточно места над головой. Этот вентилятор — звезда шоу, когда дело доходит до создания тяги. «Поскольку 777x был больше, нам нужен был двигатель, который обеспечивал бы уровень тяги, которого хотел разработчик самолета, — говорит Доннеллан, имея в виду Boeing, — но с гораздо более эффективными возможностями».
«Чтобы достичь этого с турбовентиляторным двигателем, — добавляет он, — вам нужно сделать вентилятор больше».
GE испытал двигатель на кастомном 747-400; Это справа. GE Aviation
16 лопастей
Изогнутых лопастей из углеродного волокна, из которых состоит вращающийся вентилятор, стало меньше, чем раньше. Предки двигателя, GE90 и GENX, использовали 22 или 18 лопастей. Эти новые могут производить большую подъемную силу, и это из-за конструктивных изменений. «У него более широкая хорда — от передней кромки до задней кромки», — говорит он. («Хорда» — это общепринятый термин измерения крыла.) «У него немного больше поворота в нужных местах, чтобы создать дополнительную подъемную силу, когда она нам нужна», — добавляет он. Лопасти вентилятора, как крылья, вращаются в двигателях, отмечает он.
2400 градусов
Внутри двигателя становится очень жарко. Внутренности турбовентиляторного двигателя сложны, но основные компоненты включают турбину низкого давления, турбину высокого давления, активную зону и компрессор. Воздух в компрессоре, как вы понимаете, сжимается. «То, что вы пытаетесь сделать, — это сбить воздух до наименьшего количества, наименьшей упаковки, которую вы можете», — говорит Доннеллан. «Теперь у вас есть много энергии в этой маленькой упаковке, а затем вы вкладываете ее в камеру сгорания». Топливо входит в уравнение. «Вы воспламеняете топливо, в результате чего этот небольшой пакет воздуха становится очень большим, очень быстрым, и он проходит через турбину высокого давления». Эта турбина собирает эту энергию, и часть этой энергии затем питает турбину низкого давления, которая приводит в действие вентилятор в передней части.
Самая теплая часть двигателя — турбина высокого давления. «Это прямо за камерой сгорания», — говорит он. Чтобы справиться с этой температурой, которая примерно такая же горячая, как лава, если не горячее, в двигателе используются композитные материалы с керамической матрицей. «Они могут выдерживать гораздо более высокие температуры, чем доступные сегодня металлические сплавы», — добавляет Доннеллан.
16 лопастей вентилятора из углеродного волокна создают тягу. GE Aviation
Более 15 футов
Вентилятор не вращается на открытом воздухе, как пропеллер. Он заключен в рамку. Круглый материал, который вы видите в передней части реактивного двигателя, известен как корпус переднего вентилятора. Одной из целей этого корпуса является то, что он «закрывает» кончики лопастей вентилятора, чтобы обеспечить максимальную эффективность. Кроме того, в случае повреждения двигателя производитель двигателей хочет, чтобы мусор оставался внутри него, а не выбрасывался наружу. По оценкам Доннеллана, размер корпуса вентилятора добавляет около 6 или 8 дюймов к размеру двигателя, а если учесть дополнительную часть Boeing, называемую гондолой, весь двигатель, как сообщается, имеет в поперечнике более 15 футов, статистика, которую подтверждает GE. . Это примерно длина Toyota Corolla.
Может ли что-нибудь превзойти самый большой из когда-либо созданных реактивных двигателей?
Все коммерческие самолеты, разработанные за последние 40 лет, оснащены газотурбинными двигателями. Это либо турбовентиляторные, либо турбовинтовые. В настоящее время, судя по количеству поставок по всему миру, самым продаваемым реактивным двигателем является турбовентиляторный. А среди турбовентиляторных есть модель двигателя, которая в настоящее время носит звание самого большого двигателя в мире. Однако конкурент вполне может узурпировать эту позицию. Здесь AeroTime исследует самый большой из когда-либо созданных коммерческих самолетов.
GE9X
На сегодняшний день самым большим двигателем для коммерческих самолетов, представленным на рынке, является GE9X, который производится американским производителем General Electric.
Двигатель GE9X, который в настоящее время является рекордсменом Гиннеса по самой высокой зарегистрированной тяге, был впервые представлен в апреле 2016 года и получил одобрение Федерального управления гражданской авиации в сентябре 2020 года. Двигатель был разработан для установки в широкофюзеляжный самолет Boeing 777X. Один вариант, Боинг 777-9, совершил свой первый полет в начале 2020 года.
GE9X был разработан на основе своего предшественника GE90, который используется для двигателей самолетов Boeing 777 и его модификаций, включая 777-200, 777-200ER, 777-300, 777-200LR и 777-300ER. Двигатель славится своими размерами, так как диаметр переднего вентилятора GE9X достигает 340 сантиметров, а его общий диаметр приближается к четырем метрам. По сравнению с GE90, GE9X имеет более крупный вентилятор и более легкую конструкцию. Самая большая модель GE90-115 включает в себя вентилятор диаметром до 330 сантиметров. Измерения GE9X означает, что гигантский двигатель даже шире, чем даже фюзеляж самолета Boeing 737 Classic.
GE9X известен своей тягой. По словам производителя, двигатель способен развивать тягу в 105 000 фунтов, что в сумме составляет 210 000 фунтов. Двигатель Boeing 777X даже достиг тяги в 134 300 фунтов, что является мировым рекордом. Однако некоторые авиаинженеры отвергли вероятность того, что летному экипажу потребуется такая тяга, чтобы оторвать самолет от земли. Между тем, предок GE90-115 способен обеспечить тягу до 115 540 фунтов.
Модель GE9X также известна своими изогнутыми лопастями из углеродного волокна, образующими вращающийся вентилятор. У GE9X 16 лопастей, тогда как у двигателя GE90 их 22. Новая технология позволяет лопастям немного больше закручиваться в нужных местах и обеспечивает таким образом дополнительную подъемную силу GEX9, когда это необходимо.
Двигатель включает в себя турбины низкого и высокого давления, активную зону и компрессор. Но внутренности турбовентиляторных двигателей более сложны. Внутри самой теплой части двигателя (турбины высокого давления) температура может достигать 2400 градусов по Цельсию, что примерно горячо, как лава. Чтобы выдерживать такие высокие температуры, компоненты двигателя изготовлены из керамических материалов. General Electric подсчитала, что GE9X также на 10% экономичнее двигателя, который вдохновил его на разработку.
Но кто победит великана?
Британская инжиниринговая компания Rolls-Royce уже приступила к созданию своего UltraFan, который претендует на звание самого большого двигателя в мире и вполне может победить всех конкурентов на рынке.
В марте 2021 года компания Rolls-Royce объявила о начале производства первого демонстратора UltraFan UF001 на своем предприятии DemoWorks в Дерби, Великобритания. Производитель ожидает, что первый модуль с диаметром вентилятора 355,6 см (140 дюймов) будет готов к концу 2021 года. Rolls-Royce указывает, что ключевые технические особенности UltraFan включают новое ядро Advance 3. архитектура в сочетании с системой сжигания обедненной смеси ALECsys, которая позволяет UltraFan одновременно обеспечивать максимальную эффективность сжигания топлива и низкий уровень выбросов.
Компания Rolls-Royce сосредоточилась на конструкции редуктора, которая должна обеспечить эффективную мощность для двигателей с большой тягой и высокой степенью двухконтурности будущего. При разработке UltraFan производитель также обратил внимание на лопасти вентилятора из углеродно-титанового сплава и композитный корпус. Лопасти вентилятора уменьшают вес двигателя на 1500 фунтов.
Однако, как и в технологии, используемой в GE9X, Rolls-Royce будет использовать компоненты из композита с керамической матрицей (CMC), которые, как ожидается, будут более эффективно работать при температурах турбины высокого давления.
Ожидается, что эти потенциальные двигатели UltraFan будут использоваться как в узкофюзеляжных, так и в широкофюзеляжных самолетах и обеспечат повышение эффективности использования топлива на 25% по сравнению с первым поколением семейства двигателей Trent. Новый двигатель будет работать на 100% экологичном авиационном топливе.
В целях тестирования компания Rolls-Royce построила новый испытательный стенд 80, где инженеры планируют проверить каждую лопасть с помощью технологии реальных тестовых данных, которая собирает данные по более чем 10 000 параметрам и может обнаруживать малейшие вибрации со скоростью до 200 000 выборок в секунду.
Компания Rolls-Royce очень хотела ввести UltraFan в эксплуатацию в 2025 году, но из-за глобальной пандемии компания изменила свои планы, теперь намекая на 2030 год. со временем «Двигатели» стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Теперь, будь то автомобиль, мотоцикл, грузовик или даже самолет, без двигателей они просто большая бесполезная металлическая хрень. В отличие от наших автомобилей, двигатели, устанавливаемые на самолеты, специально разработаны и очень сложны.
Знаете ли вы, что первый работающий двигатель внутреннего сгорания, использовавшийся в самолете, был построен во время Первой мировой войны и назывался Гном Омега. В отличие от первых дней, сегодня существует много типов авиационных двигателей, таких как поршневые, двигатели Ванкеля, турбины и паровые двигатели, и это лишь некоторые из них.
Несколько ведущих многонациональных компаний, производящих эти гигантские машины, – General Electric, Rolls Royce Holdings, Pratt & Whitney и некоторые другие. Здесь мы составляем список из 12 самые мощные авиадвигатели в мире, основанные на нескольких параметрах, таких как тяга, мощность и общая мощность.
12. Серия CFM56-7
Источник изображения: Wikimedia Commons
Тяговооружённость : 3,7:1
дебютировал в 1995 году. С максимальной взлетной тягой (более новая модель) 27 300 фунтов силы, это идеальный двигатель для нового поколения Boeing 737 с лучшей топливной экономичностью и меньшими затратами на техническое обслуживание. Другие основные применения этого двигателя находятся в семействе Boeing KC-135 Stratotanker и Airbus A320.
11. GE TF39
Экипаж осматривает TF-39 на самолете C-5A Galaxy военного авиакрыла
Тяговооружённость : 5,4:1
Американская многонациональная компания General Electric TF39 специально для удовлетворения потребностей Lockheed произвел C-5 Galaxy, один из самых больших и тяжелых военно-транспортных самолетов в мире. Хотя двигатель в настоящее время расформирован, это был первый в истории произведенный турбовентиляторный реактивный двигатель с большой степенью двухконтурности. Это был также первый турбовентиляторный двигатель 19-го века.60-х годов, когда были представлены революционные полутораступенчатые лопасти вентилятора с коэффициентом двухконтурности 8:1.
10. Прогресс Д-18Т
Wikimedia Commons
Тяговооружённость : 5,7:1
Прогресс Д-18Т — турбовентиляторный авиационный двигатель с большой двухконтурностью, специально разработанный для тяжёлых транспортных самолётов . Он был изготовлен Ивченко-Прогресс с учетом потребностей тяжелого самолета. В настоящее время «Прогресс Д-18Т» используется только для стратегических самолетов Ан-124 и Ан-225. Двигатель имеет сухую массу 4100 кг и максимальную тягу 230 кН. Из-за ограниченного использования с 19 года было изготовлено всего 188 единиц этого двигателя.82.
9. General Electric CF-6
Тяговооружённость : 5,08
General Electric CF-6 — одна из самых мощных серий турбовентиляторных двигателей большой двухконтурности, выпускаемых авиацией General Electric. . В настоящее время он используется во многих коммерческих авиалайнерах, включая Airbus (A300, A310, A330), Boeing (747, 767) и McDonnell Douglas. Двигатель оснащен двумя турбинами высокого давления и четырьмя турбинами низкого давления с максимальным значением тяги 274 кН. При этом его длина составляет 4,65 метра, а вес — более 4100 кг.
8. Rolls Royce Trent 700
Wikimedia Commons
Тяговооружённость : 51,35 Н/кг
Rolls Royce Trent 700 — это надежный турбовентиляторный двигатель, который в основном используется в современных самолетах Airbus A330. В конце 1980-х годов, когда были выпущены новые А330 с увеличенным весом, Rolls Royce планировал разработать новый, более мощный и тяжелый двигатель, чтобы соответствовать ему, который они позже назвали Trent 700.
Впервые он поступил на вооружение 19 марта.95 с Cathay Pacific с максимальной тягой до 316 кН. Еще в 2009 году компания выпустила обновленную версию Trent 700, Trent 700EP (улучшенная производительность) с некоторыми необходимыми улучшениями.
7. General Electric GEnx
Wikimedia Commons
Тяговооружённость : 5,15/ 5,56
General Electric GE90 двигатель. Он использует многие функции GE90, включая технологию радикального композитного вентилятора.
Двигатель впервые был использован в коммерческих целях в 2008 году, и в настоящее время он используется в качестве переднего двигателя в самолетах Boeing 747-8 и 787 Dreamliner. Он имеет максимальную тягу до 330 кН и сухую массу 5800 кг. Он также оснащен технологией снижения расхода топлива, которая также помогает снизить шум двигателя.
6. Rolls Royce Trent 1000
Тяговооружённость : 6,1
Созданный на основе предыдущих поколений двигателей Trent, Rolls Royce Trent 1000 был задуман для удовлетворения потребностей Boeing 787 Dreamliner. Еще в 2004 году компания Boeing решила предоставить своим клиентам возможность выбора между двумя двигателями в своей новой серии Dreamliner. В итоге General Electric GEnx и Trent 1000 были доработаны.
Trent 1000 приводил в движение первый Боинг 787 во время его первого испытательного полета, а также во время его первого коммерческого полета. Двигатель имеет сухую массу более 6000 кг при максимальной тяге 265,3–360,4 кН.
Рекомендуется: Лучший истребитель в мире
5. Двигатель Alliance GP7000
Двигатель Alliance GP7000 ТРДД ожидает установки
Тяговооружённость : 5,197
турбовентиляторный двигатель Alliance GP7
Двигатель крупнейший в мире пассажирский авиалайнер Airbus A380. Впервые он был запущен в апреле 2004 года в результате сотрудничества между General Electric и Pratt & Whitney, двумя из трех крупнейших производителей авиационных двигателей в мире. Он должен был называться Super Engine Alliance, имхо.
4. Rolls Royce Trent 900
Тяговооружённость : 5,46/6,11
Trent 900 — серия турбовентиляторных двигателей, один из членов семейства двигателей Trent. Впервые он был использован в 2004 году и имеет четыре варианта, которые используются в разных авиалайнерах. Он оснащен компрессорным вентилятором низкого давления шириной 116 дюймов, а его общий вес составляет более 6200 кг. Имеет один из самых мощных двигателей с максимальным значением тяги 374 кН. Это первый двигатель в его семействе, оснащенный передовой системой контроля состояния двигателя.
3. Rolls Royce Trent XWB
Тяговооружённость : 5,25
Rolls Royce Trent XWB — это семейство турбовентиляторных реактивных двигателей, которые используются в Airbus A350 XWB. Впервые он был успешно испытан в 2010 году и разработан как конкурент Boeing 787 Dreamliner. Он имеет пять вариантов, а самый большой диаметр вентилятора составляет 118 дюймов. Усовершенствованная версия имеет максимальную тягу 430 кН. Rolls Royce использует эти двигатели в Qatar Airways и Airbus A350-1000. 9
Тяговооружённость : 6-7 чем любой из предыдущих вариантов. Pratt & Whitney впервые начала производство PW4000 в 1984 году. Он используется многими авиалайнерами, включая Airbus (A300, A310, A330), Boeing (747-400, 767, 777, KC-46) и McDonnell Douglas MD-11. . PW4000-112 появился в коммерческой авиации в 1995 как один из трех вариантов вариантов Boeing 777.
1. General Electric GE90
Тяговооружённость : 5,59
Уникальная конструкция лопастей GE90 создана на основе высокоэнергоэффективного экспериментального винтовентилятора GE36 (UDF) НАСА. После того, как от идеи GE36 отказались из-за некоторых технических и финансовых проблем, General Electric вместо этого приняла ту же конструкцию вентилятора в своем недавно разработанном GE90 и сделала его коммерчески доступным.
Двигатель успешно дебютировал в 1995 с British Airways, снабжая весь ее новый парк Boeing 777. Более высокая тяга и повышенные эксплуатационные расходы, обеспечиваемые GE90, являются одной из основных причин, по которой крупнейшие авиалайнеры мира рассматривают 777-300ER в качестве будущей замены очень популярного 747-400.
Читайте: 15 самых быстрых самолетов в мире | всех времен
Лопасти двигателя изготовлены из композитных материалов, что позволяет ему работать при гораздо более высоких температурах. Он используется в одном из самых больших самолетов, Boeing 777, и имеет мировой рекорд тяги от 330 до 513 кН (варианты с большой тягой). Он был оснащен тремя вариантами 777-200LR, -300ER и -200F.
GE Aircraft Engines выбирает средства разработки MULTI® для создания самого мощного в мире реактивного авиационного двигателя
Программное обеспечение Green Hills помогает GE создать самый мощный в мире реактивный двигатель
Двигатель развивает беспрецедентную тягу в 115 000 фунтов
Санта-Барбара, Калифорния. 8 апреля 2002 г. — Компания Green Hills Software, Inc. объявила сегодня о том, что GE Aircraft Engines (GEAE), подразделение General Electric Company (NYSE: GE), использует инструменты разработки MULTI® от Green Hills Software для создания самого мощного в мире реактивный авиадвигатель. MULTI и его оптимизирующий компилятор C помогут разработать программное обеспечение для управления двигателем для GE9.0-115B, который рассчитан на беспрецедентную тягу в 115 000 фунтов. GE90-115B будет использоваться исключительно для двухмоторных самолетов Boeing 777-200LR и 777-300ER.
Двигатели, производимые GE Aircraft Engines, лидируют в отрасли коммерческой авиации в соответствующих классах тяги по надежности, ремонтопригодности и доступности. В GE90-115B, входящем в семейство двигателей GE90, используются лопасти вентилятора со стреловидным профилем для увеличения тяги и снижения расхода топлива. В нем также используется высокоэффективный компрессор высокого давления для достижения большего крутящего момента в средней части вала вентилятора, чем в любом другом реактивном двигателе. GE90-115Б впервые прошел наземные испытания в ноябре 2001 года, установив новый рекорд мощности реактивного двигателя с тягой более 120 000 фунтов. Japan Airlines стала первой авиакомпанией, выбравшей для своего флота самолеты 777-300ER с двигателями GE90-115B, поставка которых запланирована на 2004 год.
MULTI и оптимизирующий компилятор C для PowerPC использовались для разработки программного обеспечения управления двигателем, которое работает на процессоре PowerPC в полнофункциональном цифровом управлении двигателем (FADEC). FADEC, среди прочего, контролирует температуру, скорость, поток воздуха и расход топлива двигателя.
«Green Hills имеет долгую и успешную историю поставок средств разработки для GE Aircraft Engines, — сказал Джон Карбон, вице-президент по маркетингу Green Hills Software, Inc. — Наши простые в использовании MULTI IDE и высокопроизводительные оптимизирующие компиляторы PowerPC уже зарекомендовали себя в ряде двигателей GE, что делает нас естественными для этого проекта. Мы рады работать с GEAE над созданием самого мощного в мире двигателя для реактивных самолетов».
MULTI вместе с семейством оптимизирующих C, C++, EC++ и Ada9 от Green Hills.5, автоматизирует все аспекты разработки встраиваемого программного обеспечения. MULTI включает в себя оконный редактор, отладчик на уровне исходного кода, графический конструктор программ и средство проверки ошибок во время выполнения, а также систему контроля версий, симулятор набора инструкций, профилировщик производительности и EventAnalyzer в реальном времени.
MULTI доступен для основных 32-битных и 64-битных процессоров RISC и CISC, а также для ряда популярных DSP. MULTI поддерживает различные варианты подключения хоста/цели, включая решения BDM и JTAG OCD (отладка на кристалле), VisionICE от EST, Probe Processor Probe от Agilent, EmbeddedICE от ARM и различные мониторы ПЗУ. MULTI также поддерживает Green Hills Probe, самый быстрый и интеллектуальный в отрасли аппаратный отладчик для 32-разрядных, 64-разрядных и многопроцессорных встроенных систем SoC.
Подробнее о двигателях GE Aircraft
GE Aircraft Engines (GEAE), подразделение General Electric Company (NYSE: GE), является ведущим мировым производителем реактивных двигателей для гражданских и военных самолетов, в том числе двигателей, производимых CFM International, совместным предприятием Snecma из Франции. и ГЭ. GEAE также производит газовые турбины, созданные на базе ее очень успешных программ реактивных двигателей, для морского и промышленного применения. Кроме того, GEAE предоставляет всестороннюю поддержку по техническому обслуживанию реактивных двигателей GE и других производителей, находящихся в эксплуатации по всему миру, в рамках службы GE Engine Services.
Подробнее о программном обеспечении Green Hills
Компания Green Hills Software Inc., основанная в 1982 году, является технологическим лидером в области операционных систем реального времени и средств разработки программного обеспечения для встраиваемых систем. Бесплатная операционная система реального времени INTEGRITY® от Green Hills Software и операционная система реального времени ThreadX, полностью интегрированные с ведущими на рынке компиляторами и MULTI® Integrated Development Environment, представляют собой комплексное решение для разработки и выполнения, которое охватывает как глубоко встроенные и приложений с максимальной надежностью.
Штаб-квартира Green Hills Software находится в Санта-Барбаре, Калифорния, а европейская штаб-квартира находится в Соединенном Королевстве. Для получения дополнительной информации о продуктах Green Hills Software позвоните по телефону 805-965-6044, отправьте электронное письмо по адресу [email protected] или посетите наш веб-сайт по адресу www.ghs.com.
Green Hills Software, логотип Green Hills и MULTI являются зарегистрированными товарными знаками, а INTEGRITY и Green Hills Probe являются товарными знаками Green Hills Software Inc.
Все остальные товарные знаки (зарегистрированные или иные) являются собственностью соответствующих компаний.
Новый электрический реактивный двигатель действительно работает в атмосфере
В прошлом году группа исследователей из Китая представила новую конструкцию плазменного реактивного двигателя. Хотя сама по себе технология не является новой, эта новая конструкция может предоставить возможность использовать эти двигатели не только в космосе, но и в атмосфере.
Хотя выходная тяга все еще довольно мала по сравнению с обычными атмосферными двигателями, после масштабирования этот новый тип двигателя может оказаться революционным для аэрокосмической промышленности.
Но прежде чем мы рассмотрим эту новую конструкцию, давайте разберемся, как работают плазменные реактивные двигатели.
Что такое плазменный силовой двигатель?
Плазменные двигатели обычно рассматриваются как потенциальная форма движения космических кораблей . Такие двигатели отличаются от двигателей с ионным двигателем, которые генерируют тягу, отбирая ионный ток из своего источника плазмы. Затем эти ионы ускоряются до высоких скоростей с помощью решеток или анодов.
Плазменные двигатели обычно не требуют высоковольтных решеток или анодов / катодов для ускорения заряженных частиц в источнике плазмы, но используют токи и потенциалы, которые генерируются внутри в виде сильноточной электрической дуги между двумя электродами, для ускорения. Это имеет тенденцию приводить к более низкой скорости выхлопа, поскольку для ускорения используется ограниченное напряжение.
Пример работающего плазменного движителя. Источник: МФТИ / Flickr
Тем не менее, с минимальным трением воздуха в космосе или его отсутствием, тяга этих двигателей не должна быть такой высокой. Если постоянное ускорение может наростать месяцами или годами за один раз, можно в конечном итоге достичь очень высокой скорости.
Такие двигатели имеют различные преимущества перед другими видами электрических двигателей. Например, отсутствие высоковольтных сеток анодов снижает риск ионной эрозии сетки.
Еще одно преимущество состоит в том, что выхлоп плазмы называется «квазинейтральным». Это означает, что положительные ионы и электроны существуют в равных количествах, а это означает, что простая ионно-электронная рекомбинация в выхлопе может использоваться для тушения выхлопного шлейфа , устраняя необходимость в электронной пушке.
Типичные примеры этих двигателей имеют тенденцию генерировать исходную плазму с использованием различных методов, включая радиочастотную или микроволновую энергию с использованием внешней антенны. Из-за особенностей конструкции этих двигателей в них может использоваться ряд ракетных топлив, включая аргон или двуокись углерода .
Как и следовало ожидать, у этой технологии есть и некоторые недостатки. Главный из них — высокий спрос на энергию, необходимую для их работы .
Например, двигателю VX-200 с регулируемым удельным импульсом магнитоплазменной ракеты ( VASIMR) требуется электрическая мощность 200 кВт для создания тяги в 5 Н или 40 кВт / Н. Теоретически такая потребность в энергии может быть удовлетворена с помощью реакторов деления на космических кораблях, но добавленный вес может оказаться недопустимым для запуска корабля.
Еще одна проблема — плазменная эрозия. Во время работы плазма может термически разрушать стенки полости двигателя малой тяги и опорной конструкции, что в конечном итоге может привести к отказу системы.
На сегодняшний день такие двигатели действительно полезны только тогда, когда космический корабль находится в космосе. Это связано с относительно низкой тягой, которая не позволяет реально использовать их для вывода корабля на орбиту. В среднем эти ракеты обеспечивают тягу около 4,45 Н.
Источник: Натанаэль Койн / Flickr
Большинство космических агентств разработали плазменные двигательные установки в той или иной форме, включая, помимо прочего, Европейское космическое агентство, Иранское космическое агентство и, конечно же, НАСА.
Были разработаны различные примеры из реальной жизни, которые использовались в некоторых космических полетах. Например, в 2011 году НАСА в партнерстве с Busek запустило первый двигатель на эффекте Холла на борту спутника Tacsat-2. Они также используются на космическом зонде NASA Dawn .
Другой пример — вышеупомянутая магнитоплазменная ракета с переменным удельным импульсом, которую в настоящее время разрабатывает компания Ad Astra Rocket .
VASIMR работает с использованием источника электроэнергии , чтобы ионизировать с пропеллент в плазме. Электрические поля нагревают и ускоряют плазму, в то время как магнитные поля направляют плазму в нужном направлении, когда она выбрасывается из двигателя, создавая тягу для космического корабля. Теоретически двигатель VASIMR мощностью 200 мегаватт может сократить время путешествия от Земли до Юпитера или Сатурна с шести лет до четырнадцати месяцев, а от Земли до Марса — с 6 месяцев до 39 дней.
Что такого особенного в этом новом китайском плазменном двигателе?
В прошлом году группа китайских инженеров представила рабочий прототип микроволнового двигателя. По словам исследователей, двигатель должен работать в атмосфере Земли с такой же эффективностью и тягой, что и обычные реактивные двигатели.
Плазменные двигатели, обычно использующие благородный газ, например ксенон, не могут применяться в атмосфере Земли, поскольку генерируемые ионы имеют тенденцию терять силу тяги из-за трения с воздухом. Еще одна усугубляющая проблема состоит в том, что существующие образцы создают довольно низкую тягу, которая хороша в космосе, но была бы ничтожно мала на Земле.
Новая конструкция, созданная исследователями из Института технических наук Уханьского университета, использует воздух и электричество вместо таких газов, как ксенон. Испытания показали, что двигатель способен создавать впечатляющую тягу, которая однажды может найти применение в современных самолетах.
Этот новый плазменный двигатель работает немного аналогично двигателю внутреннего сгорания, в котором плазма генерируется из исходного газа, который затем, в свою очередь, быстро нагревается и расширяется для создания тяги. В новом двигателе ионизированный воздух используется для создания низкотемпературной плазмы, которая затем подается в трубу с помощью воздушного компрессора. Когда воздух движется вверх по трубке, он подвергается бомбардировке микроволнами, которые сильно встряхивают ионы, заставляя их сталкиваться с другими неионизированными атомами.
Художественный портрет многомегаваттного космического корабля ВАСИМР. Источник: Ad Astra Rocket Company / Wikimedia Commons
Этот процесс резко увеличил температуру и давление плазмы, тем самым создавая значительную тягу дальше вниз по трубе.
Удивительное достижение частично достигается за счет использования плоского волновода (прямоугольной металлической трубки), через который фокусируются микроволны. Микроволны, генерируемые специально разработанным магнетроном мощностью 1 кВт, 2,45 ГГц, направляются вниз по направляющей, которая сужается до половины своего первоначального размера по мере приближения к плазме, а затем снова расширяется. Этот процесс увеличивает напряженность электрического поля и оказывает на плазму как можно больше тепла и давления.
Кварцевая трубка также помещается в отверстие в волноводе в самом узком месте. Воздух проходит через эту трубку, затем проходит через небольшой участок волновода и выходит из другого конца кварцевой трубки.
Когда воздух входит в трубку, он проходит над электродами, которые подвергаются воздействию очень сильного поля. Эта обработка удаляет электроны с некоторых атомов воздуха / газа (в основном азота и кислорода), что создает низкотемпературную плазму низкого давления. Давление воздуха от нагнетателя устройства на входе в трубку затем продвигает плазму вверх по трубке, пока она не попадет в волновод.
Как только плазма попадает в волновод, заряженные частицы начинают колебаться в микроволновом поле, вызывая быстрый нагрев. При этом смесь атомов, ионов и электронов часто сталкивается друг с другом, передавая энергию от ионов и электронов к нейтральным атомам, быстро нагревая плазму.
В результате, как утверждают исследователи, плазма быстро нагревается до более чем 1000 ° C. Истощенная горячая плазма создает пламя, подобное факелу, когда горячий газ выходит из волновода, создавая таким образом тягу.
Насколько мощный новый плазменный двигатель?
Исследователи заметили, что если поток воздуха в компрессоре точно настроен, струя пламени, образующаяся в трубке, удлиняется в ответ на увеличение мощности микроволн. Основываясь на этом наблюдении, исследователи попытались определить количество создаваемой тяги.
Хотя на первый взгляд это звучит относительно просто, в этом есть одна серьезная загвоздка. Плазменная струя под углом в тысячу градусов, создаваемая двигателем, разрушила бы обычный барометр.
Чтобы преодолеть это, команда решила немного нестандартно мыслить. Они изобрели способ уравновесить полый стальной шар на вершине трубы. Этот шар был заполнен стальными шариками меньшего размера, чтобы изменять его вес по мере необходимости. При определенном весе тяга будет такой, что она будет противодействовать гравитационным силам, действующим на шар вниз на выпускном конце трубы, позволяя поднять его на определенную высоту над трубкой.
Схема недавно разработанного плазменного реактивного двигателя. Источник: Дэн Йе и др. 2 020.
Используя это измеренное расстояние и вычитая тягу, добавленную компрессором, команда смогла косвенно получить оценку тяги плазменной струи.
Используя этот инновационный, хотя и нетрадиционный метод, команда смогла протестировать устройство в диапазоне уровней мощности и скорости воздушного потока. Как оказалось, им удалось найти линейную зависимость между движущей силой и мощностью микроволн и воздушным потоком.
Более того, технология тоже оказалась довольно эффективной и способной выдавать движущую силу при потребляемой электрической мощности 400 Вт и 1,45 кубических метров воздуха в час, что составляет 11 Н), что представляет собой преобразование мощности в тягу со скоростью 28 Н / кВт.
Предполагая линейную зависимость между мощностью СВЧ (и потоком воздуха) и выходной мощностью, должно быть возможно использовать батарею Tesla Model S, способную выдавать 310 кВт и превратить это примерно в 8,5 кН движущей силы тяги.
Двигаясь вперед, команда уже ищет способы использовать более сложный и надежный метод для проверки выходной тяги технологии. Они также ищут способы дальнейшего усовершенствования и повышения эффективности двигателя.
При этом все, безусловно, идут в ногу с этой инновационной концепцией плазменного двигателя. Но если бы все было так просто. Конечно, есть несколько серьезных возражений против такого нововведения.
Какой бы захватывающей ни была эта технология, она, вероятно, не сможет найти много покупателей на перспективном рынке eVTOL. Несмотря на то, что технология тише, чем опоры канальных вентиляторов, выхлоп в тысячу градусов может вызвать серьезные проблемы. Другая проблема заключается в том, что, как указывает Ars Technica , «потоки воздуха примерно в 15 000 раз меньше, чем у полноразмерного двигателя. Тяга также должна увеличиваться примерно на четыре порядка.
Некоторые эксперты, просматривающие данные, также указали на странные упущения в имеющихся в настоящее время данных. По какой-то причине (и не приведенной) точки данных не показывают наивысшие уровни мощности микроволн при самых высоких скоростях полета прототипа.
Хотя этот вопрос просто связан с тем, что установка не тестировалась на таких уровнях, это также может указывать на наличие серьезных проблем с двигателем на этих уровнях мощности.
Изображение, показывающее линейную зависимость между шлейфом тяги в кварцевой трубке и потребляемой мощностью. Источник: Дэн Йе и др. 2 020.
Еще одна проблема будущего такого двигателя — его источник питания. Факт остается фактом: авиационное топливо является очень энергоемким источником топлива. Особенно это касается аккумуляторов (на самом деле где-то в 43 раза больше).
Сравните 28 Н / кВт новых двигателей с двигателями коммерческого Airbus A320, которые вместе развивают около 220 000 Н тяги. Это означает, что для нового двигателя для реактивного самолета сопоставимых размеров потребуется более 7 800 киловатт мощности — примерно столько же, сколько производится 570 единицами Tesla Powerwall 2.
При этом это очень интересная технологическая инновация. Если этот новый плазменный двигатель малой тяги действительно окажется настоящим жизнеспособным и будет масштабируемым, не говоря уже об эффективности, это может означать нечто вроде квантового скачка в авиационных силовых установках, работающих на неископаемом топливе.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Статор реактивного двигателя бывает с распределенной и сосредоточенной обмоткой, и состоит из корпуса и сердечника с обмоткой.
Синхронный реактивный двигатель
Статор синхронного реактивного электродвигателя с распределенной обмоткой
Выделяют три основных типа ротора реактивного двигателя: ротор с явновыраженными полюсами, аксиально-расслоенный ротор и поперечно-расслоенный ротор.
Ротор с явновыраженными полюсами
Аксиально-расслоенный ротор
Поперечно-расслоенный ротор
Переменный ток, проходящий по обмоткам статора, создает вращающееся магнитное поле в воздушном зазоре электродвигателя. Крутящий момент создается, когда ротор пытается установить свою наиболее магнито проводящую ось (d-ось) с приложенным полем, для того чтобы минимизировать магнитное сопротивление в магнитной цепи. Амплитуда момента прямо пропорциональна разницы между продольной Ld и поперечной Lq индуктивностями. Следовательно, чем больше разница, тем больше создаваемый момент.
Линии магнитного поля синхронного реактивного электродвигателя
Главная идея может быть объяснена с помощью рисунка представленного ниже. Объект «a» состоящий из анизотропного материала имеет разную проводимость по оси d и оси q, в то время как изотропный магнитный материал объекта «b» имеет одинаковую проводимость во всех направлениях. Магнитное поле, которое прикладывается к анизотропному объекту «a», создает вращающий момент если существует угол между осью d и линиями магнитного поля. Очевидно, что если ось d объекта «a» не совпадает с линиями магнитного поля, объект будет вносить искажения в магнитное поле. При этом направление искаженных магнитных линий будут совпадать с осью q объекта.
Объект с анизотропной геометрией (a) и изотропной геометрией (b) в магнитном поле
Силовые линии магнитного поля вокруг объекта с анизотропной геометрией
В синхронном реактивном электродвигателе магнитное поле создается синусоидально распределенной обмоткой статора. Поле вращается с синхронной скоростью и может считаться синусоидальным.
В такой ситуации всегда будет существовать момент направленный на то, чтобы уменьшить полную потенциальную энергию системы, путем уменьшения искажения поля по оси q (). Если угол сохранять постоянным, например путем контроля магнитного поля, тогда электромагнитная энергия будет непрерывно преобразовываться в механическую.
Ток статора отвечает за намагничивание и за создание момента, который пытается уменьшить искаженность поля. Управление моментом осуществляется путем контроля фазы тока, то есть угла между вектором тока обмоток статора и d-осью ротора во вращающейся системе координат.
Преимущества:
Простая и надежная конструкция ротора: ротор имеет простую конструкцию, состоящую из тонколистовой электротехнической стали, без магнитов и короткозамкнутой обмотки.
Низкий нагрев: так как в роторе отсутствуют токи, он не нагревается во время работы, увеличивая срок службы электродвигателя.
Нет магнитов: снижается конечная цена электродвигателя, так как при производстве не используются редко земельные металлы. При отсутствии магнитных сил упрощается содержание и техническое обслуживание электродвигателя.
Низкий момент инерции ротора: так как на роторе отсутствует обмотка и магниты, момент инерции ротора ниже, что позволяет электродвигателю быстрее набирать обороты и экономить электроэнергию.
Возможность регулирования скорости: в виду того, что синхронный реактивный электродвигатель для своей работы требует частотный преобразователь, имеется возможность управления скоростью вращения реактивного двигателя в широком диапазоне скоростей.
Недостатки:
Частотное управление: для работы требуется частотный преобразователь.
Низкий коэффициент мощности: из-за того, что магнитный поток создается только за счет реактивного тока. Решается за счет использования частотного преобразователя с коррекцией мощности.
Смотрите также
Основные параметры электродвигателя
Общие параметры для всех электродвигателей
Момент электродвигателя
Мощность электродвигателя
Коэффициент полезного действия
Номинальная частота вращения
Момент инерции ротора
Номинальное напряжение
Электрическая постоянная времени
Библиографический список
ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
Разработка электрического реактивного двигателя
Что такое турбореактивный двигатель?
Все начинается с гальванического компрессора. Это вращающийся вентилятор, который вы видите на передней части реактивного двигателя. Этот компрессор вращается и нагнетает воздух под высоким давлением в камеру сгорания. В этой камере топливо смешивается до тех пор, пока не будет достигнуто идеальное соотношение воздух-топливо. В этот момент происходит воспламенение смеси, которая создает выхлопные газы и тягу и продвигает двигатель вперед.
Чтобы продвинуться дальше, вторая турбина (причудливый вентилятор) может быть помещена внутрь выхлопной камеры. Эта турбина соединяется с компрессором с помощью вала, поэтому по мере увеличения тяги, создаваемой выхлопом, количество воздуха, нагнетаемого в систему, также увеличивается, отсюда и название «ТРД». Он работает так же, как турбо на вашем автомобиле, но у него другая форма и он стреляет огромным пламенем сзади!
Что такое электрический реактивный двигатель?
Электрический реактивный двигатель работает по тому же принципу, что и турбореактивный двигатель, за исключением того, что вместо вращения второй турбины для увеличения мощности компрессора он использует электроэнергию. Есть много проблем, которые может создать эта модификация, в основном значительно сниженная долговечность (подумайте о всех электрических компонентах, находящихся в прямом контакте с горящими выхлопными газами!), но краткосрочные результаты могут быть удивительными.
Создание электрического турбореактивного двигателя
На видео в основе конструкции лежат пустые канистры из-под бутана. Это позволяет ему получать грубые металлические формы без какого-либо реального изготовления; ему просто нужно слить воду и разрезать их. После удаления всей краски и добавления нескольких надрезов они готовы к пайке. Пайка — это простой метод соединения металла, аналогичный пайке.
Компрессор, он же вентилятор на впускной стороне двигателя, не подвергается сильному нагреву, поэтому он может спроектировать его в САПР и на 3D-принтере. Он заставил этот компрессор функционировать как электродвигатель, благодаря чему вся «турбо» функция происходит в передней части агрегата, а не набирает тягу от выхлопных газов, толкающих турбину в задней части двигателя. Это аккуратное маленькое решение.
С добавлением горения все становится сложнее. Типичный реактивный двигатель использует «кольцевую камеру сгорания» для создания точного соотношения воздуха и топлива и потока. Они имеют сложную форму, которая может быть сложной и может потребовать точечной сварки для изготовления.
Сборка аппарата для точечной сварки с нуля [Не пытайтесь: опасность поражения электрическим током]
Присоединение двух латунных электродов к острогубцам и пропускание через них большого тока НЕ является рекомендуемым способом сварки металла. К счастью, металл, который он сваривает, очень тонкий, а сила тока относительно низкая.
Он добавляет топливо через изогнутую медную трубку, закрывая один конец и добавляя крошечные отверстия для выхода газа. Добавление небольшой искры от газового гриля обеспечивает возгорание и небольшое пламя, которое можно усилить по мере увеличения количества воздуха в топливе.
Собираем все вместе
СВЯТАЯ КОРОВА, эта штука работает! Этот электрический реактивный двигатель издает очень устрашающий рев, несмотря на то, что он такой маленький. Свечение, исходящее из камеры сгорания, — еще один уровень страха. Этот чувак должен быть одет НАМНОГО больше защитной экипировки! Его микрофон был зажарен в процессе. Помидор также постигла участь гризли, но стеклянная посуда, на которой он стоял, стала еще хуже (перейдите на отметку 11:00, чтобы увидеть).
После уничтожения микрофона и помидора электрический турбореактивный двигатель наконец-то прошел испытания. Хотите верьте, хотите нет, но эта маленькая граната действительно производит тягу! Поначалу 300-граммовый двигатель, толкающий трехкилограммовый скейтборд, дает не так много тяги (извините, ребята, сегодня я не занимаюсь конверсиями). Однако после тонкой настройки впускного отверстия, топливного бака и системы зажигания этот маленький двигатель действительно оживает!
Чтобы увидеть больше таких сумасшедших сборок, посмотрите Integza на YouTube!
Электрические реактивные двигатели могут означать углеродно-нейтральные воздушные путешествия
Мы много говорим об электромобилях, и очевидно, что инженеры работают над альтернативами ископаемому топливу для наших наземных путешествий. Но как быть с самолетами? В 2019 году самолеты израсходовали 18,27 миллиарда галлонов топлива. Это далеко не углеродно-нейтральный.
Вскоре, однако, мы могли меньше чувствовать вину за то, что летаем. Группа исследователей создала прототип реактивного двигателя, способного двигаться вперед, используя только электричество. Их исследование было опубликовано в AIP Advances в мае 2020 года.
Электрические реактивные двигатели
Устройство, созданное исследователями из Института технологических наук Уханьского университета в Китае, сжимает воздух и ионизирует его с помощью микроволн. Затем это генерирует плазму, которая толкает двигатель вперед.
Главным толчком для создания этого нового типа двигателя стал климатический кризис. «Мотивация нашей работы заключается в том, чтобы помочь решить проблемы глобального потепления из-за того, что люди используют двигатели внутреннего сгорания на ископаемом топливе для приведения в действие механизмов, таких как автомобили и самолеты», — пояснил Джау Танг, ведущий исследователь исследования и профессор Уханьского университета. . «С нашей конструкцией нет необходимости в ископаемом топливе, и, следовательно, нет выбросов углерода, вызывающих парниковый эффект и глобальное потепление».
Схематическая диаграмма прототипа микроволнового воздушно-плазменного двигателя, Источник: Джау Тан и Цзюнь Ли/Институт технологических наук Уханьского университета
Сильный соперник кварцевый куб диаметром 24 миллиметра, в котором воздух под высоким давлением превращается в струю плазмы благодаря прохождению через микроволновую ионизационную камеру. Чтобы сохранить масштаб, это соответствует тяговому давлению, сравнимому с реактивным двигателем коммерческого самолета.
Самый популярный
Тан сказал: «Наши результаты показали, что такой реактивный двигатель на основе микроволновой воздушной плазмы может быть потенциально жизнеспособной альтернативой обычному реактивному двигателю, работающему на ископаемом топливе».
Очень важно, чтобы мы начали менять свое отношение к нашей планете. Количество CO2 в атмосфере достигло рекордного уровня в 2020 году, достигнув 417 частей на миллион в мае.
Вечный двигатель, перпетуум-мобиле (латинское perpetuum mobile переводится вечное движение) — воображаемая машина, которая, будучи раз пущена в ход, совершала бы работу неограниченно долгое время, не заимствуя энергии извне. Возможность работы такой машины неограниченное время означала бы получение энергии из ничего.
Идея вечного двигателя возникла в Европе, по-видимому, в XIII веке (хотя существуют свидетельства, что первый проект вечного двигателя предложил индиец Бхаскара в XII веке). До этого проекты вечных двигателей неизвестны. Их не было у греков и римлян, которые разработали множество эффективных механизмов и заложили основы научных подходов к изучению природы. Ученые предполагают, что дешевая и практически неограниченная рабочая сила в виде рабов тормозила в античности разработку дешевых источников энергии.
Почему люди так упорно хотели построить вечный двигатель?
В этом нет ничего удивительного. В XII-XIII веке начались крестовые походы и европейское общество пришло в движение. Стало быстрее развиваться ремесло и совершенствоваться машины, приводящие в движение механизмы. В основном это были водяные колеса и колеса, приводимые в движение животными (лошадьми, мулами, быками, ходившими по кругу). Вот и возникла идея придумать эффективную машину, приводимую в движение более дешевой энергией. Если энергия берется из ничего, то она ничего не стоит и это крайний частный случай дешевизны — даром.
Еще популярнее идея вечного двигателя стала в XVI-XVII веках, в эпоху перехода к машинному производству. Число известных проектов вечного двигателя перевалило за тысячу. Создать вечный двигатель мечтали не только малообразованные ремесленники, но и некоторые крупные ученые своего времени, так как тогда не существовало принципиального научного запрета на создание такого устройства.
Уже в XV-XVII веке прозорливые естествоиспытатели, такие как Леонардо да Винчи, Джироламо Кардано, Симон Стевин, Галилео Галилей сформулировали принцип: «Создать вечный двигатель невозможно». Симон Стевин был первым, кто на основе этого принципа вывел закон равновесия сил на наклонной плоскости, что привело его в конце концов к открытию закона сложения сил по правилу треугольника (сложение векторов).
К середине XVIII века, после многовековых попыток создать вечный двигатель, большинство ученых стали считать, что сделать это невозможно. Это был просто экспериментальный факт.
С 1775 года Французская академия наук отказалась рассматривать проекты вечного двигателя, хотя и в это время у французских академиков не было твердых научных оснований принципиально отрицать возможность черпать энергию из ничего.
Невозможность получения дополнительной работы из ничего была твердо обоснована лишь с созданием и утверждением как всеобщего и одного из самых фундаментальных законов природы «закона сохранения энергии».
Сначала Готфрид Лейбниц в 1686 году сформулировал закон сохранения механической энергии. А закон сохранения энергии как всеобщий закон природы сформулировали независимо Юлиус Майер (1845), Джеймс Джоуль (1843–50) и Герман Гельмгольц (1847).
Врач Майер и физиолог Гельмгольц сделали последний важный шаг. Они установили, что закон сохранения энергии справедлив для животных и растений. До этого существовало понятие «живая сила» и считалось, что для животных и растений законы физики могут не выполняться. Таким образом, закон сохранения энергии был первым принципом, установленным для всей познанной Вселенной.
Последним штрихом в обобщении закона сохранения энергии стала специальная теория относительности Альберта Эйнштейна (1905 г.). Он показал, что закон сохранения массы (был такой закон) — часть закона сохранения энергии. Энергия и масса эквивалентны по формуле Е = mс2, где с — скорость света.
Далее: Вечный двигатель второго рода
Вечный двигатель
«Они вбили себе в голову, что вечного двигателя построить нельзя!»
М. Кривич, О. Ольгин. «Не может быть»
Вечный двигатель, он же перпетуум мобиле (от лат. perpetuum mobile) — гипотетический двигатель с коэффициентом полезного действия больше ста процентов. Существование такого технического устройства опровергается современной наукой на основании закона сохранения энергии. Термин «вечный двигатель» стал нарицательным и означает любую неосуществимую идею, проект, начинание.
Апогей споров о возможности создания вечного двигателя — генератора, вечно преобразующего воздействие внешних и внутренних источников энергии в механическое движение, казалось бы, миновал в научных дискуссиях. Парижская академия наук вынесла свой вердикт: прекратить рассмотрение подобных прожектов раз и навсегда. К «околонаучным» кругам это утверждение не относится. Дилетанты пребывают в иллюзиях, что их технические детища непременно заработают. Среди изобретателей вечного двигателя попадаются юноши, которые пропустили мимо ушей сведения о законах термодинамики, либо новаторы, никогда не ведавшие о научной премудрости, начисто отрицающей их честолюбивый замысел (Е. Филенко. «Сага о Тимофееве»). Но недаром говорится: терпение и труд всё перетрут. Не обременённые излишними знаниями гении и практики добиваются успеха там, где прочие в бессилии опускают руки.
Практиков опередили теоретики, придумавшие классификацию для рассматриваемых устройств. Вечные двигатели первого рода создают энергию. Известно немало проектов таких машин и самих агрегатов в металле, однако, достоверно о сколь-нибудь продолжительной работе таковых до сих пор достоверных сведений не имеется. Вечные двигатели второго рода собирают энергию из окружающей среды. В настоящее время доказана возможность осуществления таких агрегатов, на практике, например в космонавтике, где широко применяются тепловые насосы, использующие тепловую энергию окружающего пространства. Вечные двигатели третьего рода — это механизмы, демонстрирующие вечное движение при отсутствии трения (сверхпроводящие агрегаты, сверхтекучие жидкости и пр.) Несмотря на то, что рассматриваемые устройства второго и третьего рода успешно апробированы (конвертеры Мейера, Морея, Теслы, Хайда, Чуканова) сам термин «перпетуум мобиле» на практике до сих пор используется как «неосуществимый» или «бредовый».
Действующие вечные двигатели (всех родов) создаются пока исключительно в фантастике. Причём фантасты общими усилиями ввели собственную, принципиально иную классификацию безостановочных машин, совпадающую с общепринятой классификацией лишь в первом разделе.
Первенство изображения вечного двигателя в художественной литературе, похоже, принадлежит М. Е. Салтыкову-Щедрину и С. Каронину; прототипы их героев — реально существовавшие люди. Каковы же плоды творчества этих самобытных изобретателей? «В этой пустоте и помещался механизм, составляющий секрет изобретателя. Секрет, конечно, не особенно мудрый, вроде мешков с песком, которым предоставлялась возможность друг друга уравновешивать» (М. Салтыков-Щедрин «Современная идиллия»). «Виднелись плохо отёсанные деревянные столбы, перекладины и целая система колёс маховых и зубчатых… В самом низу, под машиной лежали какие-то чугунные шары; целая куча этих шаров лежала в стороне…» (С. Каронин. «Perpetuum mobile»).
В 1910-м году вышла забытая ныне повесть немецкого писателя Пауля Шебарта «Перпетуум мобиле. История одного изобретения». Персонаж мечтает построить «зубчатое колесо, движимое грузами» и подводит теоретическую основу под своё изобретение: «притяжение Земли вечно, и эту вечную работу притяжения можно посредством колёс превратить в вечное движение». Изобретателю-альтруисту видятся и результаты практического применения дарового источника энергии: дивная плодородная область на месте Сахары, срытые под основание горы, и повсюду размах строительных работ…
Рисунок Г. Кованова к рассказу Р. Сильверберга «Двойная работа»
Ещё один практически безвестный русский умелец, простой сельский кузнец, сначала ознакомился по четырём книгам со всеми доселе известными моделями вечных двигателей, которые придумывали его многочисленные предшественники. Кузнец решил не повторять чужих ошибок и заблуждений и успешно пошёл собственным творческим путём (В. Четвериков. «Вечный двигатель»). Поистине неисчерпаемо у русского человека его желание решать житейские проблемы с помощью смекалки и подручных средств. Очередной изобретатель вечного двигателя объявился в рассказе В. Шукшина «Упорный». Ну, а если при решении житейских проблем сама природа «сдаётся на милость» ниспровергателям её устойчивых законов, то народные умельцы мастерят из подручных средства и вечные двигатели, и машины времени (Е. Лукин. «Бытие наше дырчатое»).
Действующая модель вечного двигателя получилась-таки у двух землян, которым не просто дали заведомо невыполнимое задание, но и поставили при этом в экстремальные условия (Р. Сильверберг. «Двойная работа»).
Парочка знаменитых конструкторов решила подойти к той же проблеме с другой стороны, введя в одно известное уравнение физики наряду с энергией и энтропией «оборотную сторону» последней — информацию. И вскоре был получен вечный двигатель «второго рода», представляющий собой безостановочный информационный генератор (С. Лем. «Кибериада»).
Но и это ещё не предел. Некто изобрел устройство, благодаря запуску которого заработали все ранее бездействующие вариации вечных двигателей, собранные в музее в качестве экспонатов технических нелепостей (Н. Орехов, Г. Шишко. «Вечный двигатель третьего рода»).
преобразование энергии водяная мельница замкнутого цикла перебалансированное колесо
Просмотреть весь связанный контент →
вечное движение , действие устройства, которое, однажды приведенное в движение, будет продолжать двигаться вечно, без дополнительной энергии, необходимой для его поддержания. Такие устройства невозможны по основаниям, установленным первым и вторым законами термодинамики.
Вечный двигатель, хотя и невозможный для производства, на протяжении сотен лет очаровывал как изобретателей, так и широкую публику. Огромная привлекательность вечного двигателя заключается в обещании практически бесплатного и безграничного источника энергии. Тот факт, что вечные двигатели не могут работать, потому что они нарушают законы термодинамики, не останавливает изобретателей и торгашей от попыток нарушить, обойти или игнорировать эти законы.
По сути, существует три вида вечных двигателей. К первому типу относятся те устройства, которые предназначены для передачи большего количества энергии от падающего или поворачивающегося тела, чем требуется для восстановления этих устройств в исходное состояние. Наиболее распространенным из них и самым старым является перебалансированное колесо. В типичном варианте гибкие рычаги крепятся к внешнему ободу вертикально установленного колеса. Наклонный желоб предназначен для передачи массы качения со сложенных плеч с одной стороны колеса на полностью выдвинутые плечи с другой. Неявное допущение состоит в том, что грузы прикладывают больше силы вниз на концах вытянутых рук, чем требуется для подъема их с другой стороны, где они удерживаются ближе к оси вращения за счет складывания рук. Это предположение нарушает первый закон термодинамики, также называемый законом сохранения энергии, который гласит, что полная энергия системы всегда постоянна. Первое такое устройство было предложено Виларом де Оннекуром, французским архитектором 13-го века, а настоящие устройства были построены Эдвардом Сомерсетом, 2-м маркизом Вустера (1601–1667 гг. ), Иоганном Бесслером, известным как Орфирей (1680–1745 гг.). Обе машины продемонстрировали впечатляющие результаты благодаря своей способности работать в течение длительного периода времени, но они не могли работать бесконечно.
Еще одной неудачной попыткой создать вечный двигатель путем нарушения первого закона термодинамики была водяная мельница замкнутого цикла, такая как предложенная английским врачом Робертом Фладдом в 1618 году. Фладд ошибся, думая, что энергия, создаваемая водой, проходящей через мельничное колесо превысит энергию, необходимую для того, чтобы снова поднять воду с помощью винта Архимеда.
Вечные двигатели второго рода пытаются нарушить второй закон термодинамики, а именно, что некоторая энергия всегда теряется при преобразовании тепла в работу. Одним из наиболее заметных провалов в этой категории был заполненный аммиаком «зеромотор», разработанный в 1880-х годах Джоном Гэмджи в Вашингтоне, округ Колумбия.0003
Вечные двигатели третьего типа связаны с непрерывным движением, которое предположительно было бы возможно, если бы можно было устранить такие помехи, как механическое трение и электрическое сопротивление. На самом деле такие силы можно значительно уменьшить, но полностью устранить без затрат дополнительной энергии невозможно. Ярким примером являются сверхпроводящие металлы, электрическое сопротивление которых полностью исчезает при низкой температуре, обычно где-то около 20 К. К сожалению, энергия, необходимая для поддержания низкой температуры, превышает работу, совершаемую сверхпроводящим потоком.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Другие типы вечных двигателей были предложены на основе неправильного понимания природы определенных источников энергии. Примером могут служить часы с автоподзаводом, которые получают энергию от изменений температуры или давления атмосферы. Он зависит от энергии, доставляемой на Землю Солнцем, и поэтому не является вечным двигателем.
Научные и правительственные санкционирующие органы уже много лет косо смотрят на заявления о вечном двигателе. С 1775 года Французская академия наук отказывается вести переписку с кем-либо, кто утверждает, что изобрел вечный двигатель.