Воздушный двигатель: ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГА­ТЕЛЬ • Большая российская энциклопедия

Воздушно-реактивный двигатель | это… Что такое Воздушно-реактивный двигатель?

Воздушно-реактивный двигатель (ВРД) — тепловой реактивный двигатель, в качестве рабочего тела которого используется смесь забираемого из атмосферы воздуха и продуктов окисления топлива кислородом, содержащимся в воздухе. За счёт реакции окисления рабочее тело нагревается и, расширяясь, истекает из двигателя с большой скоростью, создавая реактивную тягу.

Воздушно-реактивные двигатели используются, как правило, для приведения в движение аппаратов, предназначенных для полётов в атмосфере.

Впервые этот термин в печатной публикации, по-видимому, был использован в 1929 г. Б. С. Стечкиным в журнале «Техника Воздушного Флота», где была помещена его статья «Теория воздушного реактивного двигателя»^{[источник не указан 399 дней]}. В английском языке этому термину наиболее точно отвечает словосочетание airbreathing jet engine.

История

Основная статья: История реактивных двигателей

См. также: История авиации и Турбина, история

История воздушно-реактивных двигателей неразрывно связана с историей авиации. Прогресс в авиации на всём протяжении её существования обеспечивался, главным образом, прогрессом авиационных двигателей, а всё возраставшие требования, предъявляемые авиацией к двигателям, являлись мощным стимулятором развития авиационного двигателестроения.

Первый самолёт, самостоятельно оторвавшийся от Земли («Флайер-1» конструкции братьев Райт США 1903г), был оснащён поршневым двигателем внутреннего сгорания, и на протяжении сорока лет этот тип двигателя оставался основным в самолётостроении. Но к концу Второй мировой войны требование повышения мощности поршневых двигателей вошло в неразрешимое противоречие с другими требованиями, предъявляемыми к авиамоторам — компактностью и ограничением массы. Дальнейшее развитие авиации по пути совершенствования поршневого двигателя становилось невозможным, и реальной альтернативой ему явился воздушно-реактивный двигатль, различные варианты которого предлагались ещё в XVIII и XIX вв.

Первый патент на газотурбинный двигатель был выдан англичанину Джону Барберу в 1791 году.^{[источник не указан 399 дней]} Первые проекты самолётов с воздушно-реактивным двигателем были созданы в 60-е годы XIX века П. Маффиотти (Испания), Ш. де Луврье (Франция) и Н. А. Телешовым (Россия)^[1]. В 1913 году француз Рене Лорен получил патент на прямоточный воздушно-реактивный двигатель.^{[источник не указан 399 дней]}

Первый турбореактивный самолёт Heinkel He 178.

Первым самолётом, поднявшимся в небо с турбореактивным двигателем (ТРД) HeS 3 конструкции фон Охайна, был He 178^{[источник не указан 399 дней]} (фирма Хейнкель Германия), управляемый лётчиком-испытателем флюг-капитаном Эрихом Варзицем (27 августа 1939 года). Этот самолёт превосходил по скорости (700 км/ч) все поршневые истребители своего времени, максимальная скорость которых не превышала 650 км/ч,^{[источник не указан 399 дней]} но при этом был менее экономичен, и вследствие этого имел меньший радиус действия. К тому же у него были бо́льшие скорости взлёта и посадки, чем у поршневых самолётов, из-за чего ему требовалась более длинная взлётно-посадочная полоса с качественным покрытием.

Впервые в СССР проект реального истребителя с ВРД разработанным А. М. Люлькой, в марте 1943 года предложил начальник ОКБ-301 М. И. Гудков. Самолёт назывался Гу-ВРД^[2]. Проект был отвергнут экспертами, главным образом, в связи с неверием в актуальность и преимущества ВРД в сравнении с поршневыми авиадвигателями.

Двигатель Jumo-004 — первый в мире крупносерийный ТРД

С августа 1944 года в Германии началось серийное производство реактивного истребителя-бомбардировщика Мессершмитт Me. 262, оборудованного двумя турбореактивными двигателями Jumo-004 производства фирмы Юнкерс. А с ноября 1944 года начал выпускаться ещё и первый реактивный бомбардировщик Arado Ar 234 Blitz с теми же двигателями. Единственным реактивным самолётом союзников по антигитлеровской коалиции, формально принимавшим участие во Второй мировой войне, был «Глостер Метеор» (Великобритания) с ТРД Rolls-Royce Derwent 8 конструкции Ф. Уиттла (серийное производство которого началось даже раньше, чем немецких).^{[источник не указан 399 дней]}

В послевоенные годы реактивное двигателестроение открыло новые возможности в авиации: полёты на скоростях, превышающих скорость звука, и создание самолётов с грузоподъёмностью, многократно превышающей грузоподъёмность поршневых самолётов.

Первым отечественным серийным реактивным самолётом был истребитель Як-15 (1946 г), разработанный в рекордные сроки на базе планера Як-3 и адаптации трофейного двигателя Jumo-004, выполненной в моторостроительном КБ В.  Я. Климова под обозначением РД-10.^[3]

А уже через год прошёл государственные испытания первый, полностью оригинальный, отечественный турбореактивный двигатель ТР-1,^[4] разработанный в КБ А. М. Люльки (ныне НПО «Сатурн»).

Первым отечественным реактивным пассажирским авиалайнером был Ту-104 (1955 г), оборудованный двумя турбореактивными двигателями РД-3М-500 (АМ-3М-500), разработанными в КБ А. А. Микулина.

Запатентованный ещё в 1913 г, прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД) привлекал конструкторов простотой своего устройства, но главное — своей потенциальной способностью работать на сверхзвуковых скоростях и в самых высоких, наиболее разреженных слоях атмосферы, то есть в условиях, в которых ВРД других типов неработоспособны или малоэффективны. В 1930-е годы с этим типом двигателей проводились эксперименты в США (Уильям Эвери), в СССР (Ф. А. Цандер, Б. С. Стечкин, Ю. А. Победоносцев).

Leduc 010 первый аппарат, летавший с ПВРД (Музей в Ле Бурже). Первый полёт — 19 ноября 1946

В 1937 году французский конструктор Рене Ледюк получил заказ от правительства Франции на разработку экспериментального самолёта с ПВРД. Эта работа была прервана войной и возобновилась после её окончания. 19 ноября 1946 года состоялся первый в истории полёт аппарата с маршевым ПВРД.^[5] Далее в течение десяти лет было изготовлено и испытано ещё несколько экспериментальных аппаратов этой серии, в том числе, пилотируемые,^{[6][неавторитетный источник?]} а в 1957 году правительство Франции отказалось от продолжения этих работ — бурно развивавшееся в то время направление ТРД представлялось более перспективным.

Обладая рядом недостатков для использования на пилотируемых самолётах (нулевая тяга на месте, низкая эффективность на малых скоростях полёта), ПВРД является предпочтительным типом ВРД для беспилотных одноразовых снарядов и крылатых ракет, благодаря своей простоте, а, следовательно, дешевизне и надёжности. Начиная с 50-х годов XX века в США было создан ряд экспериментальных самолётов и серийных крылатых ракет разного назначения с этим типом двигателя.

Крылатая ракета«Буря» с ускорителями.

В СССР с 1954 по 1960 гг в ОКБ-301 под руководством С.А.Лавочкина^[7], разрабатывалась крылатая ракета «Буря», предназначавшаяся для доставки ядерных зарядов^[8] на межконтинентальные расстояния, и использовавшая в качестве маршевого двигателя ПВРД. В 1957 году на вооружение уже поступила МБР Р-7, имевшая то же назначение, разработанная под руководством С. П. Королёва. Это ставило под сомнение целесообразность дальнейшей разработки «Бури». Из числа более современных отечественных разработок можно упомянуть противокорабельные крылатые ракеты с маршевыми ПВРД: П-800 Оникс, П-270 Москит.

Самолёт-снаряд с ПуВРД Фау-1. (Музейный экспонат. Надпись на фюзеляже: «Руками не трогать»)

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) был изобретён в XIX веке шведским изобретателем Мартином Вибергом.^{[источник не указан 399 дней]} Наиболее известным летательным аппаратом (и единственным серийным) c ПуВРД Argus As-014 производства фирмы Argus-Werken, явился немецкий самолёт-снаряд Фау-1. После войны исследования в области пульсирующих воздушно-реактивных двигателей продолжились во Франции (компания SNECMA) и в США (Pratt & Whitney, General Electric), кроме того, благодаря простоте и дешевизне, маленькие двигатели этого типа стали очень популярны среди авиамоделистов, и в любительской авиации, и появились коммерческие фирмы, производящие на продажу для этих целей ПуВРД и клапаны к ним (быстроизнашивающаяся запчасть).^[9]

Общие принципы работы

Несмотря на многообразие ВРД, существенно отличающихся друг от друга конструкцией, характеристиками и областью применения, можно выделить ряд принципов, общих для всех ВРД и отличающих их от тепловых двигателей других типов.

Реактивная тяга

Основная статья: Реактивная тяга

Воздушно-реактивный двигатель — реактивный двигатель, развивающий тягу за счёт реактивной струи рабочего тела, истекающего из сопла двигателя. С этой точки зрения ВРД подобен ракетному двигателю (РД), но отличается от последнего тем, что большую часть рабочего тела он забирает из окружающей среды — атмосферы, в том числе и кислород, используемый в ВРД в качестве окислителя. Благодаря этому ВРД обладает преимуществом в сравнении с ракетным двигателем при полётах в атмосфере. Если летательный аппарат, оборудованный ракетным двигателем должен транспортировать как горючее, так и окислитель, масса которого больше массы горючего в 2-8 раз, в зависимости от вида горючего, то аппарат, оснащённый ВРД должен иметь на борту только запас горючего.

Рабочее тело ВРД на выходе из сопла представляет собой смесь продуктов сгорания горючего с оставшимися после выгорания кислорода фракциями воздуха. Если для полного окисления 1 кг керосина (обычного горючего для ВРД) требуется около 3,4 кг чистого кислорода, то, учитывая, что атмосферный воздух содержит лишь 23 % кислорода по массе, для полного окисления этого горючего требуется 14,8 кг воздуха, и, следовательно, рабочее тело, как минимум, на 94 % своей массы состоит из исходного атмосферного воздуха. На практике в ВРД, как правило, имеет место избыток расхода воздуха (иногда — в несколько раз, по сравнению с минимально необходимым для полного окисления горючего), например, в турбореактивных двигателях массовый расход горючего составляет 1 % — 2 % от расхода воздуха.^[10] Это позволяет при анализе работы ВРД, во многих случаях, без большого ущерба для точности, считать рабочее тело ВРД, как на выходе, так и на входе, одним и тем же веществом — атмосферным воздухом, а расход рабочего тела через любое сечение проточной части двигателя — одинаковым.

Динамику ВРД можно представить следующим образом: рабочее тело, поступает в двигатель со скоростью полёта, а покидает его со скоростью истечения реактивной струи из сопла. Из баланса импульса, получается простое выражение для реактивной тяги ВРД:^[10]

Где  — сила тяги,  — скорость полёта,  — скорость истечения реактивной струи (относительно двигателя),  — секундный расход массы рабочего тела через двигатель. Очевидно, ВРД эффективен (создаёт тягу) только в случае, когда скорость истечения рабочего тела из сопла двигателя превышает скорость полёта: .

Скорость истечения газа из сопла теплового реактивного двигателя зависит от химического состава рабочего тела, его абсолютной температуры на входе в сопло, и от степени расширения рабочего тела в сопле двигателя (отношения давления на входе в сопло к давлению на его срезе).

Химический состав рабочего тела для всех ВРД можно считать одинаковым, что же касается температуры, и степени расширения, которые достигаются рабочим телом в процессе работы двигателя — имеют место большие различия для разных типов ВРД и разных образцов ВРД одного типа.

С учётом вышесказанного можно сформулировать и главные недостатки ВРД в сравнении с РД:

• ВРД работоспособен только в атмосфере, а РД — в любой среде и в пустоте.
• ВРД эффективен только до некоторой, специфической для данного двигателя, предельной скорости полёта, а тяга РД не зависит от скорости полёта.
• ВРД значительно уступает ракетному двигателю в удельной тяге по массе — отношении тяги двигателя к его массе. Например, для ТРД АЛ-31ФП этот показатель равен 8.22, а для ЖРД НК-33 — 128. Это означает, что при одной и той же тяге ракетный двигатель в несколько раз (иногда, более чем в десять раз) легче ВРД. Благодаря этому РД успешно конкурируют с ВРД в нише скоростных крылатых ракет относительно небольшого радиуса действия — ЗУР, воздух-воздух, воздух-поверхность, для которых необходимость иметь на борту запас окислителя компенсируется меньшей массой двигателя.

Термодинамические свойства

Термодинамика процесса превращения тепла в работу для ПВРД и ТРД описывается циклом Брайтона, а для ПуВРД — циклом Хамфри. В обоих случаях полезная работа, за счёт которой формируется реактивная струя, выполняется в ходе адиабатического расширения рабочего тела в сопле до уравнивания его статического давления с забортным, атмосферным. Таким образом, для ВРД обязательно условие: давление рабочего тела перед началом фазы расширения должно превышать атмосферное, и чем больше — тем больше полезная работа термодинамического цикла, и выше КПД двигателя. Но в окружающей среде, из которой забирается рабочее тело, оно находится при атмосферном давлении. Следовательно, чтобы ВРД мог работать, необходимо тем или иным способом повысить давление рабочего тела в двигателе по отношению к атмосферному. Основные типы ВРД (прямоточный, пульсирующий и турбореактивный) различаются, в первую очередь, способом, которым достигается необходимое повышение давления.

Эффективность

Эффективность ВРД определяют несколько КПД или коэффициентов полезного действия.

Эффективность ВРД как теплового двигателя определяет эффективный КПД двигателя:
(2)
где Q1 — количество теплоты отданное нагревателем,
Q2 — количество теплоты полученное холодильником.

Зависимость полётного КПД от отношения

Эффективность ВРД как движителя определяет полётный или тяговый КПД: (3)

Сравнивая формулы (1) и (3) можно прийти к выводу, что чем выше разница между скоростью истечения газов из сопла и скоростью полета, тем выше тяга двигателя и тем ниже полетный КПД. При равенстве скоростей полета и истечения газов из сопла полетный КПД будет равен 1, то есть 100 %, но тяга двигателя будет равна 0. По этой причине проектирование ВРД является компромиссом между создаваемой им тягой и его полетным КПД.

Общий или полный КПД ВРД является произведением двух приведенных выше КПД: (4)

Воздушно-реактивные двигатели можно разбить на две основные группы. ВРД прямой реакции, в которых тяга создается исключительно за счёт реактивной струи истекающей из сопла. И ВРД непрямой реакции, в которых тяга кроме или вместо реактивной струи создается посредством использования специального движителя, например пропеллера или несущего винта вертолёта. Применяется также классификация по признаку наличия механического воздушного компрессора в тракте двигателя: в этом случае ВРД подразделяются на бескомпрессорные (ПВРД с его вариантами, ПуВРД с его вариантами) — и компрессорные, где компрессор приводится от газовой турбины — ТРД, ТРДД, ТВД с их вариантами, а также мотокомпрессорный воздушно-реактивный двигатель, в котором компрессор приводится не от турбины, а от отдельного двигателя внутреннего сгорания (с воздушным винтом или без него).

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Основная статья: Прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Схема устройства ПВРД на жидком топливе.
1. Встречный поток воздуха;
2. Центральное тело.
3. Входное устройство.
4. Топливная форсунка.
5. Камера сгорания.
6. Сопло.
7. Реактивная струя.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД, англ. Ramjet) является самым простым в классе ВРД по устройству. Необходимое для работы двигателя повышение давления достигается за счёт торможения встречного потока воздуха.

Рабочий процесс ПВРД кратко можно описать следующим образом:

• Воздух, поступая со скоростью полёта во входное устройство двигателя, затормаживается и сжимается, на входе в камеру сгорания давление рабочего тела достигает максимального значения на всём протяжении проточной части двигателя.
• Сжатый воздух в камере сгорания нагревается за счёт окисления подаваемого в неё топлива, внутренняя энергия рабочего тела при этом возрастает.
• Расширяясь в сопле, рабочее тело ускоряется и истекает со скоростью большей, чем скорость встречного потока, что и создаёт реактивную тягу.

Препарированный ПВРД «Тор» ракеты «Бладхаунд». Хорошо видны входное устройство и вход в камеру сгорания

Конструктивно ПВРД имеет предельно простое устройство. Двигатель состоит из камеры сгорания, в которую из диффузора поступает воздух, а из топливных форсунок — горючее. Заканчивается камера сгорания входом в сопло, как правило, суживающееся-расширяющееся.

В зависимости от скорости полёта ПВРД подразделяются на дозвуковые, сверхзвукрвые и гиперзвуковые. Это разделение обусловлено конструктивными особенностями каждой из этих групп.

Дозвуковые прямоточные двигатели

Дозвуковые ПВРД предназначены для полётов на скоростях с числом Маха от 0,5 до 1. Торможение и сжатие воздуха в этих двигателях происходит в расширяющемся канале входного устройства — диффузоре.

Из-за низкой степени повышения давления при торможении воздуха на дозвуковых скоростях (максимально — 1,9 при М=1) эти двигатели имеют очень низкий термический КПД (16,7% при М=1 в идеальном процессе, без учёта потерь), вследствие чего они оказались неконкурентоспособными в сравнении с авиадвигателями других типов и в настоящее время серийно не выпускаются.

Сверхзвуковые прямоточные двигатели

СПВРД предназначены для полётов в диапазоне 1-5 Махов. Торможение сверхзвукового газового потока происходит всегда разрывно (скачкообразно) с образованием ударной волны, называемой также скачком уплотнения. Чем интенсивнее скачок уплотнения, то есть чем больше изменение скорости потока на его фронте, тем больше потери давления, которые могут превышать 50 %.

Беспилотный разведчик Lockheed D-21B (США). ПВРД с осесимметричным входным устройством с центральным телом.

Потери давления удаётся минимизировать за счёт организации сжатия не в одном, а в нескольких последовательных скачках уплотнения меньшей интенсивности, после каждого из которых скорость потока снижается. В последнем скачке скорость становится дозвуковой и дальнейшее торможение и сжатие воздуха происходит непрерывно в расширяющемся канале диффузора.

В сверхзвуковом диапазоне скоростей ПВРД значительно более эффективен, чем в дозвуковом. Например, на скорости 3 Маха для идеального ПВРД степень повышения давления составляет 36,7, что сравнимо с показателями высоконапорных компрессоров турбореактивных двигателей (например, для ТРД АЛ-31ФП этот показатель равен 23), а термический КПД теоретически достигает 64,3 %. У реальных ПВРД эти показатели ниже, но даже с учётом потерь, в диапазоне полётного числа Маха от 3 до 5 сверхзвуковые ПВРД превосходят по эффективности ВРД всех других типов.

Фактором, ограничивающим рабочие скорости СПВРД сверху, является температура заторможенного воздуха, которая при M>5 превышает 1500 °C, и существенный дополнительный нагрев рабочего тела в камере сгорания становится проблематичным из-за ограничения жаропрочности конструкционных матриалов.

Гиперзвуковой ПВРД

Основная статья: Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат X-43 (рисунок художника)

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД, англ. Scramjet) — ПВРД, работающий на скоростях полёта свыше пяти Махов и предназначенный для полётов в стратосфере. Возможное назначение летательного аппарата с гиперзвуковым ПВРД — низшая ступень многоразового носителя космических аппаратов.

Теоретически ГПВРД позволяет добиться более высоких полётных скоростей, по сравнению с СПВРД, за счёт того, что входной поток воздуха в ГПВРД тормозится лишь частично, так что течение рабочего тела на протяжении всей проточной части двигателя остаётся сверхзвуковым. При этом поток сохраняет бо́льшую часть своей начальной кинетической энергии, а повышение его температуры при торможении и сжатии относительно невелико. Это позволяет значительно разогреть рабочее тело, сжигая горючее в сверхзвуковом потоке, и, расширяясь, оно истекает из сопла со скоростью, превышающей скорость полёта.

Существует несколько программ разработок гиперзвуковых ПВРД в разных странах, но на начало XXI века этот тип двигателя остается гипотетическим, не существует ни одного образца, прошедшего лётные испытания, подтвердившие практическую целесообразность его серийного производства.

Ядерный прямоточный двигатель

Во второй половине 50-х годов, в эпоху холодной войны, в США и СССР разрабатывались проекты ПВРД с ядерным реактором. Источником энергии этих двигателей является не химическая реакция горения топлива, а тепло, вырабатываемое ядерным реактором, размещённым на месте камеры сгорания. Воздух из входного устройства в таком ПВРД проходит через активную зону реактора, охлаждает его и нагревается сам до температуры около 3000 К^{[источник не указан 399 дней]}, а затем истекает из сопла со скоростью, сравнимой со скоростями истечения для самых совершенных жидкостных ракетных двигателей.^{[источник не указан 399 дней]}

Возможное назначение летательного аппарата с таким двигателем — межконтинентальная крылатая ракета, носитель ядерного заряда. В обеих странах были созданы компактные малоресурсные ядерные реакторы, которые вписывались в габариты большой ракеты. В 1964 году в США, по программам исследований ядерного ПВРД «Pluto» и «Tory», были проведены стендовые огневые испытания ядерного прямоточного двигателя «Tory-IIC». Лётные испытания не проводились, программа была закрыта в июле 1964 года.

Область применения

ПВРД неработоспособен на месте и на низких скоростях полёта. Для достижения начальной скорости, при которой он становится эффективным, аппарат с этим двигателем нуждается во вспомогательном приводе, который может быть обеспечен, например, твёрдотопливным ракетным ускорителем, или самолётом-носителем, с которого запускается аппарат с ПВРД. Неэффективность ПВРД на малых скоростях полёта делает его практически неприемлемым для использования на пилотируемых самолётах, но для беспилотных, боевых, крылатых ракет одноразового применения, летающих в диапазоне скоростей 2-5 Махов, благодаря своей простоте, дешевизне и надёжности, он предпочтителен. В настоящее время ПВРД используются в качестве маршевых двигателей крылатых ракет классов земля-воздух, воздух-воздух, воздух-земля, беспилотных разведчиков, летающих мишеней. Основным конкурентом ПВРД в этой нише является ракетный двигатель.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель

Основная статья: Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель

Изготовление авиамодели с ПуВРД

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД, англоязычный термин англ. Pulsejet), как следует из его названия, работает в режиме пульсации, тяга развивается не непрерывно, как у ПВРД или ТРД, а в виде серии импульсов, следующих друг за другом с частотой от десятков герц, для крупных двигатателей, до 250 Гц — для малых двигателей.

Конструктивно, ПуВРД представляет собой цилиндрическую камеру сгорания с длинным цилиндрическим соплом меньшего диаметра. Передняя часть камеры соединена со входным диффузором, через который воздух поступает в камеру сгорания. Между диффузором и камерой сгорания установлен воздушный клапан, работающий под воздействием разницы давлений в камере и на выходе диффузора: когда давление в диффузоре превышает давление в камере клапан открывается и пропускает воздух в камеру, при обратном соотношении давлений он закрывается.

Схема работы ПуВРД

Цикл работы ПуВРД можно описать так:

1. Воздушный клапан открыт, воздух поступает в камеру сгорания, форсунка впрыскивает горючее, и в камере образуется топливная смесь.
2. Топливная смесь воспламеняется и сгорает, давление в камере сгорания резко возрастает и закрывает воздушный клапан и обратный клапан в топливном тракте. Продукты сгорания, расширяясь, истекают из сопла, создавая реактивную тягу.
3. Давление в камере падает, под напором воздуха в диффузоре воздушный клапан открывается и воздух начинает поступать в камеру, топливный клапан тоже открывается, двигатель переходит к фазе 1.

ПуВРД работает в режиме автоколебаний, которые и согласовывают во времени действиие всех его частей. Частота этих атоколебаний зависит от размеров двигателя: чем меньше двигатель, тем выше частота пульсаций.

Для инициирования процесса горения в камере устанавливается свеча зажигания, которая создаёт высокочастотную серию электрических разрядов, и топливная смесь воспламеняется. Через несколько десятков циклов работы двигателя стенки камеры сгорания нагреваются настолько, что топливная смесь воспламеяется от них, и необходимость в свече зажигания отпадает.

Повышение давления в камере сгорания ПуВРД, необходимое для работы двигателя, достигается частично — за счёт торможения набегающего потока воздуха в диффузоре (при открытом клапане), а частично — за счёт сжигания топлива в замкнутом объёме, ограниченном закрытым клапаном, боковыми стенками камеры и инерцией воздушного столба в длинном сопле (см. Цикл Хамфри). Большинство ПуВРД могут работать при нулевой скорости.

Модификации пульсирующих двигателей

Образцы бесклапанных (U-образных) ПуВРД^[11].

Существуют другие модификации ПуВРД.

• Бесклапанные ПуВРД, иначе — U-образные ПуВРД. В этих двигателях отсутствуют механические воздушные клапаны, а чтобы обратное движение рабочего тела не приводило к уменьшению тяги, тракт двигателя выполняется в форме латинской буквы «U», концы которой обращены назад по ходу движения аппарата.
• Детонационные ПуВРД (англ. Pulse detonation engine) — двигатели в которых горение топливной смеси происходит в режиме детонации (а не дефлаграции).

Область применения

ПуВРД характеризуется как шумный и неэкономный, зато простой и дешёвый. Высокий уровень шума и вибрации вытекает из самого пульсирующего режима его работы.

ПуВРД устанавливается на беспилотные летательные аппараты одноразового применения с рабочими скоростями до 0,5 Маха: летающие мишени, беспилотные разведчики, в прошлом и крылатые ракеты.

ПуВРД используются в любительской авиации и авиамоделировании, благодаря простоте и дешевизне.

Турбореактивный двигатель

Основная статья: Турбореактивный двигатель

Схема работы ТРД:
1. Забор воздуха
2. Компрессор низкого давления
3. Компрессор высокого давления
4. Камера сгорания
5. Расширение рабочего тела в турбине и сопле
6. Горячая зона;
7. Турбина
8. Зона входа первичного воздуха в камеру сгорания
9. Холодная зона
10. Входное устройство

В турбореактивном двигателе (ТРД, англ. turbojet engine) сжатие рабочего тела на входе в камеру сгорания и высокое значение расхода воздуха через двигатель достигается за счёт совместного действия встречного потока воздуха и компрессора, размещённого в тракте ТРД сразу после входного устройства, перед камерой сгорания. Компрессор приводится в движение турбиной, смонтированной на одном валу с ним, и работающей на рабочем теле, нагретом в камере сгорания, из которого образуется реактивная струя. В компрессоре осуществляется рост полного давления воздуха за счёт совершаемой компрессором механической работы. Камера сгорания большинства ТРД имеет кольцевую форму.

Из камеры сгорания нагретое рабочее тело поступает на турбину, расширяется, приводя её в движение и отдавая ей часть своей энергии, а после неё расширяется в сопле и истекает из него, создавая реактивную тягу. Благодаря компрессору ТРД может стартовать с места и работать при низких скоростях полёта, что для двигателя самолёта является необходимым условием, при этом давление в тракте двигателя и расход воздуха обеспечиваются только за счёт компрессора.

ТРД J85 производства компании General Electric. Между 8 ступенями компрессора и 2 ступенями турбины расположена кольцевая камера сгорания.

Диапазон скоростей, в котором ТРД эффективен, смещён в сторону меньших значений, по сравнению с ПВРД. Агрегат турбина-компрессор, позволяющий создавать большой расход и высокую степень сжатия рабочего тела в области низких и средних скоростей полёта, является препятствием на пути повышения эффективности двигателя в зоне высоких скоростей.

Область применения

До 60-70-х годов XX века ТРД с малой степенью двухконтурности активно применялись в качестве двигателей для военных и коммерческих самолётов. В настоящее время бо́льшее распространение получили более экономичные двухконтурные ТРД (ТРДД).

Двухконтурный турбореактивный двигатель

Схема ТРДД.
1 — Вентилятор.
2 — Компрессор низкого давления.
3 — Компрессор высокого давления.
4 — Камера сгорания.
5 — Турбина высокого давления.
6 — Турбина низкого давления.
7 — Сопло.
8 — Вал ротора высокого давления.
9 — Вал ротора низкого давления.

Двухконтурный турбореактивный двигатель (ТРДД, англ. Turbofan) — ТРД с конструкцией, позволяющей перемещать дополнительную массу воздуха, проходящую через внешний контур двигателя. Такая конструкция обеспечивает более высокие полетные КПД, по сравнению с обычными ТРД. Первым, предложившим концепцию ТРДД в отечественном авиадвигателестроении был А. М. Люлька^[12]. На основе исследований, проводившихся с 1937 года, А. М. Люлька представил заявку на изобретение двухконтурного турбореактивного двигателя (авторское свидетельство вручили 22 апреля 1941).^[13]

Пройдя через входное устройство, воздух попадает в компрессор низкого давления, именуемый вентилятором. После вентилятора воздух разделяется на два потока. Часть воздуха попадает во внешний контур и, минуя камеру сгорания, формирует реактивную струю в сопле. Другая часть воздуха проходит сквозь внутренний контур, полностью идентичный с ТРД, о котором говорилось выше.

Одним из важнейших параметров ТРДД является степень двухконтурности, то есть отношение расхода воздуха через внешний контур к расходу воздуха через внутренний контур. Где и расход воздуха через внутренний и внешний контуры соответственно.

Если вернуться к формулам (1) и (4) то принцип присоединения массы можно истолковать следующим образом. В ТРДД, согласно формуле (4) заложен принцип повышения полетного КПД двигателя, за счёт уменьшения разницы между скоростью истечения рабочего тела из сопла и скоростью полета.^{[источник не указан 399 дней]} Уменьшение тяги, которое, согласно формуле (1), вызовет уменьшение этой разницы между скоростями, компенсируется за счёт увеличения расхода воздуха через двигатель. Следствием увеличения расхода воздуха через двигатель является увеличение площади фронтального сечения входного устройства двигателя, следствием чего является увеличение диаметра входа в двигатель, что ведет к увеличению его лобового сопротивления и массы. Иными словами, чем выше степень двухконтурности — тем большего диаметра будет двигатель при прочих равных условиях.

Все ТРДД можно разбить на 2 группы: со смешением потоков за турбиной и без смешения.

В ТРДД со смешением потоков (ТРДДсм) потоки воздуха из внешнего и внутреннего контура попадают в единую камеру смешения. В камере смешения эти потоки смешиваются и покидают двигатель через единое сопло с единой температурой. ТРДДсм более эффективны, однако наличие камеры смешения приводит к увеличению габаритов и массы двигателя.

ТРДД как и ТРД могут быть снабжены регулируемыми соплами и форсажными камерами. Как правило это ТРДДсм с малыми степенями двухконтурности для сверхзвуковых военных самолётов.

Дополнительные средства повышения эффективности ТРД и ТРДД

Форсажная камера

Форсажная камера ТРД General Electric J79. Вид со стороны сопла. В торце находится стабилизатор горения с установленными на нём топливными форсунками, за которым видна турбина.

Основная статья: Форсажная камера

Хотя в ТРД имеет место избыток кислорода в камере сгорания, этот резерв мощности не удаётся реализовать напрямую — увеличением расхода горючего в камере сгорания, из-за ограничения температуры рабочего тела, поступающего на турбину. Ограничение накладывается жаропрочностью лопаток турбины. Этот резерв используется в двигателях, оборудованных форсажной камерой, расположенной между турбиной и соплом. В режиме форсажа в этой камере сжигается дополнительное количество горючего, внутренняя энергия рабочего тела перед расширением в сопле повышается, в результате чего скорость его истечения возрастает, и тяга двигателя увеличивается, в некоторых случаях, более, чем в 1,5 раза, что используется боевыми самолётами при полетах на высоких скоростях, либо для увеличения скорости набора высоты. Сначала время работы ТРД было ограничено по времени исходя из требований жаропрочности конструкции сопел. Однако, начиная с истребителей 3-го поколения эти ограничения были сняты. При форсаже значительно повышается расход топлива, ТРД с форсажной камерой практически не нашли применения в коммерческой авиации, за исключением самолётов Ту-144 и Конкорд, полеты которых уже прекратились.

Регулируемые сопла

Регулируемое сопло ТРДДФ F-100 самолёта F-16 створки максимально открыты

Регулируемое сопло ТРДФ АЛ-21 регулируемые створки максимально закрыты

ТРД, скорость истечения реактивной струи в которых может быть как дозвуковой, так и сверхзвуковой на различных режимах работы двигателей, оборудуются регулируемыми соплами. Эти сопла состоят из продольных элементов, называемых створками, подвижных относительно друг друга и приводимых в движение специальным приводом, как правило гидравлическим или механическим, позволяющим по команде пилота или автоматической системы управления двигателем изменять геометрию сопла. При этом изменяются размеры критического (самого узкого) и выходного сечений сопла, что позволяет оптимизировать работу двигателя при полётах на разных скоростях и режимах работы двигателя. Регулируемые сопла применяются в основном в военной авиации на ТРД и ТРДД с форсажной камерой.[1]

Управление вектором тяги (УВТ) / Отклонение вектора тяги (ОВТ)

Отклоняемые створки сопла с ОВТ.

ТРДД Rolls-Royce Pegasus поворотные сопла которого позволяют осуществлять вертикальные взлет и посадку. Устанавливается на самолёте Harrier.

Специальные поворотные сопла, на некоторых ТРДД, позволяют отклонять истекающий из сопла поток рабочего тела относительно оси двигателя. ОВТ приводит к дополнительным потерям тяги двигателя за счёт выполнения дополнительной работы по повороту потока и усложняют управление самолётом. Но эти недостатки полностью компенсируются значительным повышением маневренности и сокращением разбега самолёта при взлете и пробега при посадке, до вертикальных взлета и посадки включительно. ОВТ используется исключительно в военной авиации.

Турбовентиляторный двигатель

Основная статья: Турбовентиляторный двигатель

Турбовентиляторный двигатель GE90 авиалайнера Боинг-747

Турбореактивный двухконтурный двигатель (ТРДД) со степенью двухконтурности выше 2 называют турбовентиляторными. Верхнее значние степени двухконтурности этих двигателей может достигать 11 (en:Rolls-Royce Trent 1000). ТРДД с высокой степенью двухконтурности выполняются, как правило, без камеры смешения. По причине большого входного диаметра таких двигателей их сопло внешнего контура часто делают укороченным с целью снижения массы двигателя и уменьшения воздушного сопротивления в тракте внешнего контура.

Область применения

Можно сказать, что с 1960-х и по сей день в самолётном авиадвигателестроении — эра ТРДД. ТРДД различных типов являются наиболее распространенным классом воздушно-реактивных двигателей, используемых на самолётах, от высокоскоростных истребителей-перехватчиков с малой степенью двухконтурности до гигантских коммерческих и военно-транспортных самолётов с ТРДД с высокой степенью двухконтурности.

Турбовинтовой двигатель

Турбовинтовой двигатель. Привод винта от вала турбины осуществляется через редуктор

Основная статья: Турбовинтовые двигатели

Конструктивно турбовинтовой двигатель (ТВД) схож с ТРД, в котором мощность, развиваемая двигателем, передаётся на вал воздушного винта, обычно не напрямую, а через редуктор.

Турбовинтовые двигатели используются в транспортной и гражданской авиации.

Турбовальный двигатель

Основная статья: Турбовальные двигатели

Схема турбовального двигателя.   — вал отбора мощности

Турбовальные двигатели конструктивно представляют собой турбореактивный двигатель, в котором мощность, развиваемая дополнительным каскадом турбины, передаётся на вал отбора мощности, чаще всего через редуктор. Так как между валом турбины и компрессора и валом отбора мощности нет механической связи, а только газодинамическая, турбовальные двигатели относят к ВРД непрямой реакции. Эти двигатели, строго говоря, не является реактивным, реакция выхлопа турбины составляет не более 10 % его суммарной тяги, однако традиционно их относят к воздушно-реактивным.

Используется для привода винтов вертолётов.

Винтовентиляторный двигатель

Як-44 с винтовентиляторными двигателями Д-27

Для улучшения характеристик эксплуатации ТВД применяют специальные многолопастные стреловидные винты с изменяемым шагом (ВИШ) с одним или двумя рядами лопастей. Такие ВИШ подвергаются более высокой нагрузке на ометаемую площадь при уменьшенном диаметре винта, но сохраняют относительно высокий КПД 0,8-0,85. Такие винты называются винтовентиляторами (ВВ), а двигатель – турбовинтовентиляторным (ТВВД) с открытым винтовентилятором.^[14]

На сегодня известен лишь один серийный образец двигателя этого типа — Д-27 (ЗМКБ «Прогресс» им. академика А. Г. Ивченко, г. Запорожье, Украина. ), использующийся на самолёте Як-44 с крейсерской скоростью полёта 670 км/ч, и на Ан-70 с крейсерской скоростью 750 км/ч.

У двигателя Д-27 поток холодного воздуха создаётся двумя соосными, вращающимися в противоположных направлениях, многолопастными саблевидными винтами, приводимыми в движение от свободной четырёхступенчатой турбины, турбовального двигателя. Мощность передается винтам через редуктор.

Сравнение ВРД разных типов с другими авиадвигателями

Эффективность реактивных двигателей принято оценивать удельным импульсом – отношением тяги к секундному расходу топлива. Этот показатель является также мерой экономичности двигателя. В приведённой ниже диаграмме в графической форме представлены верхние значения этого показателя для разных типов ВРД, в зависимости от скорости полёта, выраженной в форме числа Маха, что позволяет видеть область применимости каждого типа двигателей.

Из диаграммы следует, что по удельному импульсу ракетные двигатели (РД) значительно уступают ВРД всех типов. Это объясняется тем, что в расход топлива у РД включается и окислитель, который ВРД забирает из атмосферы, поэтому удельный импульс РД составляет максимум 270 сек для РДТТ и 450 сек для ЖРД.

В спецификациях двигателей с воздушными винтами тяга и удельный импульс обычно не указываются. Для этих двигателей характерным параметром является мощность, а не тяга. Для характеристики эффективности и экономичности винтовых двигателей используется удельный расход топлива – отношение расхода топлива в час к развиваемой мощности. Чтобы сравнить эффективность поршневых ДВС с турбовинтовыми можно привести значение этого показателя для двух конкретных образцов двигателей этих типов:

Поршневой АШ-82 – 0,381 кг/л.с.час

ТВД НК-12 – 0,158 кг/л.с.час.

Таким образом турбовинтовой двигатль (в расчёте на 1л.с.) в 2,5 раза экономичнее поршневого, и в этом состоит одна из главных причин, по которой ВРД вытеснили из «большой авиации» поршневые двигатели. Кроме того, и по весовым характеристикам ВРД значительно превосходят поршневые.

В качестве весовой характеристики авиадвигателей, обычно, используется один из показателей: удельная мощность – отношение мощности двигателя к его массе (для двигателей с воздушным винтом), или удельная тяга – отношение тяги к массе двигателя (для ВРД и ракетных двигателей). В нижеследующей таблице приведены эти показатели для некоторых авиационных и ракетных двигателей разных типов.

См. также

• Газотурбинный двигатель
• Управление вектором тяги

Литература

• Казанджан П. К., Алексеев Л. П., Говоров А. Н., Коновалов Н. Е., Ю. Н. Нечаев, Павленко В. Ф., Федоров Р. М. Теория реактивных двигателей. М. Воениздат. 1955
• Стечкин Б. С. Избранные труды. Теория тепловых двигателей. — М.: Наука, 1977. — 410 с.
• В. М. Акимов, В. И. Бакулев, Р. И. Курзинер, В. В. Поляков, В. А. Сосунов, С. М. Шляхтенко. Под редакцией С. М. Шляхтенко. Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей. Учебник для вузов. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1987
• Кулагин В. В. Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. Изд. 2-е. М. Машиностроение. 2003.
• Клячкин А. Л. Теория воздушно-реактивных двигателей, М., 1969

Ссылки

• Исследование пульсирующих ВРД на примере немецкого самолёта-снаряда V-1 (англ. ), США, 1946.
• Работы по ПВРД и крылатым ракетам дальнего действия с ПВРД в СССР (1947—1960)
• Двухконтурные ТРД
• Экспериментальная модель вибрации ТРД

Примечания

1. ↑ Соболев Д. А. История самолётов. Начальный период.. — М.: РОССПЭН, 1995. — 343 с.
2. ↑ www.aviarmor.net/aww2/projects/su_gu_vrd.htm
3. ↑ РД-10
4. ↑ npo-saturn.ru
5. ↑ Статья Leduc 010^{[неавторитетный источник?]} во французской Википедии
6. ↑ Статья Leduc 021 и Leduc 022 во французской Википедии
7. ↑ НПО им. С.А. Лавочкина
8. ↑ airbase.ru/sb/russia/lavochkin/la/350/index.htm Стратегическая крылатая ракета Ла-350 «Буря»
9. ↑ http://www.laser-feinschweisstechnik.de/html/die_pulsoschmiede.html
10. ↑ ^{1 2} Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей. Учебник для вузов. Авторы: В. М. Акимов, В. И.  Бакулев, Р. И. Курзинер, В. В. Поляков, В. А. Сосунов, С. М. Шляхтенко. Под редакцией С. М. Шляхтенко. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1987
11. ↑ Иллюстрированное описание нескольких конструкций бесклапанных ПуВРД (на английском)
12. ↑ Архип Люлька — 100 великих.
13. ↑ Двигатели — Эхо России. Общественно-политический журнал.
14. ↑ Турбовинтовые двигатели и вертолетные ГТД

«Воздушный» двигатель – DW – 25.12.2001

Zero Pollution — двигатели с нулевым выбросом вредных веществФото: AP

Владимир Фрадкин

25.12.200125 декабря 2001 г.

Революция в автомобилестроении или во всех смыслах слова «дутая» сенсация?

https://www.dw.com/ru/%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C/a-370798

Реклама

Сама по себе идея не столь уж и нова, однако что касается её претворения в жизнь, то до недавнего времени дело дальше опытных образцов не доходило. И вот теперь французская фирма MDI – Motor Development International – намерена начать серийный выпуск автомобилей, оборудованных двигателем «Zero Pollution», то есть с нулевым выбросом вредных веществ в атмосферу.

Гениальное изобретение

Главный конструктор необычного двигателя, он же шеф и основатель фирмы MDI – опытный инженер-моторостроитель Ги Нэгр (Guy Negre). Владелец более чем 70-ти патентов известен, прежде всего, как разработчик специальных пусковых устройств для сверхмощных моторов гоночных машин «Формулы 1» и для целого ряда авиационных двигателей, причём во всех этих устройствах используется сжатый воздух. Идея превратить пусковой режим в рабочий осенила французского инженера 10 лет назад. Правда, поначалу Ги Нэгр направил все свои усилия на создании гибридного двигателя. Его главное достоинство должно было заключаться в том, чтобы на малых оборотах он работал от сжатого воздуха, а на больших автоматически переходил на бензин, газ или дизельное топливо. Следующим шагом стало создание двигателя, работающего только на сжатом воздухе без помощи каких бы то ни было видов традиционного топлива. Ги Нэгр говорит:

— Двигатель функционирует следующим образом: наружный воздух засасывается в малый цилиндр и сжимается поршнем до давления в 20 бар, при этом воздух разогревается до 400 градусов; в конце такта воздух выталкивается в сферическую камеру – по старой памяти она называется камерой сгорания, хотя никакого сгорания там уже не происходит; в эту же камеру под давлением подаётся и холодный сжатый воздух из баллонов, он сразу же нагревается, расширяется, давление резко возрастает, поршень большого цилиндра уходит назад и передаёт рабочее усилие на коленчатый вал. Можно даже сказать, что в принципе этот двигатель работает так же, как и обычный двигатель внутреннего сгорания, но только тут нет никакого сгорания.

«Дутая» сенсация

Авторемонтные предприятия и нефтяные концерны единодушно считают автомобиль с воздушным двигателем «недоработанным». Впрочем, это можно списать на их предвзятость. Однако и многие независимые эксперты настроены скорее скептически, тем более, что ряд крупных автомобилестроительных концернов – например, «Фольксваген», – уже в 70-х и 80-х годах вели исследования в этом направлении, но затем свернули их ввиду полной бесперспективности.

Между тем, на главной интернетной странице фирмы MDI вывешено объявление, что она временно отключена, поскольку… не справляется с огромным потоком запросов. Зато работает интернетная страница люксембургского отделения фирмы: она гордо сообщает о том, что изобретение Ги Нэгра удостоилась более чем 70-ти телерепортажей и более чем 500 газетных публикаций во многих странах мира. Однако помещённые на той же странице описание двигателя и принципиальная схема его работы грешат неточностями и ошибками, а кроме того, версии на немецком и английском языках не только изрядно различаются между собой, но порой и прямо противоречат друг другу. Что же касается упомянутых газетных материалов и телесюжетов, то чуть ли не в каждом из них приводятся свои, отличные от прочих, технические параметры. Разброс цифр столь велик, что невольно задаёшься вопросом, неужели они относятся к одному и тому же автомобилю? А между тем, цифры почти всегда даются со ссылкой на самого Ги Нэгра или на его ближайших сотрудников. Ещё одна странная закономерность состоит в том, что с каждой следующей публикацией параметры автомобиля улучшаются: то мощность подрастёт, то цена упадёт, то масса уменьшится, то ёмкость баллонов увеличится. Всё это легко можно объяснить плодотворной работой инженеров, озабоченных неустанным совершенствованием конструкции автомобиля, да только увидеть его в действии почему-то всё никак и никому не удаётся. Так что сомнения тут вполне уместны и оправданы. Однако ждать осталось недолго. Думаю, уже в наступающем году мы точно узнаем, что же такое этот разработанный фирмой MDI двигатель на сжатом воздухе – революция в автомобилестроении или во всех смыслах слова «дутая» сенсация.

Наиболее часто приводимые параметры автомобиля на воздушном приводе…

Технические параметры

• Мощность двигателя: 28 л. с.
• Рабочий объём цилиндров: чуть менее литра
• Максимальная скорость: 110 км/ч
• Запас хода в городских условиях: около 300 км
• Масса двигателя: 35 кг
• Масса коробки передач: 35 кг
• Масса баллонов со сжатым воздухом: 90 кг
• Общая масса всего автомобиля: 600-700 кг в зависимости от модели
• Грузоподъёмность: 0,5 т
• Запас сжатого воздуха: 400 л под давлением в 300 бар
• Заправка:

1. из магистральных воздухопроводов высокого давления на специальных компрессорных станциях – около 2-х минут;
2. бортовым компрессором при его подключении к стандартной электросети напряжением в 220 вольт — около 3,5 часов.

• Энергозатраты: 20 кВТч
• Экономия массы:

1. упрощенная до минимума бортовая электросеть;
2. элементы кузова из стеклопластика;
3. баллоны для сжатого воздуха из углепластика и с кевларовой оболочкой.

• Модификации:

1. пикап;
2. фургон;
3. пятиместное такси;
4. шестиместный универсал.

• Нормативный пробег между двумя техосмотрами: 100 000 км
• Предполагаемая цена в базовой комплектации: менее 25-ти тысяч марок

Реклама

Пропустить раздел Топ-тема

1 стр. из 3

Пропустить раздел Другие публикации DW

На главную страницу

плюсы и минусы Мотор работающие на сжатом воздухе

/ 11

ХудшийЛучший

То, что пневмомобили смогут стать полноценной заменой бензиновому и дизельному транспорту, пока вызывает сомнения. Однако у двигателей, работающих на сжатом воздухе есть свой безусловный потенциал.Автомобили на сжатом воздухе используют электрический насос – компрессор для сжатия воздуха до высокого давления (300 – 350 Атм.) и аккумулируют его в резервуаре. Используя его для движения поршней, на подобии двигателя внутреннего сгорания, выполняется работа и автомобиль движется на экологически чистой энергии.

1. Новизна технологии

Несмотря на то, что автомобиль с воздушным двигателем кажется инновационной и даже футуристической разработкой, сила воздуха использовалась в управлении автомобилями еще в конце девятнадцатого – начале двадцатого века. Однако точкой отсчета в истории развития воздушных двигателей нужно считать семнадцатый век и разработки Дэни Папина для Академии наук Великобритании. Таким образом, принцип работы воздушного двигателя открыт более трехсот лет назад, и тем более странным кажется тот факт, что эта технология так долго не находила применения в автомобильной промышленности.

2. Эволюция автомобилей с воздушным двигателем

Первоначально двигатели, работающие на сжатом воздухе, использовались в общественном транспорте. В 1872 году Луи Мекарски создал первый пневматический трамвай. Затем, в 1898 году Хоудли и Найт усовершенствовали конструкцию, продлив цикл работы двигателя. В числе отцов-основателей двигателя на сжатом воздухе также нередко упоминают имя Чарльза Портера.

3. Годы забвения

Принимая во внимание долгую историю воздушного двигателя, может показаться странным, что эта технология не получила должного развития в двадцатом веке. В тридцатых годах был спроектирован локомотив с гибридным двигателем, работавшим на сжатом воздухе, однако доминирующей тенденцией в автомобилестроении стала установка двигателей внутреннего сгорания. Некоторые историки прозрачно намекают на существование «нефтяного лобби»: по их мнению, могущественные компании, заинтересованные в росте рынка сбыта продуктов нефтепереработки приложили все возможные усилия, чтобы исследования и разработки в сфере создания и усовершенствования воздушных двигателей никогда не были опубликованы.

4. Преимущества двигателей, работающих на сжатом воздухе

В характеристиках воздушных двигателей легко заметить множество преимуществ в сравнении с двигателями внутреннего сгорания. В первую очередь, это дешевизна и очевидная безопасность воздуха, как источника энергии. Далее, упрощается конструкция двигателя и автомобиля в целом: в нем отсутствуют свечи зажигания, бензобак и система охлаждения двигателя; исключается риск протечки зарядных батарей, а также загрязнения природы автомобильными выхлопами. В конечном счете, при условии массового производства, стоимость двигателей на сжатом воздухе, скорее всего, окажется ниже, чем стоимость бензиновых двигателей.

Однако не обойдется и без ложки дегтя: согласно проведенным экспериментам, двигатели на сжатом воздухе в работе оказались более шумными, чем бензиновые двигатели. Но это не главный их недостаток: к сожалению, по своей производительности они также отстают от двигателей внутреннего сгорания.

5. Будущее автомобилей с воздушным двигателем

Новая эра для автомобилей, работающих на сжатом воздухе, началась в 2008-м году, когда бывший инженер Формулы 1 Гай Негре представил свое детище под названием CityCat – автомобиль с воздушным двигателем, который может развивать скорость до 110 км/ч и преодолевать без подзарядки расстояние в 200 километров Чтобы превратить пусковой режим пневматического привода в рабочий, было потрачено более 10 лет. Основанная с группой единомышленников компания стала называться Motor Development Internation. Ее первоначальный проект не был пневмомобилем в полном смысле этого слова. Первый двигатель Гая Негре мог работать не только на сжатом воздухе, но также на природном газе, бензине и дизеле. В моторе MDI процессы сжатия, воспламенения горючей смеси, а также сам рабочий ход проходят в двух цилиндрах разного объема, соединяющихся меж собой сферической камерой.

Испытывали силовую установку на хетчбэке Citroen AX. На низких скоростях (до 60 км/ч), когда потребляемая мощность не превышала 7 кВт, автомобиль мог передвигаться только на энергии сжатого воздуха, но при скорости выше указанной отметки силовая установка автоматически переходила на бензин. В этом случае мощность двигателя вырастала до 70 лошадиных сил. Расход жидкого топлива в шоссейных условиях составил всего 3 литра на 100 км — результат, которому позавидует любой гибридный автомобиль.

Однако команда MDI не стала останавливаться на достигнутом результате, продолжив работу над усовершенствованием двигателя на сжатом воздухе, а именно над созданием полноценного пневмомобиля, без подпитки газового или жидкого топлива. Первым стал прототип Taxi Zero Pollution. Этот автомобиль «почему-то» не вызвал интерес у развитых стран, в то время сильно зависящих от нефтяной промышленности. Зато Мексика заинтересовалась этой разработкой, и в 1997 году заключила договор о постепенной замене таксопарка Мехико (одного из самых загрязненных мегаполисов мира) на «воздушный» транспорт.

Следующим проектом стал тот самый Airpod с полукруглым стеклопластиковым кузовом и 80-килограммовыми баллонами со сжатым воздухом, полный запас которых хватал на 150-200 километров пути. Однако полноценным серийным пневмомобилем стал проект OneCat — более современная интерпретация мексиканского такси Zero Pollution. В легких и безопасных карбоновых баллонах под давлением в 300 бар может храниться до 300 литров сжатого воздуха.

Принцип работы двигателя MDI следующий: в малый цилиндр засасывается воздух, где он сжимается поршнем под давлением 18-20 бар и разогревается; подогретый воздух идет в сферическую камеру, где смешивается с холодным воздухом из баллонов, который мгновенно расширяясь и нагреваясь, увеличивает давление на поршень большого цилиндра, передающего усилие на коленвал.

В большинстве стран мира автомобили с двигателями внутреннего сгорания пока являются основным средством передвижения. В странах «золотого миллиарда», где требования к авто намного выше, ситуация выглядит иначе – там автомобили, работающие на электричестве и других альтернативных видах топлива, сейчас становятся ведущим направлением в производстве.

Однако становление электромобиля как нового стандарта автопромышленности не остановило инициативу ученых и разработчиков новых видов транспортных средств.

За последние двадцать лет в мире было создано множество различных прототипов автомобилей: на водородном топливе, биотопливе, солнечных батареях и т.д. Однако нельзя с уверенностью заявить, что какая либо из этих альтернатив имеет реальные перспективы конкурировать с «традиционными» бензиновыми авто и электромобилями.

Проблема тут в том, что решающим фактором всегда является простота и дешевизна производства, и если альтернативный вариант нерентабелен, то все остальные его достоинства уже не имеют особого значения.

В такой ситуации эксперименты крупных автомобильных компаний имеют гораздо больше шансов на признание и массовое производство. Примером такой разработки является Air Hybrid, инновационная гибридная установка, состоящая из усовершенствованного двигателя внутреннего сгорания и гидравлического компрессора, спроектированная и созданная специалистами PSA Peugeot Citroen.

Этот французский концерн, объединивший в себе потенциал двух известных автомобильных компаний, ставил своей целью создание нового типа двигателя, в котором вместо электричества будет использоваться сжатый воздух. Air Hybrid стал успешным завершением очередного этапа программы компании, которая направлена на уменьшения расхода топлива в автомобилях марки до рекордных 2 литров на 100 километров пути.

Революционность Air Hybrid в том, что такой двигатель может работать сразу в трех режимах – только на сжатом воздухе, на бензине, а также одновременно на воздухе и на бензине. Одно из главных достоинств такого решения – это существенное снижение веса, которое само по себе так же является важным фактором в экономии топлива.

Гидравлическая система не только меньше весит, но и намного дешевле в производстве, чем традиционная система, включающая в себя аккумуляторные батареи. Кроме этого гидравлика надежнее – с ней становятся ненужными многие сложные электронные системы, которых в обычном автомобиле слишком много и которые управляют всем – от пуска двигателя до встроенного алкотестера.

Стоит отметить, что встроенные профессиональные алкотестеры, тестирующие водителя перед пуском двигателя – это популярное решение у многих европейских производителей автомобилей.

Новый гибридный двигатель от Peugeot Citroen состоит из бензинового двигателя, адаптированной трансмиссии эпициклического типа, где вместо электрического мотора будет применяться гидравлический компрессор.

В прототипе под полом автомобиля размещены два баллона, содержащие сжатый воздух – в одном воздух низкого, а в другом высокого давления.

На сжатом воздухе такой автомобиль может передвигаться со скоростью до 70 км/час, что является оптимальным для поездок по городу. Когда понадобится увеличить скорость, то можно будет переключиться на бензиновый двигатель, а для экстремального ускорения двигатели будут работать вместе.

Иногда нужно иметь под рукой маломощный двигатель, который превращает энергию горения топлива в меxаническую энергию. Как право такие двигатели имеют очень трудную сборку, а если купить готовый, то нужно прощаться с кругленькой суммой из кошелька. Мы сегодня детально будем рассматривать конструкцию и самостоятельную сборку одного из такиx двигателей. Но двигатель у нас будет работать чуть по иному, на сжатом воздуxе. Область его применения очень большая (модели кораблей, машин, если дополнить генератором тока можно собрать маленькую электростанцию и тому подобное).

Начнем рассматривать каждую часть такого воздушного двигателя по отдельности. Данный двигатель способен дать от 500 до 1000 оборотов в минуту и благодаря применению маxовика обладает приличной мощностью. Запаса сжатого воздуxа в резонаторе xватает на 20 минут непрерывной работы двигателя, но можно и увеличить время работы, если в качестве резервуара использовать автомобильное колесо. Данный двигатель может работать и с паром. Принцип работы состоит в следующем — цилиндр с припаянной к одной из его сторон призмой имеет отверстие в своей верxней части, которое проxодит и через призму качается вместе с укрепленной в нем осью в подшипнике стойки.

Справа и слева от подшипника сделаны два отверстия, одно для впуска воздуxа из резервуара в цилиндр, второе для выпуска отработанного воздуxа. Первое положение работы двигателя показывает момент впуска воздуxа (отверстие в цилиндре совпадает с правым отверстием в стойке). Воздуx из резервуара войдя в полость цилиндра давит на поршень и толкает его вниз. Движение поршня через шатун передается к маxовику, который поворачиваясь, выводит цилиндр из крайнего правого положения и продолжает вращаться. Цилиндр принимает вертикальное положение и в этот момент впуск воздуxа прекращается, так как отверстия цилиндра и стойки не совпадают.

Благодаря инерции маxовика движение продолжается и цилиндр переxодит уже в крайнее левое положение. Отверстие цилиндра совпадает с левым отверстием в стойке и через это отверстие отработанный воздуx выталкивается наружу. И цикл повторяется снова и снова.

Детали воздушного двигателя

ЦИЛИНДР — изготавливается из латунной, медной или стальной трубки с диаметром 10 — 12 мм,. В качестве качестве цилиндра можно использовать латунную гильзу ружейного патрона подxодящего калибра. Трубка должна иметь гладкие внутренние стены. На цилиндр нужно напаять выпиленная из куска железа призма, в которой плотно укреплен винт с гайкой (ось качания), выше винта, на расстоянии 10 мм от его оси, просверлено через призму внутрь цилиндра отверстие диаметром 2мм для впуска и выпуска воздуxа.

ШАТУН — выпиливают из латунной пластинки толщиной 2 мм. один конец шатуна расширение в котором сверлят отверстие с диаметром 3 мм для пальца кривошипа. Другой конец шатуна, предназначен для впайки в поршень. Длина шатуна 30 мм.

ПОРШЕНЬ — отливают из свинца непосредственно в цилиндре. Для этого в жестяную банку насыпают суxой речной песок. Затем заготовленную для цилиндра трубку вставляем в песок, оставляя снаружи выступ 12мм. Для уничтожения влаги, банку с песком и цилиндр нужно прогреть в печи или на газовой плите. Теперь нужно расплавлять свинец в цилиндр и сразу же нужно погружать туда шатун. Шатун нужно установить точно в центре поршня. Когда отливка остынет, из банки с песком вынимают цилиндр и выталкивают из него готовый поршень. Все неравномерности сглаживаем мелким напильником.

СТОЙКИ ДВИГАТЕЛЯ — нужно изготовить согласно размерам которые указаны на фотографии. Его делаем из 3 — миллиметрового железа или латуни. Высота основной стоки 100 мм. В верxней части основной стойки сверлят по центральной осевой линии отверстие диаметром 3мм, которое служит подшипником для оси качания цилиндра. Два самыx верxниx отверстия диаметром по 2 мм сверлим по окружности радиусом 10 мм, проведенной от центра подшипника оси качания. Эти отверстия расположены по обе стороны от осевой линии стойки на расстоянии 5 мм от нее. Через одно из этиx отверстий воздуx поступает в цилиндр, через другое — выталкивается из цилиндра. Вся конструкция воздушного двигателя собрана на основной стойке, которая сделана из дерева с толщиной примерно 5 см.

МАXОВИК — можно подобрать готовый или отлить из свинца (раньше выпускались машинки с инерционным двигателем, там присутствует нужный нам маxовик). Если вы все же решили отлить его из свинца, то не забудьте в центре формы установить вал (ось) с диаметром 5мм. Размеры маxовика также указаны на рисунке. Для крепления кривошипа на одном конце вала имеется резьба.
КРИВОШИП — выпиливаем из железа или латуни с толщиной 3 мм по рисунку. Палец кривошипа можно изготовить из стальной проволки с диаметром 3 мм и впаивается в отверстие кривошипа.
КРЫШКА ЦИЛИНДРА — изготовливаем и 2-х миллиметровой латуни и после отливки поршня припаивают к верxней части цилиндра. После сборки всеx частей двигателя собираем его. В пайке латуни и стали следует использовать мощный советский паяльниик и соленую кислоту для прочной пайки. Резервуар в моей конструкции применен от краски, трубки резиновые. Мой двигатель собран чуть по иному, размеры я поменял, но принцип работы тоже самое. Двигатель раньше у меня работал часами, к нему был подключен самодельный генератор переменного тока. Такой двигатель особенно может заинтересовать моделистов. Используйте двигатель там, где сочтете нужным и на сегодня все. Удачи в сборке — АКА

Обсудить статью ВОЗДУШНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Группа наших специалистов работает над разработкой пневматических приводов движения в области их применения на автомобильном транспорте и в приводах различных рабочих машин. Ими проделана огромная работа в этом направлении, но сначала можно сказать несколько слов о сегодняшней мировой тенденции в этом направлении работ.

Автомобили, работающие на сжатом воздухе.

Индийский автоконцерн Tata изучая возможность создания суперэкологичного легкового транспорта, работающего на сжатом воздухе, подписал соглашение с французской компанией MDI, которая разрабатывает экологически чистые двигатели, использующие в качестве топлива только сжатый воздух. Tata приобрела права на эти технологии для Индии и теперь изучает, где и как их можно использовать. Таtа уже давно готовила общественность к экологически чистому транспорту, который получает все большее распространение в Индии, где наблюдается настоящий автомобильный бум.

«Эта концепция как способ управления автомобилем очень интересна», — говорит управляющий директор индийской компании Рави Кант. Компания искала возможности для применения технологии «сжатого воздуха» для мобильных и стационарных целей, добавляет Кант.

И вот очередная сенсация от индийских производителей. Они запускают в серийное производство модель «Нано» по имени OneCAT, который будет иметь уже не бензиновый, а пневмомотор, работающий на сжатом воздухе. Заявленная цена революционной новинки — около пяти тысяч долларов. Под водительским сиденьем «Нано» стоит аккумулятор, а передний пассажир сидит прямо на топливном баке. Если заправлять автомобиль воздухом на компрессорной станции, это займет три-четыре минуты. «Подкачка» с помощью мини-компрессора, работающего от розетки, длится три-четыре часа. «Воздушное топливо» стоит относительно дешево: если перевести его в бензиновый эквивалент, то получится, что машина расходует около литра на 100 км пути.

Экологически чистый микрогрузовичок Gator от компании Engineair — первый в Австралии автомобиль на сжатом воздухе, поступивший в реальную коммерческую эксплуатацию, недавно приступил к своим обязанностям в Мельбурне. Грузоподъёмность этой тележки — 500 кг. Объём баллонов с воздухом — 105 литров. Пробег на одной заправке — 16 км. При этом заправка занимает несколько минут. В то время, как зарядка аналогичного электромобиля от сети заняла бы часы. Кроме того, аккумуляторы дороже баллонов, намного тяжелее их и являются загрязнителями окружающей среды после выработки ресурса и в процессе эксплуатации.

Такого рода авто уже работают и в гольф-клубах. Для передвижения игроков по полю лучшего средства не найти, ведь в роли выхлопных газов у пневмомобиля выступает все тот же воздух.

Идея пневмопривода проста — в движение машину приводит не сгорающая в цилиндрах мотора бензиновая смесь, а мощный поток воздуха из баллона (давление в баллоне — около 300 атмосфер). В этих автомобилях нет ни баков с топливом, ни аккумуляторов, ни солнечных батарей. Не нужны им ни водород, ни дизтопливо, ни бензин. Надёжность? Да тут почти нечему ломаться.

Так можно устроить привод легкового автомобиля по системе Ди Пьетро. Два роторных пневмодвигателя, по одному на колесо. И никакой трансмиссии — ведь пневмодвигатель выдаёт максимальный крутящий момент сразу — даже в неподвижном состоянии и раскручивается до вполне приличных оборотов, так что особой трансмиссии с переменным передаточным числом ему не нужно. Ну, а простота конструкции — это ещё один плюс в копилку всей идеи.

Воздушный двигатель имеет и ещё одно важное достоинство: он практически не требует профилактики, нормативный пробег между двумя техосмотрами составляет ни много ни мало 100 тысяч километров.

Большой плюс пневмомобиля и в том, что он практически не нуждается в масле — мотору хватит литра «смазки» на 50 тысяч километров пробега (для обычного авто потребуется порядка 30 литров масла). Не нужен пневмомобилю и кондиционер — отработанный мотором воздух имеет температуру от нуля до пятнадцати градусов Цельсия. Этого вполне достаточно для охлаждения салона, что для жаркой Индии, где планируют выпускать машину, немаловажно.

В Штатах должны строить модель CityCAT. Это шестиместная легковушка с большим багажником. Вес машинки составит 850 килограммов, длина — 4,1 м, ширина — 1,82 м, высота — 1,75 м. Это авто сможет проезжать в городе до 60 километров только на одном сжатом воздухе и сможет разгоняться до 56 километров в час.

4 баллона, выполненные из углепластика с кевларовой оболочкой, длиной в 2 и диаметром в четверть метра каждый, расположены под днищем, вмещают 400 литров сжатого воздуха под давлением в 300 бар. Воздух высокого давления либо закачивается в них на специальных компрессорных станциях, либо производится бортовым компрессором при его подключении к стандартной электросети напряжением в 220 вольт. В первом случае заправка занимает около 2-х минут, во втором — около 3,5 часов. Энергозатраты в обоих случаях составляют около 20 кВт/ч, что при нынешних ценах на электроэнергию эквивалентно стоимости полутора литров бензина. Немало преимуществ имеет автомобиль на сжатом воздухе и перед электромобилем: он значительно легче, заряжается вдвое быстрее и обладает аналогичным запасом хода.

Пневматические CityCAT’s Taxi и MiniCAT’s от Motor Development International.

Разработчики воздушного двигателя из компании MDI подсчитали суммарный КПД в цепочке «нефтеперегонный завод — автомобиль» для трёх видов привода — бензинового, электрического и воздушного. И оказалось, что КПД воздушного привода составляет 20 процентов, что в два с лишним раза превышает КПД стандартного бензинового мотора и в полтора раза — КПД электропривода. Кроме того, экологический баланс выглядит и ещё лучше, если использовать возобновляемые источники энергии.

Между тем, по данным фирмы MDI, в одной лишь Франции уже собрано более 60-ти тысяч предварительных заказов на воздушный автомобиль. Построить у себя заводы по его производству намерены Австрия, Китай, Египет и Куба. Огромный интерес к новинке проявили власти мексиканской столицы: как известно, Мехико является одним из самых загазованных мегаполисов мира, поэтому отцы города намерены как можно скорее заменить все 87 тысяч бензиновых и дизельных такси экологически чистыми французскими автомобилями.

Аналитики считают, что автомобиль на сжатом воздухе, неважно кем он создан (Tata, Engineair, MDI либо другими), вполне может занять свободную нишу на рынке подобно электромобилям, которые уже разработали или только тестируют другие производители.

Пневмопривод, за и против. Выводы, сделанные на основе работы наших специалистов

Пневмоприводные машины — это тема, на самом деле, не настолько перспективна, как о ней говорят индийские, французские или американские «эксперты», хотя и не лишена некоторых плюсов.

Сам пневмопривод не решает проблемы с топливом. Дело в том, что запас энергии сжатого воздуха очень небольшой и такой привод способен эффективно решать топливную проблему лишь для некоторых типов машин: пассажирских и грузовых мини-каров, погрузчиков и наиболее легких городских автомобилей (например — специальных такси). И не более того, если говорить о чистом пневматическом, а не о гибридном приводе (гибридный привод — это параллельная, но абсолютно отдельная тема).

Разрабатывая пневмопривод машины, нужно заниматься не пневмодвигателем, а именно пневмоприводом — целой системой, в которой пневмодвигатель является лишь составной частью. Хороший пневмопривод должен включать в себя несколько отдельных узлов:

1. Собственно пневмодвигатель — поршневой или роторный многорежимный двигатель (возможно, оригинальной конструкции), обеспечивающий высокую и переменную удельную тягу (момент вращения) при любых оборотах и при сохранении стабильно высокого объемного КПД (80-90%).

2. Систему подготовки впуска сжатого воздуха в цилиндры двигателя, которая обеспечивает автоматическую установку давления, дозировки и фазировки порций воздуха, направляемого в цилиндры двигателя.

3. Автоматический блок контроля нагрузки и скорости пневмомобиля — управляет пневмодвигателем и системой подготовки впуска сжатого воздуха в его цилиндры в соответствии с запросами оператора машины на скорость ее движения и нагрузкой на пневмоприводе.

Такой пневмопривод не будет иметь ни одной постоянной характеристики. Все его характеристики — мощность, момент вращения, частота вращения — автоматически изменяются от нуля до максимума в зависимости от условий работы и преодолеваемой нагрузки. Кроме того он может обладать реверсивностью хода и пневматическим механизмом принудительного торможения типа ретардера.

Только такой комплексный подход к решению проблемы пневмопривода позволит сделать его максимально эффективным, предельно экономичным и не требующим применения различных вспомогательных систем, таких как муфта сцепления или коробка перемены передач. Он же в состоянии повысить экономичность пневмосистемы на 15-30% в сравнении с мировыми аналогами.

За опытную машину с пневмоприводом лучше всего использовать специально сконструированный для этого автопогрузчик. Эта машина сможет показать себя и в движении и в работе. Для автопогрузчика проще сделать облицовочные панели, чем изготовить кузов легкового автомобиля, а кроме того погрузчик — машина принципиально тяжелая и вес стальных баллонов под сжатый воздух ей не помешает, а легкие углепласт-кевларовые баллоны на первом этапе работ обойдутся дороже чем вся машина. Свою роль сыграет и то, что отдельные узлы машины мы сможем использовать от серийных автопогрузчиков, а это позволит ускорить работу.

Кроме того, автопогрузчик — это одна из немногих машин, которую есть смысл делать с пневмоприводом, тем более — в качестве опытного образца.

Такая машина с пневмоприводом имеет некоторые преимущества перед своими дизельными и электрическими аналогами: — при серийном изготовлении она окажется дешевле в производстве, — запас энергии в баллонах аналогичный запасу энергии в аккумуляторах электропогрузчика, — время зарядки баллонов — несколько минут, а время зарядки аккумуляторных батарей — 6-8 часов, — пневмопривод практически не чувствителен к изменению температуры окружающего воздуха — при повышении температуры до +50º запас энергии увеличивается на 10% и с дальнейшим повышением температуры окружающей среды запас энергии пневмопривода только возрастает, не оказывая вредного воздействия (как у дизеля, который склонен к перегреву). При снижении температуры до -20º запас энергии пневмопривода снижается на 10% без каких либо других вредных воздействий на его работу, в то время, как запас энергии электрических батарей уменьшится в 2 раза, а дизель на таком холоде может и не завестись. При снижении температуры окружающей среды до -50º аккумуляторные батареи и дизеля практически не работают без специальных ухищрений, а пневмопривод лишь теряет около 25% запаса энергии. — такой пневмопривод может обеспечивать гораздо больший тягово-скоростной диапазон работы, чем тяговые электродвигатели электропогрузчиков или гидротрансформаторы дизельных погрузчиков.

Инфраструктура заправки и обслуживания машин с пневмоприводом может быть создана гораздо проще, чем подобная инфраструктура для обычных машин.

Пневмозаправка не требует подвоза и переработки топлива — оно находится вокруг нас и абсолютно бесплатно. Требуется только подвод электроэнергии.

Заправки пневмомобилей в каждом доме — вещь абсолютно реальная, только себестоимость домашней заправки пневмомобиля будет несколько выше, чем на магистральной пневмостанции.

Что же касается дозарядки пневмомобиля при торможении или движении с горы (так называемая рекуперация энергии), то по техническим причинам это сделать или очень сложно или экономически не выгодно.

Проблему рекуперации энергии у пневмоприводных машин решить гораздо сложнее, чем у электромобилей.

Если рекуперировать энергию (используя торможение автомобиля или его притормаживание при движении с уклона) при помощи генератора и компрессора, то цепочка рекуперации получается значительно длиннее: генератор — аккумулятор — преобразователь — электродвигатель — компрессор. При этом мощность рекуператора (системы рекуперации в целом и всех ее составляющих по отдельности) должна составлять около половины мощности пневмодвигателя машины.

У пневмомобиля механизм рекуперации энергии значительно сложнее и дороже чем у электромобиля. Дело в том, что генератор электромобиля, связанный с рекуперацией энергии, независимо от режима торможения автомобиля, возвращает в аккумуляторы энергию при стабильном напряжении. При этом сила тока зависит от режима торможения и особой роли в подпитке аккумулятора не играет. Именно этот процесс очень трудно обеспечить в пневмоприводе.

В рекуперации энергии пневмопривода аналогом напряжению является давление, а аналогом силе тока — производительность компрессора. И обе эти величины являются переменными, зависящими от режима торможения.

Чтобы было понятнее, рекуперация не будет происходить, если давление в баллонах составляет 300 атмосфер, а компрессор в выбранном режиме торможения создает только 200 атмосфер. В то же время режим торможения выбирается водителем индивидуально в каждом конкретном случае и подстраивается под условия движения, а не под эффективную работу рекуператора.

Существуют и другие проблемы, связанные с рекуперацией энергии у пневмомобилей.

Так что пневмопривод может быть довольно ограниченно применен при разработке очень узкой гаммы небольших автомобильчиков — тех же развозных тележек-каров, легких городских и клубных миниавтомобилей.

Модель открытого микроавтомобиля или грузового микрокара, работающих на сжатом воздухе. Идеальное средство передвижения для небольших городов и поселков в зонах жаркого климата. Абсолютно чистый выхлоп — чистый прохладный воздух, который может быть направлен на создание микроклимата пассажирам. Высокоэкономичный автоматизированный пневмопривод ее хода обеспечивает максимальную эффективность и автоматизацию управления ее движением не зависимо от изменения величины внешней нагрузки — сопротивления движению. Оригинальный пневматический двигатель с изменяемым моментом вращения не нуждается в применении коробки передач. Эффективность этого пневматического привода на 20% выше, чем у существующих аналогичных пневматических приводов других разработчиков и максимально приближена к теоретическому пределу использования энергии, запасенной в сжатом воздухе в баллонах машины.

Среди основных направлений инженерных поисков, таких как электромобили, гибридные автомобили и автомобили на водородном топливе. Водородное топливо и другие, общедоступные технологии получения дешевой энергии, находятся под строгим запретом мировых нефтяных и промышленных монополистов. Однако, прогресс не остановить и потому, некоторые предприятия и отдельные энтузиасты продолжают создавать уникальные транспортные средства.

Сегодняшняя тема разговора касается именно пневмомобилей. Пневмомобиль является как бы продолжением темы парового автомобиля, одной из многочисленных ветвей использования двигателей, работающих за счет разности давлений газов. Кстати, паровой двигатель был изобретен задолго до появления первой паровой машины Джеймса Уатта, более 2 тысяч лет назад, Героном Александрийским. Идею Герона развил и воплотил в небольшую тележку бельгиец Фердинанд Вербист, в 1668 году

История создания автомобиля доносит до нас не так много информации об успешных и неудачных попытках изобретателей применить в качестве двигателя простой и дешевый механизм. Вначале были попытки использования силы большой пружины и силы маховика. Эти механизмы прочно закрепили свои позиции в детских игрушках. Но применение их в качестве двигателя полноразмерного автомобиля кажется несерьезным. Тем не менее, такие попытки продолжаются и похоже на то, что уже в скором будущем, необычные автомобили смогут уверенно конкурировать с автомобилями, оснащенными ДВС.

Несмотря на кажущуюся бесперспективность данного направления работ в области автомобильного транспорта, пневмомобиль имеет очень много достоинств. Это чрезвычайная простота и надежность конструкции, ее долговечность и низкая стоимость. Такой двигатель бесшумен и не загрязняет воздух. Видимо все это и привлекает многочисленных сторонников такого вида транспорта.

Идея использования сжатого воздуха для привода механизмов и транспорта, возникла давно и была запатентована в Великобритании, еще в 1799 году. Видимо возникла она из желания максимально упростить паровой двигатель и сделать его предельно компактным, чтобы использовать на автомобиле. Практическое использование пневмодвигателя было осуществлено в Америке, в 1875 году. Там строили шахтные локомотивы, которые работали на сжатом воздухе. Первый легковой автомобиль с пневмодвигателем, впервые был продемонстрирован в 1932 году, в Лос-Анджелесе.

С появлением парового двигателя, изобретатели пытались установить его на «Самобеглые коляски», но громоздкий и тяжелый паровой котел оказался неприспособленным к такому виду транспорта.
Предпринимались попытки использования электродвигателя и аккумуляторных батарей для самодвижущегося транспорта, и были достигнуты определенные успехи, но двигатель внутреннего сгорания оказался вне конкуренции, на то время. В результате жестокой конкурентной борьбы между ним и паровым двигателем, победил все-таки двигатель внутреннего сгорания.

Несмотря на множество недостатков, этот двигатель и сегодня доминирует во многих сферах жизнедеятельности человечества, в том числе и во всех видах транспорта. О недостатках двигателя внутреннего сгорания и необходимости найти ему достойную замену, все чаще говорят в научных кругах и пишут в различных популярных изданиях, но все попытки запуска новых технологий в массовое производство, жеско блокируются.

Инженеры и изобретатели создают интереснейшие и перспективные двигатели, способные полностью заменить ДВС, но мировые нефтяные и промышленные монополисты используют свои рычаги давления для того, чтобы не допустить отказа от ДВС и использования новых, альтернативных источников энергии.

И все же, попытки создания серийного автомобиля без двигателя внутреннего сгорания, или с его частичным, второстепенным использованием, — продолжаются.

Индийская фирма Tata Motors готовится запустить в серийное производство небольшой городской автомобиль Tata AIRPOD, двигатель которого работает на сжатом воздухе.

Американцы тоже готовят к массовому производству шестиместный автомобиль CityCAT,
работающий на сжатом воздухе. При длинне 4.1м. и ширине 1.82м., автомобиль весит 850 килограмм. Он может развивать скорость до 56 км/час и преодолевать расстояние до 60 километров. Показатели весьма скромные, но для города вполне терпимые, с учетом многочисленных достоинств автомобиля и его весьма низкой стоимости.Каковы же они, эти достоинства?

Все, кто имеет автомобиль, или имеют отношение к автомобильному транспорту, прекрасно знают насколько сложен конструктивно современный автомобильный двигатель внутреннего сгорания. Помимо того, что сам двигатель конструктивно достаточно сложен, ему требуется система дозировки и впыска топлива, система зажигания, стартер, система охлаждения, глушитель, механизм сцепления, коробка передач и сложная трансмиссия.

Все это делает двигатель дорогим, ненадежным, недолговечным и непрактичным. Я уже не говорю о том, что выхлопные газы отравляют воздух и окружающую среду.

Пневмодвигатель — полная противоположность двигателю внутреннего сгорания. Он предельно прост, компактен, бесшумен, надежен и долговечен. При необходимости, его можно разместить даже в колесах автомобиля. Существенный минус этого двигателя, не позволяющий свободно использовать его на автотранспорте, ограниченный пробег с одной заправки.

Чтобы увеличить дальность пробега пневмомобиля, нужно увеличить объем воздушных баллонов и повысить давление воздуха в баллонах. И то, и другое имеет жесткие ограничения по габаритам, по весу и по прочности баллонов. Может быть когда нибудь эти проблемы будут решены, а пока применяются так называемые гибридные схемы двигательных установок.

В частности, для пневмомобиля предлагается использовать маломощный двигатель внутреннего сгорания, который осуществляет постоянную подкачку воздуха в рабочие баллоны. Двигатель работает постоянно, подкачивая воздух в баллоны, и выключается лишь когда давление в баллонах достигнет макисмального значения. Такое решение позволяет значительно сократить расход бензина, выброс угарного газа в атмосферу и увеличить дальность пробега пневмомобиля.

Подобная гибридная схема является универсальной и успешно применяется, в том числе и на электромобилях. Разница лишь в том, что вместо баллона со сжатым воздухом используется электрический аккумулятор, а вместо пневмодвигателя — электродвигатель. Маломощный ДВС вращает электрический генератор, который подзаряжает аккумуляторы, а те, в свою очередь, питают электродвигатели.

Суть любой гибридной схемы в том, чтобы пополнять расходуемую энергию, при помощи двигателя внутреннего сгорания. Это позволяет использовать двигатель меньшей мощности. Он работает в наивыгоднейшем режиме и потребляет меньше топлива, а значит и выбрасывает меньше токсичных веществ. Пневмомобиль, или электромобиль получают возможность увеличить пробег, ведь затраченная энергия частично пополняется, непосредственно во время движения.

Во время частых остановок у светофоров, при движении накатом и спусках с уклонов, тяговый двигатель не потребляет энергии и происходит чистая подзарядка баллонов, или аккумуляторов. Во время длительных стоянок, пополнять запасы энергии лучше от стандартной заправочной колонки.

Представьте, что Вы приехали на работу, автомобиль стоит на стоянке, а двигатель продолжает работать, пополняя запасы энергии в баллонах. Не окажется ли это сводящим на нет все преимущества гибридного автомобиля? Не получится ли, что экономия бензина окажется не столь сущестенной, как хотелось бы?

В дни своей далекой юности, я тоже подумывал о пневмодвигателе для самодельного автомобиля. Только направление моих поисков имело химический характер. Хотелось найти такое вещество, которое вступало бы в бурную реакцию с водой, или другим веществом, выделяя при этом газы. Тогда мне не удалось найти ничего подходящего и идея была навсегда заброшена.

Зато появилась другая идея — почему бы вместо высокого давления воздуха не использовать вакуум? Если баллон со сжатым воздухом подвергнется каким либо повреждениям, или давление воздуха превысит допустимое, то это чревато мгновенным его разрушением, наподобие взрыва. Вакуумному баллону такое не грозит, его может просто сплющить атмосферным давлением.

Чтобы получить высокое давление в баллоне, порядка 300 бар, нужен специальный компрессор. Чтобы получить вакуум в баллоне, достаточно впустить внутрь порцию обычного водяного пара. Остывший пар превратится в воду, уменьшившись в объеме в 1600 раз и… цель достигнута, частичный вакуум получен. Почему частичный? Да потому, что выдержать глубокий вакуум не всякий баллон сможет.

Дальше все просто. Чтобы автомобиль мог проехать на одном баллоне возможно дальше, нужно подавать в пневмодвигатель не воздух, а пар. Совершив работу, пар проходит через систему охлаждения, где остывает и превратившись в воду, попадает в вакуумный баллон. То-есть, если через двигатель пропущен пар, скажем в 1600 см.3, то в баллон попадет всего 1 см.3 воды. Таким образом, в вакуумный баллон поступает лишь незначительное количество воды и продолжительность его работы увеличивается многократно.

Вернемся, однако, к нашим пневмомобилям.

Индийская компания Tata Motors собирается серийно выпускать компактный городской автомобиль, работающий на сжатом воздухе. Компания утверждает, что их пневмомобиль способен разгоняться до 70 км/час и преодолевать до 200 километров с одной заправки.

В свою очередь, американцы также готовят к серийному выпуску шестиместный пневмомобиль CityCAT. В заявленных характеристиках значится, что разгоняться автомобиль сможет до 80 км/час и дальность пробега составит 130 км. Еще один пневмомобиль американской фирмы MDI, маленький трехместный MiniCAT также планируется запустить в серию.

Пневмомобилями заинтересовались многие фирмы. Австралия, Франция, Мексика и ряд других стран готовы также начать выпускать у себя этот непривычный пока, но обнадеживающий вид транспорта. Двигателю внутреннего сгорания таки прийдется сойти с арены и уступить место другому двигателю, более простому и надежному. Когда это произойдет, пока сказать трудно, но произойдет непременно. Прогресс не может стоять на месте.

ВОЗДУШНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Иногда нужно иметь под рукой маломощный двигатель, который превращает энергию горения топлива в механическую энергию. Как право такие двигатели имеют очень трудную сборку, а если купить готовый, то нужно прощаться с кругленькой суммой из кошелька. Мы сегодня детально будем рассматривать конструкцию и самостоятельную сборку одного из такиx двигателей. Но двигатель у нас будет работать чуть по иному, на сжатом воздухе. Область его применения очень большая (модели кораблей, машин, если дополнить генератором тока можно собрать маленькую электростанцию и тому подобное). 

   Начнем рассматривать каждую часть такого воздушного двигателя по отдельности. Данный двигатель способен дать от 500 до 1000 оборотов в минуту и благодаря применению маховика обладает приличной мощностью. Запаса сжатого воздуха в резонаторе xватает на 20 минут непрерывной работы двигателя, но можно и увеличить время работы, если в качестве резервуара использовать автомобильное колесо. Данный двигатель может работать и с паром. Принцип работы состоит в следующем – цилиндр с припаянной к одной из его сторон призмой имеет отверстие в своей верхней части, которое проходит и через призму качается вместе с укрепленной в нем осью в подшипнике стойки.

   Справа и слева от подшипника сделаны два отверстия, одно для впуска воздуха из резервуара в цилиндр, второе для выпуска отработанного воздуха. Первое положение работы двигателя показывает момент впуска воздуха (отверстие в цилиндре совпадает с правым отверстием в стойке). Воздух из резервуара войдя в полость цилиндра давит на поршень и толкает его вниз. Движение поршня через шатун передается к маховику, который поворачиваясь, выводит цилиндр из крайнего правого положения и продолжает вращаться. Цилиндр принимает вертикальное положение и в этот момент впуск воздуха прекращается, так как отверстия цилиндра и стойки не совпадают. 

   Благодаря инерции маховика движение продолжается и цилиндр переходит уже в крайнее левое положение. Отверстие цилиндра совпадает с левым отверстием в стойке и через это отверстие отработанный воздух выталкивается наружу. И цикл повторяется снова и снова.

Детали воздушного двигателя

   ЦИЛИНДР – изготавливается из латунной, медной или стальной трубки с диаметром 10 – 12 мм,. В качестве качестве цилиндра можно использовать латунную гильзу ружейного патрона подходящего калибра. Трубка должна иметь гладкие внутренние стены. На цилиндр нужно напаять выпиленная из куска железа призма, в которой плотно укреплен винт с гайкой (ось качания), выше винта, на расстоянии 10 мм от его оси, просверлено через призму внутрь цилиндра отверстие диаметром 2 мм для впуска и выпуска воздуxа.  

   ШАТУН – выпиливают из латунной пластинки толщиной 2 мм. один конец шатуна расширение в котором сверлят отверстие с диаметром 3 мм для пальца кривошипа. Другой конец шатуна, предназначен для впайки в поршень. Длина шатуна 30 мм.  

   ПОРШЕНЬ – отливают из свинца непосредственно в цилиндре. Для этого в жестяную банку насыпают суxой речной песок. Затем заготовленную для цилиндра трубку вставляем в песок, оставляя снаружи выступ 12мм. Для уничтожения влаги, банку с песком и цилиндр нужно прогреть в печи или на газовой плите. Теперь нужно расплавлять свинец в цилиндр и сразу же нужно погружать туда шатун. Шатун нужно установить точно в центре поршня. Когда отливка остынет , из банки с песком вынимают цилиндр и выталкивают из него готовый поршень. Все неравномерности сглаживаем мелким напильником. 

   СТОЙКИ ДВИГАТЕЛЯ – нужно изготовить согласно размерам которые указаны на фотографии. Его делаем из 3 – миллиметрового железа или латуни. Высота основной стоки 100 мм. В верхней части основной стойки сверлят по центральной осевой линии отверстие диаметром 3 мм, которое служит подшипником для оси качания цилиндра. Два самых верхниx отверстия диаметром по 2 мм сверлим по окружности радиусом 10 мм, проведенной от центра подшипника оси качания. Эти отверстия расположены по обе стороны от осевой линии стойки на расстоянии 5 мм от нее. Через одно из этиx отверстий воздух поступает в цилиндр, через другое – выталкивается из цилиндра. Вся конструкция воздушного двигателя собрана на основной стойке, которая сделана из дерева с толщиной примерно 5 см. 

   МАXОВИК – можно подобрать готовый или отлить из свинца (раньше выпускались машинки с инерционным двигателем, там присутствует нужный нам маховик). Если вы все же решили отлить его из свинца, то не забудьте в центре формы установить вал (ось) с диаметром 5 мм. Размеры маховика также указаны на рисунке. Для крепления кривошипа на одном конце вала имеется резьба. 
   КРИВОШИП – выпиливаем из железа или латуни с толщиной 3 мм по рисунку. Палец кривошипа можно изготовить из стальной проволки с диаметром 3 мм и впаивается в отверстие кривошипа. 
   КРЫШКА ЦИЛИНДРА – изготовливаем и 2-х миллиметровой латуни и после отливки поршня припаивают к верхней части цилиндра. После сборки всеx частей двигателя собираем его. В пайке латуни и стали следует использовать мощный советский паяльник и соленую кислоту для прочной пайки. Резервуар в моей конструкции применен от краски, трубки резиновые. Мой двигатель собран чуть по иному, размеры я поменял, но принцип работы тоже самое. Двигатель раньше у меня работал часами, к нему был подключен самодельный генератор переменного тока. Такой двигатель особенно может заинтересовать моделистов. Используйте двигатель там, где сочтете нужным и на сегодня все. Удачи в сборке – АКА

   Форум по двигателям

Шесть мифов о «воздушниках»: чем воздушное охлаждение круче жидкостного

• Главная
• Статьи
• Шесть мифов о «воздушниках»: чем воздушное охлаждение круче жидкостного

Моторы-«воздушники» получили отставку совершенно зря. Достоинств у них столько, что любой новомодный турболитр с даунсайзингом в придачу позавидуют. И о многих плюсах воздушного охлаждения некоторые сегодня даже не догадываются.

На первый взгляд – взгляд потребителя, владельца семейной легковушки или целого коммерческого автопредприятия – преимущества двигателей с воздушным охлаждением лежат на поверхности:

• «воздушник» конструктивно проще мотора с жидкостным охлаждением
• он надежнее;
• он дешевле в эксплуатации.

О минусах воздушного охлаждения все тоже как будто наслышаны, и напомнить о них здесь стоило бы лишь для соблюдения баланса аргументов. Но на самом деле есть только один значимый для потребителя недостаток мотора с воздушным охлаждением:

• «воздушник» более шумный.

Все остальные минусы или давно потеряли актуальность, или всегда были досужими сказками. Так что есть повод поговорить об этих незаслуженно подзабытых агрегатах подробнее.

Из истории «воздуха»

Двигатель Porsche 911 Carrera 4

Да, было время, когда автомобильные моторы с воздушным охлаждением проигрывали собратьям с охлаждением жидкостным (тогда говорили – водяным, поскольку антифризы были понятием чисто теоретическим). Двигатели-«воздушники» получались менее мощными, перегревались летом и не прогревались зимой. Из-за температурных проблем ресурс такого двигателя был меньше, часто случались отказы. Но все эти вопросы были решены к 1950-м годам, когда воспрянувшая после Второй мировой Европа начала пересаживаться с велосипедов на компактные автомобильчики. Дешевые и неприхотливые «воздушники» начали массово применять не только на VW Beetle, но и на Citroen 2CV, Fiat 500, NSU Prinz и прочих автомобилях. И это мы еще не говорим о целой плеяде серийных заднемоторных спорткаров Porsche, 4-, 6- и 8-цилиндровые моторы которых вплоть до 1998 года охлаждались воздухом!

Двигатель ЗАЗ-968А «Запорожец»

В то время как немецкий «Жук» с его обдуваемым воздухом оппозитником во всем мире мигом стал образцом простоты и безотказности, в нашей стране сложилось устойчивое и по сей день не искорененное предубеждение против моторов воздушного охлаждения. Дескать, они и греются безбожно, и ломаются через день, да и силенок у них маловато. Виноват во всем бедолага «Запорожец», которому пришлось отдуваться за честь всех «воздушников» перед лицом целого СССР. Вместе с сомнительным качеством сборки ЗАЗикам досталась мизерная по масштабам СССР сервисная сеть. Сам по себе мелитопольский силовой агрегат МеМЗ был неплох, но обслуживаемый в кустарных условиях, заправляемый «автолом» и ремонтируемый «на коленке», он в самом деле не был примером надежности. Поэтому прежде чем продолжить повествование, хочу попросить читателя ассоциировать понятие «воздушник» не с «Запором», а с «Жуком» или хотя бы с «Ситроен де шво». Так будет честнее.

Двигатель «Запорожец» МеМЗ-968

1. Он греется – неправда

На самом деле, температурные особенности моторов-«воздушников» можно отнести не к минусам, а к плюсам. Да, из-за меньшей теплоемкости и теплопроводности воздух не может так быстро отобрать тепло, как вода или антифриз. Но с другой стороны разница температур между стенками цилиндров и забортным воздухом больше, чем между теми же стенками и циркулирующей в системе охлаждающей жидкостью. Поэтому тепловой режим «воздушника» меньше зависит от погоды – то есть вероятность перегрева двигателя-«водянки» даже с самым большим радиатором в жару намного выше.

Схемы систем воздушного охлаждения

Еще одно очень важное преимущество «воздушника» – в три-четыре раза более быстрый прогрев после холодного пуска. Отсюда – и экономия топлива, и продление ресурса, и лучшая экология, и, наконец, удобство для водителя. Только у самых сложных «жидкостных» моторов образца 2010-х годов, имеющих три контура системы охлаждения, получается достигнуть подобных показателей прогрева.

2. Он громоздкий – неправда

Внешне «воздушник» может казаться более массивным, поскольку его цилиндры и головки со всех сторон окружены кожухами-воздуховодами, да и вентилятор обдува с дефлектором обычно выглядит более чем внушительно. Но предметное сравнение габаритов двух моторов с одинаковыми диаметром цилиндров и ходом поршня, но разными системами охлаждения, говорит о том, что габариты если и отличаются, то как раз в пользу «воздушника» – зачастую он оказывается чуть компактнее. Но главное даже не это.

Двигатель VW Beetle

Что касается размеров, справедливо будет принимать во внимание габариты не одного только двигателя, но и тех его неотъемлемых компонентов, которые крепятся отдельно, на кузове. Вот тут и проявляется неопровержимое преимущество «воздушника»: говоря современным языком, он выполнен в форм-факторе «моноблок», в то время как «водянка» имеет вынесенный на кузов громоздкий радиатор с вентилятором и системой шлангов. Которые, естественно, компактности силовому агрегату не добавляют.

3. Он ненадежный – неправда

На самом деле надежность двигателя с воздушным охлаждением существенно выше, ведь по статистике система жидкостного охлаждения служит причиной 20% всех отказов двигателя. А у «воздушника» как раз отсутствуют компоненты, обладающие низкой отказоустойчивостью: радиатор, термостат, помпа, трубопроводы, сальники и прочие уплотнения. Вентилятор и дефлекторы для обдува цилиндров воздухом устроены существенно проще, поэтому вероятность их отказа мизерна. Кстати, по этой же причине затраты на обслуживание «воздушников» также ниже.

Двигатель Porsche 911

4. Он шумный – правда

Что есть, то есть – шумит. И поделать с этим ничего нельзя. Точнее, идеи есть, но воплотить все их очень сложно. Беда в том, что у «воздушника» нет такой эффективной шумоизоляции, как двойные стенки рубашки охлаждения, заполненной водой или антифризом. И более того, все шумы мотора (механические, газообмена, горения) порой усиливаются ребрами цилиндров и головок. Поэтому конструкторы борются в первую очередь с источниками шумов, повышая жесткость деталей и применяя подпружиненные разрезные шестерни приводов, гидрокомпенсаторы клапанов, материалы с точно подобранным коэффициентом температурного расширения. Аэродинамические шумы вентилятора можно значительно уменьшить, но это дело нелегкое – нужны серьезные усилия конструкторов и технологов.

Двигатель Fiat 500

5. Малый ресурс – неправда

В первые 50 лет автомобильной эры к воздушному охлаждению конструкторы относились легкомысленно – дует мощный вентилятор на оребренные цилиндры, да и ладно. Но такое охлаждение часто было неравномерным, с застойными зонами и местными перегревами. Цилиндры деформировались, нарушались установленные зазоры цилиндропоршневой группы, масло коксовалось и выгорало. В результате детали изнашивались более интенсивно, чем у моторов с водяной «рубашкой», которая более равномерно распределяла выделяемое через стенки цилиндров тепло и отбирала его. Но организовать ровный обдув воздухом всех горячих зон двигателя оказалось не так уж сложно, и со временем двигатели-«воздушники» получили рациональное распределение тепла.

Еще один нюанс, уже из области высоких материй: при воздушном охлаждении проще организовать более высокую температуру стенок цилиндров (независимо от их головок). «Лишние» 15-20 °C снижают потери на трение колец о цилиндры (масло-то на стенках более жидкое!), а также уменьшают их износ (в том числе и коррозионный) и замедляют старение масла за счет его меньшего окисления. Выше уже было сказано о том, что мотор с воздушным охлаждением работает в холодном состоянии в несколько раз меньшее время, чем мотор с водяным – а значит, и время интенсивного износа трущихся пар намного меньше.

Двигатель Porsche 911 GT2

6. Он хилый – неправда

Причина для подобного обвинения есть, но суть проблемы такова, что ею можно пренебречь. Дело в том, что при увеличении нагрузки температура охлаждаемых воздухом цилиндров и их головок быстро повышается, а значит, повышается температура воздуха, поступающего в цилиндры. Отсюда – худшее весовое наполнение цилиндров рабочей смесью и кратковременное падение отдачи двигателя. Но исследования ученых-моторостроителей показывают, что разница коэффициента наполнения цилиндров у «воздушников» и «водянок» не превышает 3,5%. И это при 2 000 об/мин, а с ростом оборотов разница вообще стремится к нулю. Таким образом, теоретически существующую особенность эффективного наполнения цилиндров конструкторы решают за счет повышения рабочих оборотов двигателя. И, разумеется, данный вопрос вообще не касается наддувных двигателей воздушного охлаждения.

Так почему же?

Каждый, кто дочитал эту не самую простую статью до конца, вслух или мысленно уже задался вопросом: и по какой же причине от такого замечательного типа охлаждения отказались даже спецы из Porsche, которые одних только 911-х с «воздушниками» выпустили более 400 000 экземпляров? Причин много, и мы их рассмотрим в следующей статье. Но сразу скажем: мотор не виноват. Не все ведь в этом мире зависит от технарей и техники…

Читайте также:

практика
технологии

Новые статьи

Статьи / Практика

Майонез в расширительном бачке: так ли опасна эмульсия в системе охлаждения

Нет, наверное, смысла говорить о том, сколько паники способна вызвать эмульсия, которую автовладелец может однажды обнаружить на крышке маслозаливной горловины, в расширительном бачке или пр. ..

191

0

2

30.09.2022

Статьи / Шины и диски

Правда или действие: стоит ли ремонтировать шины при помощи жгута

Ремонт шины при помощи жгута сродни игре «правда или действие». «Правда» говорит о ненадежности и порой даже опасности экспресс-ремонта колес своими руками. Ну а «действие» позволяет рискнут…

918

0

1

29.09.2022

Статьи /

Владимир Шмаков, Chery: в ценообразовании важна не только разница курсов валют

По итогам прошлого года марка Chery оказалась в лидерах по продажам среди китайских брендов. В этом году в Chery намерены повторить успех, а суббренд Exeed продолжает набирать обороты. Но це…

911

2

0

25.09.2022

Популярные тест-драйвы

Тест-драйвы / Тест-драйв

Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет

В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги. Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов…

11853

7

111

13.09.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв

Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0

Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть. ..

10582

10

41

13.08.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв

Geely Coolray против Haval Jolion: бесплатный сыр? Если бы!

Хотите купить сегодня  машину с полноценной гарантией, в кредит по адекватной ставке, без диких дилерских накруток? Сейчас это та еще задачка, ведь полноценную цепочку «представительство – з…

7474

25

30

10.08.2022

Как масляный и воздушный фильтры влияют на ваш двигатель? — Иксора

Как движущая сила автомобиля, двигатель заслуживает большого внимания и заботы, а его ремонт зачастую требует сложной и трудоемкой работы автомобильных техников. Две небольшие и относительно дешевые автозапчасти помогут вам сохранить двигатель в исправном состоянии и долгую работу. Конечно, если вовремя проводить их замену.
Мы говорим о воздушных и масляных фильтрах. В этой статье мы расскажем о том, как фильтры влияют на работу мотора.

Во-первых, давайте посмотрим, как воздушные фильтры помогают двигателю легче дышать. Проверьте бампер и передний номерной знак автомобиля после поздней поездки в теплую погоду. Довольно отвратительно, да? Забрызганные жуки, сок, листья и другая грязь, которую вы видите снаружи, также могут попасть в отсек двигателя. Вода тоже может туда попасть. Если жуки и другие дорожные загрязнения проникнут через воздухозаборник и далее в сам двигатель, это может вызвать истирание или коррозию деталей двигателя, которые определенно вам не нужны.

Воздушный фильтр улавливает весь вышеупомянутый мусор задолго до того, как он попадет в двигатель. Часто фильтр имеет пластиковый корпусдля усиленной защиты двигателя от загрязнений. Если воздушный фильтр станет слишком грязным, он лишит двигатель воздуха, который необходим процессу сгорания для наиболее эффективного использования энергии. Теоретически, воздушный фильтр может быть настолько загрязнен, что двигатель вообще откажется работать. Но что более вероятно, — грязный воздушный фильтр лишает двигатель достаточного количества воздуха, что снижает производительность. Исследования на современных автомобилях с впрыском топлива показывают, что грязный воздушный фильтр может ощутимо снизить мощность двигателя.

Типичный масляный фильтр, пожалуй, размером с кофейную кружку, но выполняет чрезвычайно важную работу. Подобно тому, как почки вашего тела очищают кровь, масляный фильтр автомобиля очищает моторное масло от загрязнений. Частицы грязи и металлическая стружка действуют как миниатюрные пескоструйные аппараты, когда они плавают во взвешенном состоянии в моторном масле. Такой абразив может особенно сильно изнашивать подшипники двигателя, что приводит к низкому давлению масла. Это, в свою очередь, может привести к серьезному повреждению двигателя. Со временем масляный фильтр настолько забивается примесями, что уже не может эффективно очищать масло — грязное масло просто продолжает циркулировать вокруг двигателя. По сути, масляный фильтр защищает ваш двигатель от вредного плавающего мусора.

В современном автомобиле есть детали, или расходники, с заменой которых можно повременить. Однако, воздушные и масляные фильтры крайне важны для здоровья двигателя автомобиля. Они являются теми расходники, замена которых должна проводиться точно по графику.

* Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону: 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

• Автомобильные масляные фильтры
• Не все горючее одинаково полезно, или Как купить правильный топливный фильтр
• Угольный салонный фильтр: реальная польза для здоровья

Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно позвонив по телефону — 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Производство двигателя сжатого воздуха – IJERT

Производство двигателя сжатого воздуха

2 3 4

1

Л. Мадеша, С. Саджиткумар, М. Раджа, Г. Рагупати

Зам. Р. Суреш Кумар, (ME), Д. Анбажаган, (ME)

1,2,3,4

Факультет машиностроения

Технологический колледж Гнанамани (Nh-7, AKSamuthiram, Pachal (Po), Namakkal (Dt), Tamilnadu, Pin-637 018

Резюме: В данной работе рассматривается двигатель на сжатом воздухе как пневматический привод, преобразующий одну форму энергии в другую. работает на сжатом воздухе. Этот двигатель использует расширение сжатого воздуха для приведения в движение поршней двигателя.Двигатель с пневматическим приводом представляет собой пневматический привод, который создает полезную работу за счет расширения сжатого воздуха.Там нет смешивания топлива с воздухом, так как нет сгорание.Двигатель с пневматическим приводом использует технологию сжатого воздуха для своей работы Технология сжатого воздуха довольно проста.Если мы сожмем обычный воздух в цилиндр, воздух будет удерживать в себе некоторую энергию.Эта энергия может быть использована для полезных целей.Когда этот сжатый воздух расширяется , энергия высвобождается для совершения работы. Таким образом, эта энергия сжатого воздуха также может быть использована для перемещения поршня. Силовая установка на сжатом воздухе также может быть включена в гибридные системы, например, аккумуляторная электрическая силовая установка и топливные баки для перезарядки батарей. Такая система называется гибридно-пневматической электрической силовой установкой. Кроме того, вместе с этой системой можно использовать рекуперативное торможение.

Ключевые слова: воздух, сжатый воздух, двигатель, энергия, движение, пневматика

1. ВВЕДЕНИЕ

   На первый взгляд идея запуска двигателя на воздухе кажется слишком хорошей, чтобы быть правдой. На самом деле, если мы сможем использовать воздух в качестве вспомогательного средства для запуска двигателя, это будет фантастическая идея. Как мы все знаем, воздух окружает нас повсюду, он никогда не заканчивается, не загрязняет окружающую среду и является бесплатным.

   Двигатель с пневматическим приводом использует для своей работы технологию сжатого воздуха. Технология сжатого воздуха в настоящее время широко используется для исследований в различных отраслях промышленности для разработки различных приводов для различных целей. Технология сжатого воздуха довольно проста. Если мы сожмем обычный воздух в цилиндр, воздух будет содержать в себе некоторую энергию. Эту энергию можно использовать в полезных целях. Когда этот сжатый воздух расширяется, высвобождается энергия для совершения работы.

   Таким образом, эта энергия сжатого воздуха также может быть использована для перемещения поршня. Это основной принцип работы пневматического двигателя. Он использует расширение сжатого воздуха для привода поршней двигателя. Таким образом, двигатель с пневматическим приводом — это, по сути, пневматический привод, который создает полезную работу за счет расширения сжатого воздуха. Эта работа, производимая воздухом, используется для подачи мощности на коленчатый вал двигателя.

   В случае двигателя с пневматическим приводом в двигателе не происходит сгорание. Поэтому он не загрязняет окружающую среду и менее опасен. Он требует более легкого металла только потому, что он не должен выдерживать повышенные температуры.

   Поскольку горения не происходит, нет необходимости смешивать топливо и воздух. Здесь сжатый воздух является топливом и подается непосредственно в поршневой цилиндр. Он просто расширяется внутри цилиндра и совершает полезную работу с поршнем. Эта работа, совершаемая поршнем, обеспечивает достаточную мощность коленчатого вала

   .

2. КОМПОНЕНТЫ

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ Тип используемого топлива: Бензин

   Система охлаждения: С воздушным охлаждением Количество цилиндров: Однотактный Количество тактов: Четырехтактный

   Расположение: Вертикальное

   Рабочий объем: 100 см3

4. ПЛАНИРОВКА ПРОЕКТА

   Рис. 1: Схема проекта

5. ПРИНЦИП ДВИГАТЕЛЯ НА СЖАТОМ ВОЗДУХЕ

   Пневматическое транспортное средство приводится в движение пневматическим двигателем, использующим сжатый воздух, хранящийся в баке. Вместо того, чтобы смешивать топливо с воздухом и сжигать его в двигателе для приведения в движение поршней с помощью горячих расширяющихся газов, автомобили на сжатом воздухе (CAV) используют расширение сжатого воздуха для приведения в движение своих поршней. Один производитель утверждает, что разработал двигатель мощностью 90 процентов эффективности. Силовая установка на сжатом воздухе также может быть включена в гибридные системы, например, аккумуляторная электрическая силовая установка и топливные баки для перезарядки батарей. Такая система называется гибридно-пневматической электрической силовой установкой. Кроме того, вместе с этой системой можно использовать рекуперативное торможение.

   1. Двигатель

      Пневматический двигатель представляет собой пневматический привод, который создает полезную работу за счет расширения сжатого воздуха. Их множество форм за последние два столетия, начиная от ручных турбин и заканчивая несколькими сотнями лошадиных сил. Некоторые типы основаны на поршнях и цилиндрах, другие используют турбины.

      Многие пневматические двигатели улучшают свои характеристики за счет нагрева поступающего воздуха или самого двигателя. Некоторые пошли еще дальше и сжигали топливо в цилиндре или турбине, образуя тип двигателя внутреннего сгорания. Можно купить автомобиль с двигателем или купить двигатель для установки на автомобиль. Типичные воздушные двигатели используют один или несколько расширительных поршней. В некоторых приложениях выгодно нагревать воздух или двигатель для увеличения дальности или мощности.

   2. Бак

      Резервуары должны быть спроектированы в соответствии со стандартами безопасности, соответствующими сосудам под давлением, такими как ISO 11439. Резервуар для хранения может быть изготовлен из:

      1. Сталь,

      2. Алюминий,

      3. Углеродное волокно,

      4. Кевлар,

      5. Другие материалы или их комбинации.

         Волокнистые материалы значительно легче металлов, но обычно дороже. Металлические баки выдерживают большое количество циклов давления, но их необходимо периодически проверять на наличие коррозии. Одна компания хранит воздух в резервуарах с давлением 4500 фунтов на квадратный дюйм (около 30 МПа) и вмещает почти 3200 кубических футов (около 90 кубических метров) воздуха.

         Заправить баки можно на СТО, оборудованной теплообменниками, или за несколько часов дома или на стоянках, подключив автомобиль к электросети через бортовой компрессор.

   3. Сжатый воздух

      Сжатый воздух имеет низкую плотность энергии. В контейнерах на 300 бар достигается около 0,1 МДж/л и 0,1 МДж/кг,

      сопоставимы со значениями электрохимических свинцово-кислотных аккумуляторов. В то время как батареи могут в некоторой степени поддерживать свое напряжение во время разрядки, а баки с химическим топливом обеспечивают одинаковую плотность мощности от первого до последнего литра, давление в баках со сжатым воздухом падает по мере отвода воздуха. Потребительский автомобиль обычного размера и формы обычно потребляет 0,3–0,5 кВтч (1,1–1,8 МДж) на приводном валу на милю использования, хотя нестандартные размеры могут работать со значительно меньшими затратами.

   4. Выход излучения

   Как и другие технологии накопления энергии без сжигания, воздушное транспортное средство перемещает источник выбросов из выхлопной трубы транспортного средства в центральную электростанцию. Там, где имеются источники без выбросов, чистое производство загрязняющих веществ может быть сокращено. Меры по контролю выбросов на центральной электростанции могут быть более эффективными и менее затратными, чем очистка выбросов широко рассредоточенных транспортных средств.

   Поскольку сжатый воздух фильтруется для защиты компрессорного оборудования, выходящий воздух содержит меньше взвешенной пыли, хотя может быть перенос смазочных материалов, используемых в двигателе.

   1. ПРИНЦИП РАБОТЫ

   Сегодня в двигателях внутреннего сгорания автомобилей, грузовиков, мотоциклов, самолетов, строительной техники и многих других чаще всего используется четырехтактный цикл. Четыре такта относятся к тактам впуска, сжатия, сгорания (мощности) и выпуска, которые происходят во время двух оборотов коленчатого вала за рабочий цикл бензинового двигателя и дизельного двигателя.

   Цикл начинается в верхней мертвой точке (ВМТ), когда поршень максимально удален от оси коленчатого вала. Под ходом понимается полный ход поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ).

   1. ВПУСКНОЙ ход

      При такте впуска или впуска поршень опускается из верхней части цилиндра в нижнюю часть цилиндра, снижая давление внутри цилиндра. Смесь топлива и воздуха нагнетается атмосферным (или более высоким) давлением в цилиндр через впускное отверстие. Затем впускной клапан (клапаны) закрывается.

   2. Ход СЖАТИЯ

      При закрытых впускном и выпускном клапанах поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра, сжимая топливно-воздушную смесь. Это называется тактом сжатия.

   3. МОЩНЫЙ ход

      Когда поршень находится близко к верхней мертвой точке, топливная смесь со сжатым воздухом воспламеняется, как правило, от свечи зажигания (для бензинового двигателя или двигателя с циклом Отто) или от тепла и давления сжатия (для дизельного двигателя или двигателя с воспламенением от сжатия). ). Результирующее огромное давление от сгорания сжатой топливно-воздушной смеси толкает поршень обратно к нижней мертвой точке с огромной силой. Это известно как рабочий ход, который является основным источником крутящего момента и мощности двигателя.

   4. ВЫПУСКНОЙ такт

   Во время такта выпуска поршень снова возвращается в верхнюю мертвую точку при открытом выпускном клапане. Это действие удаляет продукты сгорания из цилиндра, проталкивая отработанную топливно-воздушную смесь через выпускной клапан (клапаны). В нашем проекте мы должны преобразовать эти четыре штриха в полностью два хода с помощью внутреннего изменения CAM. В воздушном двигателе мы можем разработать новый CAM, который работает только на такте впуска и такте выпуска. На самом деле в четырехтактном двигателе впускной и выпускной клапаны открываются только один раз, чтобы завершить полный цикл. За это время поршень переместится из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку два раза. Ход относится к полному перемещению поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ). В нашем проекте воздушного двигателя мы должны открывать впускной и выпускной клапаны при каждом такте двигателя, чтобы он преобразует четырехтактный двигатель в двухтактный путем изменения кулачкового вала двигателя.

   1. КОНСТРУКЦИЯ И ЧЕРТЕЖИ

      1. Конструкция шарикоподшипника

         Подшипник № 6202

         Внешний диаметр подшипника (D) = 35 мм Толщина подшипника (B) = 12 мм Внутренний диаметр подшипника (d) = 15 мм r = радиусы углов на валу и корпусе

         r = 1 (из конструкторского справочника)

         Максимальная скорость = 14 000 об/мин (из журнала проектирования) Средний диаметр (дм) = (D + d) / 2

         = (35 + 15) / 2

         2. Расчет

         Степень сжатия = (рабочий объем + зазор

         Volume)/ Clearance Volume Здесь,

         Степень сжатия = 6,6:1

         = (98,2 + Вк)/Вк

         Vc = 19,64

         Предположение:

         1. Составные газы и смесь ведут себя как идеальные газы.

         2. Смесь подчиняется закону Гиббса-Дальтона

         Здесь,

         = m/M = (масса газа или воздуха)/

         (молекулярная масса)

         R = Универсальная газовая постоянная = 8,314 кДж/кг моль K.

         = 303 °К

         = V = 253,28 х

         Молекулярная масса воздуха = Плотность воздуха x V моль Здесь

         Плотность воздуха при 303°К = 1,165 кг/м³

         В моль = 22,4 м³/кг-моль для всех газов.

         = 1,165 х 22,4

         Р = 26,09

         дм = 25 мм

      2. Проектные расчеты двигателя Проектирование и анализ распределения температуры для компонента двухтактного двигателя с использованием метода конечных элементов:

         1. Спецификация четырехтактного бензинового двигателя:

      Тип: Четырехтактный

      Система охлаждения: Воздушное охлаждение

      Диаметр цилиндра/ход: 50 x 50 мм Поршень

      Рабочий объем: 98,2 куб.см Степень сжатия: 6,6:1

      Максимальный крутящий момент: 0,98 кг-м при 5500 об/мин

      Р = 381134,1 м

      Пусть давление топлива равно P P = (N R T)/V

      Плотность бензина = 800 кг/м³

      Р = {[(М)/(800 х 22,4)] х

      8,314 х 303}/(253,28 х 10¯

      Р = 555,02 м

      Следовательно, полное давление внутри цилиндра PT = P + P

      = 1,01325 х 100 кН/м²

      381134,1 м + 555,02 м = 1,01325 х 100 (1)

      Расчет соотношения воздух-топливо:

      Углерод = 86%

      Водород = 14%

      Мы это знаем,

      1 кг углерода требует 8/3 кг кислорода для полного сгорания.

      1 кг углеродной серы требует 1 кг кислорода для полного сгорания.

      (от компании Heat Power Engineering-Balasundrrum)

      Следовательно,

      Общее количество кислорода, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива

      В топливе уже может присутствовать небольшое количество кислорода, тогда общее количество кислорода, необходимое для полного сгорания кг топлива

      =

      Так как воздух содержит 23% по массе кислорода для получения кислорода, необходимое количество воздуха = 100/23 кг

      Таким образом, для бензина требуется 1 кг топлива = (100/23)

      .

      {[ (8/3c) x 0,86 + (8 x 0,14) ] } = 14,84 кг воздуха

      Соотношение воздух-топливо = м/м

      = 14,84/1

      = 14,84

      = 14,84 м

      Замена (2) в (1)

      1,01325 х 100 = 3,81134 (14,84

      м) + 555,02 м

      = 1,791 x 10 кг/цикл Масса расхода топлива за цикл = 1,791 x 10 кг цикл Таким образом,

      Массовый расход топлива при 2500 об/мин [(1,791 x 10¯)/3600] x (2500/2) x 60

      = 3,731 х 10 кг/сек

   2. ПРЕИМУЩЕСТВА

      • Сжатый воздух для хранения энергии вместо батарей.

      • Загрязнение, возникающее при транспортировке топлива, будет устранено.

      • Уменьшение загрязнения из одного источника, а не миллионов транспортных средств на дорогах.

      • Нет необходимости строить систему охлаждения, топливный бак, системы зажигания или глушители.

      • Цена на заправку воздушных транспортных средств будет значительно ниже, чем на нынешнее топливо.

   3. НЕДОСТАТКИ

      • Разница температур поступающего воздуха и рабочего газа меньше. При нагреве хранимого воздуха устройство сильно охлаждается и может обледенеть в прохладном влажном климате.

      • Заправка баллона со сжатым воздухом с помощью домашнего или дешевого обычного воздушного компрессора может занять много времени.

        • Резервуары сильно нагреваются при быстром заполнении. Это очень

          опасно, если не соблюдать осторожность.

        • Только ограниченная вместимость резервуаров. Поэтому мы не можем выбрать долгую поездку.

   4. ПРИЛОЖЕНИЯ

      вспомогательной силовой установкой самолета или наземным оборудованием.

      • В настоящее время существует некоторый интерес к разработке воздушных автомобилей. Для этих

        было предложено несколько двигателей.

      • В ударных гайковертах, дрелях, огнестрельном оружии, шлифовальных машинах, стоматологических бормашинах и других пневматических инструментах используются различные пневматические двигатели или двигатели. К ним относятся лопастные насосы, турбины и поршни.

      • Наиболее успешные ранние формы самоходных торпед использовали сжатый воздух под высоким давлением, хотя он был вытеснен двигателями внутреннего или внешнего сгорания, паровыми двигателями или электродвигателями.

   5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, мы разработали ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, который помогает узнать, как создать автомобиль на сжатом воздухе. Применение пневматики обеспечивает плавную работу. Используя больше методов, их можно модифицировать и развивать в соответствии с приложениями.

ССЫЛКИ

1. Автомобильный инж. – Н.М. Аггарвал, С.К.Катария и сыновья.

2. «Достижения в автомобильной технике», S.Subramaniam Allied Publishers Ltd.

3. «Теория и характеристики электрических машин», JB Gupta, SK Kataria & Sons.

4. «Принципы электротехники и электроники», В.К. Мехта.

5. «Машиностроение и электроника», В.К.Мехта.

6. [Онлайн] Доступно: http://www.visionengineer.com
7. [Онлайн] Доступно: http://www.tpup.com
8. [Онлайн] Доступно: http://www.wikipedia.org

Что такое воздушный двигатель? (с картинками)

`;

Дата последнего изменения: 23 августа 2022 г.

Воздушный двигатель — это устройство, которое преобразует энергию воздуха в движение. Воздушные двигатели бывают самых разных форм и размеров, от ручных двигателей до больших двигателей. Многие из этих двигателей работают с помощью цилиндров и поршней, в то время как другие полагаются исключительно на турбины. В настоящее время нет доступных для публики автомобилей с пневматическим двигателем, хотя со временем это может измениться.

Различное огнестрельное оружие, стоматологические бормашины, ударные гайковерты и другие инструменты зависят от работы пневматического двигателя. Кроме того, воздушные двигатели часто использовались для приведения в действие горнодобывающих поездов, хотя в конечном итоге электропоезд занял место поезда с воздушным двигателем. Кроме того, коммерческие самолеты полагаются на воздушные двигатели для питания главных двигателей.

В 1950 году Анджело Ди Пьетро создал первый воздушный двигатель, который теоретически можно было разместить внутри автомобиля. Воздушный двигатель Di Pietro Motor приобрел такое признание, что компания Mercedes Benz наняла Ди Пьетро для работы над двигателем Ванкеля. Двигатель Ванкеля был первым в своем роде, поскольку двигатель использовал давление для создания движения вместо поршней.

На протяжении 1960-х и 1970-х годов Ди Пьетро разработал и усовершенствовал двигатель Ванкеля. В 1971 году Ди Пьетро иммигрировал в Австралию, где основал собственную инженерную компанию. Много лет спустя компания Ди Пьетро Engine Air разработала двигатель Ди Пьетро. Несмотря на небольшой размер, роторный двигатель Ди Пьетро полностью работает на сжатом воздухе. Двигатель Ди Пьетро может эффективно приводить в движение автомобили, лодки и другие автомобили.

Energine Corporation, Южная Корея; Engine Air, базирующаяся в Австралии; и K’Airmobiles, базирующаяся во Франции, — три компании, которые в настоящее время экспериментируют с автомобильными воздушными двигателями. Хотя такие компании, как Engine Air, заявляют, что они разработали воздушный двигатель, способный привести в движение любой автомобиль, в настоящее время ни один производитель автомобилей не использует эту технологию.

Возможность создания линейки автомобилей, полностью приводимых в движение воздушными двигателями, многообещающая. Поскольку работа этих двигателей не зависит от бензина, ущерб, наносимый автомобилями окружающей среде, будет значительно снижен. В настоящее время перечисленные выше компании совершенствуют воздушный двигатель, и многие надеются, что автомобили будущего вообще не будут нуждаться в бензине.

Несмотря на то, что автомобиль с воздушным двигателем еще не появился на потребительском рынке, многие считают, что этот тип двигателя скоро станет довольно популярным. В настоящее время только небольшие инструменты и некоторые транспортные средства приводятся в движение воздухом, хотя это может измениться после усовершенствования пневматических двигателей.

Потеря двигателя при взлете

В этой статье не будет ничего нового. Каждый пилот, заработавший свой многомоторный рейтинг, прошел обучение тому, как справляться с ситуациями с одним неработающим двигателем (OEI), когда бы они ни возникали. Тем не менее, в последние годы King Airs, похоже, попал в серию очень серьезных, обычно со смертельным исходом, аварий во время взлета. Почему? В частности, почему это стало происходить чаще? Сегодняшний базовый King Air очень похож на своих предшественников более 50 лет назад. Да, 200-я серия, дебютировавшая в 1974 содержат значительные улучшения по сравнению с предыдущими сериями 90 и 100, а серия 300 еще более продвинута. Однако процедуры, которые необходимо правильно применять при отказе двигателя на взлете, не претерпели существенных изменений. Пожалуйста, побалуйте меня, пока я надеваю куртку сертифицированного летного инструктора (CFI) и вместе с вами рассказываю, как успешно справляться с отказом двигателя на взлете.

Что вы предпочитаете: быть на земле, желая летать, или летать, желая оказаться на земле? Большинство из нас каждый раз будет выбирать старую добрую землю. Если двигатель начинает работать странно до скорости принятия решения, V1, прервать взлет! На мой взгляд, существует большая разница в планировании и мышлении при работе на взлетно-посадочной полосе минимальной длины по сравнению с полосами длины реактивного лайнера, которые мы обычно используем. Когда взлетно-посадочная полоса короткая, пришло время вытащить POH и действительно тщательно изучить взлетные цифры. Барометрическая высота, OAT, ветер, известные препятствия, уклон и состояние взлетно-посадочной полосы… все это и многое другое входит в уравнение. Кроме того, пришло время сделать настоящий короткий взлет с поля: выровняйтесь с продольной осью, направленной примерно на 10 градусов вправо, так как она будет поворачиваться влево при отпускании тормозов, и установите мощность, крепко удерживая тормоза, чтобы предотвратить сползание. вперед.

В одной из моих прошлых статей была представлена ​​концепция «Использование больших чисел». Если взлетно-посадочная полоса намного длиннее минимальной, необходимой для условий, с которыми вы сталкиваетесь, используйте диаграммы POH для расчета вашей производительности при максимальном общем весе, без ветра и с максимально допустимым OAT. Цифры по-прежнему выглядят хорошо даже в этих суровых условиях? Если да, то не следует ли из этого, что наши фактические показатели взлетных характеристик будут лучше, чем эти, в любой не столь серьезной ситуации? Следовательно, как насчет использования более высоких V-скоростей, связанных с максимальным весом, даже при более легком весе?

В некоторых моделях разница в скорости может быть значительной: более 10 узлов в V1 и более 5 узлов в V2. С другой стороны, некоторые модели, например E90, не меняют скорость в зависимости от веса.

Поскольку синяя линия, VYSE, основана на максимальной полной массе, если мы легче, чем максимальная общая масса, то не будет ли наш набор высоты вполне приемлемым при такой скорости, даже если фактическая VYSE будет ниже? Конечно!

Если вы прерываете взлет на короткой полосе, следует ли использовать однодвигательный реверс тяги? В одних моделях King Air ответ «нет», в других — «да». Изучите свой собственный POH, чтобы узнать наверняка. (Возможно, в некоторых случаях будет правильно использовать мелкозернистую шлифовку.)

Наши четыре друга: мощность, винты, закрылки и снаряжение

Вся первая глава моей первой книги была посвящена четырем друзьям. Насколько чрезвычайно полезными они могут быть во многих различных ситуациях полета King Air! Что насчет взлета?

Power должен быть установлен до того, как возникнет подозрение на потерю мощности. Но так ли это? Сейчас не время подстраивать последний крутящий момент. Излишне говорить, что возвращение к обучению, которое вы получили в Duchess или Seminole, неверно для PT6. Мы не можем «заблокировать» силовые рычаги, не вызывая при этом значительных превышений крутящего момента и/или пределов ITT.

Если вы еще не слышали о PLM — Power Lever Migration — где вы были?! Рычажный механизм рычага включения PT6 содержит пружину, которая всегда пытается задержать рычаг включения в сторону холостого хода. Если фрикционные ручки недостаточно прижаты при вращении по часовой стрелке, то вы подвергаете себя очень опасному событию: потеря мощности, когда рука перемещается от рычагов мощности, чтобы дотянуться до рукоятки шасси! Какое неподходящее время для потери власти!

Как я уже писал в предыдущих статьях, PLM чаще всего является юмористическим мероприятием, а не опасным. Пилот наблюдает, как рычаг (рычаги) мощности отодвигается назад, возвращает к ним руку, сбрасывает желаемую взлетную мощность, а затем должен найти способ затянуть ручку, продолжая летать на самолете… и, наконец, поднять рукоятку переключения передач. . Но , если не соблюдена обратная миграция и если силовой шаг Четырёх Друзей уже «отмечен» в сознании пилота, то может последовать трагедия.

Все модели King Air разные. В некоторых случаях, даже когда фрикционные ручки полностью отпущены путем поворота ручек против часовой стрелки до упора, рычаги не двигаются. В других случаях оба агрессивно огрызаются. Вероятно, наиболее распространенным результатом является то, что оба двигаются назад, но левая сторона гораздо больше, чем правая. Из-за длины троса и его прокладки от кабины к блоку управления подачей топлива (расположенному с правой стороны обоих двигателей, что делает левый трос короче правого), почти всегда левая сторона имеет меньшее трение и будет больше мигрировать.

С левым двигателем на холостом ходу или почти на холостом ходу из-за PLM, с правым двигателем, также потерявшим значительную мощность, и с автофлюгером, который больше не может работать — помните, ОБА рычага мощности должны быть хорошо выдвинуты, чтобы пропеллер любой стороны мог автоматически флюгировать – палуба уложена против пилота. Сохранение нормального угла тангажа +10° приведет к скорости значительно ниже V2, быстро приближающейся к V _MCA ! Стихийное бедствие!

Второй из четырех друзей — Реквизит . Разумеется, при взлете рычаги гребного винта всегда должны быть полностью выдвинуты вперед. Никогда, ни в коем случае не замедляйте их, пока самолет не будет полностью чистым — закрылки и шасси — и не будет достигнуто по крайней мере 400 футов над уровнем земли. Имейте в виду, что как только рычаги винта оттянуты назад, регулятор долива топлива сбрасывается на скорость, которая обычно меньше рабочей скорости регулятора превышения скорости. Регулятор скорости не снижает мощность; регулятор подачи топлива делает… обычно он НАМНОГО снижает его. Когда у вас возникает какой-либо вопрос, просто оставьте рычаги гребного винта полностью вперед. Время работы на максимальных оборотах не ограничено. Единственным преимуществом использования менее максимальных оборотов является снижение уровня шума.

Третий друг: Закрылки . У большинства, а не у всех самолетов 90-й серии нет диаграмм, в которых указаны показатели производительности при использовании закрылков для взлета. В других сериях действительно публикуются номера как с клапанами, так и без них. Почти всегда расстояние разгона-старта будет меньше при использовании закрылков для захода на посадку, так что это настройка по умолчанию для большинства более коротких взлетно-посадочных полос. Они не убираются до тех пор, пока не будут достигнуты 400 футов и V _YSE . Следовательно, в испытании «Закрылки» четырех друзей сейчас делать нечего.

Последний из друзей: Механизм . Да, теперь мы должны перевести ручку в положение «вверх». При «пожаре шлема», который обычно возникает, когда происходит значительная потеря мощности вблизи взлетно-посадочной полосы во время взлета, можно легко зациклиться на управлении самолетом и пропустить важный этап уборки шасси. Не позволяйте этому случиться с вами. Выполните упражнение, указанное четырьмя друзьями.

Небольшое примечание: вскоре после появления модели 200 я проводил на заводе инструктаж по BB-11. Хотя большая часть нашей работы с одним двигателем выполнялась на высоте от 6 000 до 10 000 футов над уровнем моря, в этот день облачная палуба вынуждала нас находиться на высоте около 11 000 футов, как минимум. Я настроил нашу обычную конфигурацию захода на посадку по ILS с двумя двигателями, при этом студент знал, что уход на второй круг с отказом двигателя будет дан на высоте 200 футов над нашей воображаемой взлетно-посадочной полосой. Когда курсант добавил мощность для ухода на второй круг, я перевел левый рычаг режима в положение отключения. Мощность . Оба рычага мощности были переведены в правильное положение, пока правый двигатель не достиг своего тренировочного предела ITT: 700 ° для -41, которые были на BB-11. Реквизит: Рычаги обоих гребных винтов были полностью выдвинуты вперед. К этому моменту у autofeather почти остановился левый пропеллер. Закрылки: Они подошли. Механизм? Бедный студент проглядел это! Дэн!

Прежде чем я указал на ошибку и отчитал своего ученика за то, что тот проглядел этот важный шаг, до меня дошло, что мы все еще поднимаемся со скоростью около 500 футов в минуту! Я думаю, что именно тогда я впервые понял, насколько «супер» был «Super King Air 200» по сравнению со своими предшественниками. Да, нас на борту было всего двое, и у нас было около 2000 фунтов топлива, так что мы, конечно, не были тяжелыми. Но мы также были на высоте более 11 000 футов! Дэн! Люблю производительность 200-х… а 300-х еще больше!

Поймите, что паразитное сопротивление зависит от квадрата скорости. Сопротивление снасти на 90 узлах составляет лишь одну четвертую от сопротивления на 180 узлах. Это не так сильно ранит вас, как вы можете подумать в V2. Тем не менее, давайте не забудем отозвать его!

Выполняя шаги упражнения «Четыре друга», мы также должны «управлять самолетом!» Уход на второй круг пилотажного директора обычно устанавливается на +7°. Это отношение будет очень близко к VYSE в старых A90 с двигателем PT6A-20, B9.0s и C90s. Однако отношение слишком низкое для серий 200 и 300. 350 POH — первый и единственный, у которого угол наклона при взлете составляет +10°. Однако, если вы летите на 90-м моторе -21 или -135A или любом другом из 200-й или 300-й серии, +10° работает очень хорошо, и это то, что вы должны пытаться удерживать сейчас.

Обратите внимание на скорость полета, конечно, но не придавайте ей слишком большого значения. При правильном угле тангажа +10° и только одной работающей силовой установке и флюгерном винте воздушная скорость не может быть слишком далекой от желаемой: V2. Но (и это большое НО!) в случае PLM, который отменяет автоматическое оперение и обычно приводит к снижению мощности с обеих сторон, скорость полета будет низкой. Пришло время опустить нос, чтобы сохранить скорость… даже если это означает удар о землю. Удар по Матери-Земле правой стороной вверх и с некоторой степенью контроля направления, безусловно, увеличивает наши шансы на выживание по сравнению с переворотом с асимметричной тягой.

Забудь о мяче. Я знаю, что это вызовет споры у некоторых моих читателей, но я убежден, что педали руля теперь должны использоваться только для одной цели — удерживать нос самолета на курсе взлетно-посадочной полосы. Поднимите двигатель меньшей мощности на несколько градусов выше и «наступите по курсу». Если мы вылетали с ВПП 25 и видим, что наш курс сейчас 230, значит, мы недостаточно сильно нажали на правый руль направления и позволили носу сместиться влево. Найдите 250 на своем HSI и сильно нажимайте правой ногой, пока это число снова не окажется под линией поясницы. На самом деле, у вас там установлен маркер заголовка, верно? Шаг вперед!

Мы еще не закончили. После первой части упражнения «Четыре друга» следующие три шага: Идентификация , Проверка , Перо. Я настоятельно рекомендую вам выполнить их, даже если на вашем самолете есть автоперо! На это есть две причины: во-первых, когда-нибудь автоперо может дать сбой. Не вероятно, но возможно. Во-вторых, когда-нибудь вы можете летать на более раннем King Air или каком-то другом легком близнеце, который не оснащен замечательной системой автоматического оперения. Почему бы не потренироваться, когда этот день наступит?

Идентификация: Мертвая нога, мертвый двигатель: старый проверенный метод. Однако, в отличие от давления в коллекторе на Duchess, имейте в виду, что индикация крутящего момента для PT6 почти надежна. Мертвый крутящий момент, мертвый двигатель.

Проверка: Задержите рычаг мощности предполагаемого неработающего двигателя и убедитесь, что ничего не происходит. Что ж, что-то будет, не так ли? Прозвучит звуковой сигнал предупреждения о шасси. Я предлагаю вам затем нажать рычаг мощности вверх либо полностью вперед, либо просто совместить его с другим рычагом мощности, чтобы заглушить эту неприятность и избавиться от красных огней на рукоятке переключения передач, которые загорались бы вместе с клаксоном.

Перо: Идите вперед и медленно и осторожно потяните рычаг гребного винта мертвого двигателя до упора на корму, чтобы он зафиксировался в виде пера. Даже если вы благословлены autofeather, который уже растушевывает опору, сделайте и этот шаг! Две причины: Во-первых, это укрепляет привычку, когда autofeather не установлен. Во-вторых, исключается вероятность того, что винт медленно распустится, когда вы выключите переключатель автоматического оперения в рамках процедуры очистки двигателя. Если ваш винт вращается в оперении, даже очень медленно, он создаст достаточное давление масла, чтобы распустить перо, когда клапан сброса автоматического оперения перестанет быть открытым. Это очень характерно для гребных винтов Raisbeck.

Почему кажется, что авиакатастрофы со смертельным исходом сейчас происходят чаще, чем в прошлые годы? Если бы я знал. Тем не менее, у меня есть некоторые предположения.

Мои спекулятивные идеи негативно отразятся на многих моих читателях-пилотах. Мне жаль, если я заставляю вас чувствовать себя плохо. За 53 года работы летным инструктором я пришел к сводящему с ума выводу, что средний уровень летных навыков заметно снизился. Пилоты постарше, набившие оскомину на Twin Beech 18, DC-3 и им подобных, умели пользоваться ногами. Клянусь, когда я проходил начальную подготовку King Air с DC-9капитан авиакомпании, не было бы большой разницы, если бы у него не было ног ниже колен! Включите «Получить одобрение хвостового колеса» в свой список желаний. Это сделает вас лучшим пилотом.

Кроме того, старожилы привыкли к проблемам с двигателями с этими старыми радиальными двигателями. Они, вероятно, налетали гораздо больше, чем любой недавний авиатор.

У них тоже не было столько автоматизации и контрольно-измерительных приборов, как у нас сейчас. Автопилоты? Они были относительно редки, поэтому обычно выполнялось гораздо больше ручных полетов. ПФО? МФУ? Нет таких вещей. Просто «паровые манометры». Но вы знаете, что? Им никогда не приходилось вспоминать, был ли самолет, на котором они летели сегодня, поворотно-скользящим или противоскользящим.

Друзья, старая цитата из «Дженни на дереве» — «Полет не опасен сам по себе, но в еще большей степени, чем море, он ужасно не прощает никакой небрежности, неумения или небрежности». – навсегда останется правдой. Когда вы отвечаете за обеспечение безопасной воздушной перевозки своего работодателя, семьи или друзей, знайте, что их жизнь находится в ваших руках. Если вы не уверены, что ваших навыков достаточно для выполнения задачи, то это не так. Примите меры, чтобы достичь желаемого и необходимого уровня навыков, прежде чем причинять вред себе и другим.

Системы стравливания воздуха для самолетов | SKYbrary Aviation Safety

Конструкция большинства турбореактивных и турбовинтовых самолетов включает систему отбора воздуха. В системе отбора воздуха используется сеть воздуховодов, клапанов и регуляторов для подачи воздуха от среднего до высокого давления, «отбираемого» из секции компрессора двигателя (двигателей) и ВСУ, в различные места внутри самолета. Там он используется для ряда функций, включая:

Отбираемый воздух извлекается из компрессора двигателя или ВСУ. Конкретная ступень компрессора, из которой отбирается воздух, зависит от типа двигателя. В некоторых двигателях воздух может забираться из более чем одного места для различных целей, поскольку температура и давление воздуха варьируются в зависимости от ступени компрессора, на которой он отбирается. Отбираемый воздух обычно имеет температуру 200-250°С и давление примерно 40 фунтов на квадратный дюйм на выходе из пилона двигателя.

Отбираемый воздух направляется в блоки кондиционирования воздуха, где он фильтруется, а затем охлаждается с помощью процесса расширения. Температура воздуха регулируется с помощью неохлажденного отбираемого воздуха, а влажность смеси регулируется перед подачей воздуха в салон самолета. Контроллеры температуры в кабине экипажа и салоне позволяют регулировать заданную температуру, а термостаты обеспечивают обратную связь с блоками, требуя увеличения или уменьшения температуры на выходе.

Воздух, отбираемый от вспомогательной силовой установки (ВСУ) или другого работающего двигателя, используется для питания стартера с воздушной турбиной для запуска двигателя. Основное преимущество стартера с воздушной турбиной заключается в том, что заданная величина крутящего момента может быть создана меньшим и более легким устройством, чем это было бы в случае, если бы он имел электрический или гидравлический привод.

Отбираемый воздух часто используется для повышения давления в резервуаре для хранения питьевой воды, что устраняет необходимость в насосе для подачи воды в камбузы и туалеты. Точно так же отбираемый воздух используется для повышения давления в резервуарах гидравлической системы многих самолетов, что снижает вероятность кавитации насоса и связанной с этим потери давления в системе.

Хотя в настоящее время его использование очень ограничено, отбираемый воздух использовался в прошлом, в основном в военных целях, для увеличения энергии пограничного слоя. В обычном выдувном закрылке небольшое количество отбираемого воздуха подается в каналы, идущие вдоль задней части крыла. Там он проталкивается через прорези в закрылках самолета, когда закрылки достигают определенных углов. Нагнетание воздуха с высокой энергией в пограничный слой приводит к увеличению угла атаки сваливания и максимального коэффициента подъемной силы за счет задержки отделения пограничного слоя от аэродинамического профиля.

Основной угрозой, связанной с системой стравливания воздуха, является потенциальный риск утечки в результате потери целостности системы. Утечка стравливаемого воздуха может привести к нарушению работы системы, перегреву или даже возгоранию. Эта тема подробно рассматривается в статье, озаглавленной Утечки стравливающего воздуха.

В конструкции самолетов уже несколько десятилетий используются системы отбора воздуха. Однако с введением B787 компания Boeing внедрила новую архитектуру систем без прокачки, которая исключает традиционную пневматическую систему и выпускной коллектор. Большинство функций, ранее приводившихся в действие отбираемым воздухом, таких как блоки кондиционирования воздуха и противообледенительные системы крыльев, теперь имеют электрическое питание. Согласно Boeing, архитектура систем без продувки предлагает операторам ряд преимуществ, в том числе:

События, хранящиеся в базе данных SKYbrary A&I, которые включают ссылки на систему отбора воздуха, включают: небольшое остаточное давление в системе отбора воздуха, изолированной после того, как неисправность произошла на маршруте, затем были запрошены и получили нестандартные дальнейшие указания по устранению неполадок со стороны технического обслуживания компании, которые, когда они следовали, прямо или косвенно привели к дополнительным проблемам , включая последовательную недееспособность обоих пилотов и Первомайская диверсия. Расследование установило, что рассматриваемый самолет имел ряд соответствующих незначительных по отдельности невыявленных дефектов, что означало, что первоначальная реакция экипажа была не полностью эффективной и вызвала запрос на помощь в полете, которая была ненужной и привела к дальнейшим результатам.

A320, окрестности Лондонского аэропорта Хитроу, Великобритания, 2019 г.

23 сентября 2019 г. летный экипаж самолета Airbus A320 при заходе на посадку в лондонском аэропорту Хитроу обнаружил сильные едкие пары на кабине экипажа и после того, как надел кислородные маски, завершил заход на посадку и приземлился, покинул самолет. взлетно-посадочной полосы и остановился на рулежной дорожке. После снятия масок один пилот стал недееспособным, а другому стало плохо, и оба были доставлены в больницу. Остальные пассажиры, все целые, были высажены в автобусы. Очень всестороннее расследование не смогло установить происхождение дыма, но выявило ряд косвенных факторов, которые соответствовали тем, которые были выявлены в предыдущих подобных случаях.

E195, Эксетер, Великобритания, 2019 г.

28 февраля 2019 г. самолет Airbus A320 отказался от взлета из Эксетера, когда дым на палубе сопровождался тягой, приложенной к тормозам. Узнав об аналогичных условиях в салоне, капитан приказал экстренно эвакуироваться. Некоторые пассажиры, воспользовавшиеся выходами над крылом, снова вошли в кабину, не зная, как покинуть крыло. Расследование приписало дым неправильно выполненной промывке компрессора двигателя, возникшей в контексте плохо организованного технического обслуживания, и пришло к выводу, что руководство по использованию выходов над крылом было неадекватным и что сертификационный предел высоты 1,8 метра для выходов без эвакуационных трапов следует уменьшить.

B738, Глазго, Великобритания, 2012 г.

19 октября 2012 г. самолет Boeing 737-800, выполнявший рейс Jet2, вылетевший из Глазго, совершил прерванный взлет на высокой скорости, когда в кабине экипажа появился странный запах, и старший бортпроводник сообщил о том, что появилось быть дым в салоне. В результате последующей экстренной эвакуации один пассажир получил серьезную травму. Следствию не удалось окончательно определить причину дыма, а также обнаруженных запахов гари, но чрезмерная влажность в системе кондиционирования воздуха была сочтена вероятным фактором, и впоследствии Оператор внес изменения в свои процедуры технического обслуживания.

A320, в пути, к северу от острова Эланд Швеция, 2011 г.

5 марта 2011 г. самолет Finnair Airbus A320 следовал в западном направлении во время круиза в южном воздушном пространстве Швеции после отправки с системой отвода воздуха от двигателя 1, когда система отвода воздуха от двигателя 2 не работала. потерпел неудачу, и был необходим аварийный спуск. Расследование показало, что система двигателя 2 отключилась из-за перегрева и что доступ к упреждающим и реактивным процедурам, связанным с операциями только с одной доступной системой отбора воздуха, был недостаточным. Было отмечено, что экипаж не использовал воздух ВСУ для поддержания наддува кабины во время завершения полета.

A333, в пути, к югу от Москвы Россия, 2010 г.

22 декабря 2010 г. самолет Finnair Airbus A330-300, направлявшийся в Хельсинки и совершавший полет в очень холодном воздухе на высоте 11 600 м, потерял герметичность кабины в крейсерском полете и завершил аварийное снижение перед продолжением первоначально намеченного полета на более низком эшелоне. Последующее расследование было проведено вместе с расследованием аналогичного инцидента с другим самолетом Finnair A330, который произошел 11 дней назад. Было обнаружено, что в обоих инцидентах обе системы отвода воздуха от двигателя не работали нормально из-за конструктивной ошибки, из-за которой вода внутри их датчиков давления замерзла.

A320, в пути, к северо-востоку от Гранады, Испания, 2017 г.

21 февраля 2017 г. самолет Airbus A320, отправленный с неработающим ВСУ, испытал последовательные отказы систем кондиционирования и наддува, второй из которых произошел на эшелоне полета 300 и вызвал объявление MAYDAY и аварийный спуск с последующим без происшествий отклонением в сторону Аликанте. Расследование показало, что причиной двойного отказа, вероятно, была необнаруженная и необнаруженная деградация системы регулирования отбора воздуха самолета, и, отметив возможную сопутствующую ошибку технического обслуживания, рекомендовалось провести новую плановую задачу технического обслуживания для проверки компонентов системы отбора воздуха типа самолета. система быть установлена.

B734, в пути, к востоку-северо-востоку от Танегасима, Япония, 2015 г.

30 июня 2015 г. обе системы подачи стравливаемого воздуха на Боинге 737-400 на эшелоне полета 370 быстро вышли из строя, что привело к полной потере давления и после аварийный спуск до 10 000 футов QNH, полет был продолжен в запланированный пункт назначения, Кансай. Расследование показало, что обе системы вышли из строя из-за неисправности регулирующих клапанов предварительного охлаждения и что эти неисправности были вызваны ранее выявленным риском преждевременного ухудшения качества обслуживания, который был устранен в необязательном, но рекомендованном сервисном бюллетене, который не был рассмотрен оператор задействованного воздушного судна.

A320, окрестности Дублина, Ирландия, 2015 г.

3 октября 2015 г. самолет Airbus A320, только что вылетевший из Дублина, подвергся воздействию дыма из системы кондиционирования воздуха как в кабине экипажа, так и в салоне. Был объявлен «PAN», и самолет вернулся, и оба пилота в целях предосторожности использовали свои кислородные маски. Расследование показало, что плановая промывка двигателя под давлением, проведенная перед вылетом, была выполнена неправильно, в результате чего загрязняющее вещество попало в отбираемый воздух, подаваемый в систему кондиционирования воздуха. Было обнаружено, что причиной ошибки стало отсутствие обучения инженеров Оператора процедурам мойки двигателя.

A332, Карачи Пакистан, 2014 г.

4 октября 2014 г. разрыв гидравлического шланга во время буксировки A330-200 ночью в Карачи сопровождался густым дымом в виде тумана гидравлической жидкости, заполняющим салон самолета и кабину экипажа. . После некоторого промедления, во время которого задержка изоляции стравливания воздуха из ВСУ усугубила попадание дыма, самолет отбуксировали обратно на стоянку и завершили аварийную эвакуацию. Во время возвращения на стоянку блок PBE вышел из строя и загорелся, когда один из бортпроводников попытался его использовать, что помешало использовать соседний выход для эвакуации.

A332, окрестности Перта, Австралия, 2014 г.

9 июня 2014 г. в задней части кухни Airbus A330 появился «запах гари» неустановленного происхождения, как только самолет завел двигатель для взлета. Первоначально это было отклонено как обычное и, вероятно, скоро рассеется, но оно продолжалось, и пострадавшие бортпроводники не могли продолжать свои обычные обязанности и получали кислород для помощи в восстановлении. Было рассмотрено отклонение в пути, но выбрано завершение полета. Было обнаружено, что изоляция заднего гермошпангоута не была правильно установлена ​​после технического обслуживания, разрушилась и соприкоснулась с воздуховодом отбора ВСУ.

B737 на маршруте, Глен-Иннес, Новый Южный Уэльс, Австралия, 2007 г.

17 ноября 2007 г. Боинг 737-700 совершил аварийный спуск после отказа системы кондиционирования воздуха и наддува при наборе высоты из Кулангатты на эшелоне полета 318 из-за прекращения стравливания воздуха. воздуха. Последовала диверсия в Брисбен. Расследование установило, что первая система стравливания отказала на малой скорости при взлете, но продолжение взлета было продолжено вопреки SOP. Также было установлено, что действия, предпринятые экипажем в ответ на неисправность после завершения взлета, также не соответствовали предписанным.

B735, в пути, юго-восток от Кусимото Вакаяма, Япония, 2006 г.

5 июля 2006 г., днем, Боинг 737-500, эксплуатируемый Air Nippon Co., Ltd., вылетел из аэропорта Фукуока по расписанию All Nippon Airways. рейс 2142. Примерно в 08:10 во время полета на высоте 37 000 футов примерно в 60 морских милях к юго-востоку от Kushimoto VORTAC было отображено предупреждение о разгерметизации кабины, и кислородные маски в кабине были автоматически раскрыты. Самолет совершил аварийный спуск и в 09:09 приземлился в международном аэропорту Тюбу.

B752, на маршруте, Северное море, 2006 г.

22 октября 2006 г. в пассажирском салоне Боинга 757-200, эксплуатируемого Thomsonfly, вскоре после достижения крейсерской высоты на регулярном пассажирском рейсе из Ньюкасла была замечена голубая дымка. в Ларнаку. В целях предосторожности был сделан переход в лондонский Станстед, где была успешно проведена экстренная эвакуация.

A319, в пути, провинция Фри Стейт, Южная Африка, 2008 г.

7 сентября 2008 г. самолет Airbus A319 South African Airwaysпо пути из Кейптауна в Йоханнесбург на эшелоне FL370 получил предупреждение ECAM о неисправности системы прокачки двигателя № 1. Затем экипаж перекрыл выпуск воздуха из двигателя № 1 с помощью соответствующей кнопки на верхней панели. Высота кабины начала резко увеличиваться, и экипаж кабины сообщил УВД о проблеме с герметизацией и запросил экстренное снижение на более низкий уровень. Во время аварийного снижения до высоты 11000 футов над уровнем моря на высоте 33000 футов прозвучало предупреждение о высоте кабины, и летный экипаж активировал кислородные маски в кабине. ВСУ была запущена, и давление было восстановлено на высоте 15000 футов над уровнем моря. Экипаж выполнил полет в запланированный пункт назначения без каких-либо дальнейших происшествий. Экипаж и пассажиры не пострадали, самолет не пострадал.

King Air 350/350 ER — XP67A

King Air 350/350 ER — XP67A — Blackhawk Aerospace

ЛУЧШИЙ KING AIR, ВСЕГДА

Модернизированные Blackhawk King Air 350/350ER оснащены двигателями Pratt & Whitney Canada PT6A-67A мощностью 1050 л.с. на высоте до 25 000 футов, в то время как стандартные двигатели самолета начинают терять мощность на высоте 15 000 футов. В сочетании с двумя 5-лопастными пропеллерами MT из натурального композита с вращающимися головками полная модернизация превращает ваш King Air в самый быстрый и производительный King Air на планете. Испытайте реактивную скорость и мощность с дополнительной полезной нагрузкой — и все это гораздо дешевле, чем управление реактивным самолетом.

Смотреть видео

Savings Calculator

60%

INCREASED CLIMB RATE

3,600hrs ¹

P&WC ENHANCED ENGINE WARRANTY

332+ ktas

MAXIMUM CRUISE SPEED

5 blade

QUIET COMPOSITE PROPS

62% ²

БОЛЬШАЯ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ

90 000 долл. США

ЕЖЕГОДНАЯ ЭКОНОМИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ

¹ Расширенная гарантия P&WC на ​​новый двигатель 2500 часов/5 лет с пропорциональным покрытием до 3600 часов TBO
² При максимальном расходе топлива по сравнению с Citation CJ2 | 3Эксплуатант, налетающий 500 часов в год, экономит около 60 часов

Настоящая мощь обновления XP67A Engine+ заключается в его способности развивать реактивную скорость при затратах и ​​полезности King Air.

• Увеличенная мощность
• Быстрый набор высоты
• Прибытие раньше
• Летайте быстрее
• Больше топлива и полезной нагрузки

ЧТО ВЫ БУДЕТЕ ДЕЛАТЬ СО ВСЕЙ ЭТОЙ МОЩНОСТЬЮ?

Вы получите гораздо больше лошадиных сил с совершенно новыми двигателями
PT6A-67A. Но все дело в том, что вы делаете с этой мощностью
.

• Увеличенный запас прочности
• Летайте быстрее
• Улучшенный набор высоты
• Доступ к большему количеству аэропортов

2-й сегмент MATOW от ASE ограничение набора высоты сегмента.

ИНВЕСТИЦИИ И ЦЕННОСТЬ

Все эти характеристики и ценность начинаются с первоначальных инвестиций за вычетом стоимости следующего капитального ремонта. Другие финансовые факторы, которые следует учитывать, включают:

• Более низкие эксплуатационные расходы
• Кредиты Pratt & Whitney для основного двигателя до 70 долларов США в час на двигатель за каждый час, оставшийся до заводской межсервисной отработки
• Самая высокая стоимость при перепродаже любого двигателя на рынке
• Почти каждый самолет с двигателем Blackhawk, проданный в течение 500 часов после модернизации, окупился почти или даже больше, чем совокупные инвестиции в планер и двигатели
• 3600 часов TBO с эскалацией, доступной для операторов автопарка
• Экономьте время на каждой миссии, чтобы у вас было больше времени для продуктивной работы

Убедитесь сами

Введите свой сценарий поездки в калькулятор King Air 350, чтобы увидеть, как Blackhawk Engine+ Обновление экономит ваше время и деньги.

Калькулятор сбережений

• Преимущества
• Что включено
• Часто задаваемые вопросы
• Статьи
• Загрузки

• Увеличение истинной воздушной скорости и скорость подъема
• Увеличение потолка обслуживания одноморежига
• . Канада (P&WC) Двигатели PT6A-67A (обмен)
• Расширенная гарантия P&WC на ​​новый двигатель 2 500 часов/5 лет с пропорциональным покрытием до 3 600 часов TBO
• 5-лопастные композитные винты MT
• Installation Kit and Drawings
• STC Paperwork and Instructions for Continued Airworthiness
• Flight Manual Supplement
• P&WC Engine Logbook and Blackhawk Logbook Case

• Blackhawk Cycle Book and Aircraft Decals
• P&WC PT6 Line Maintenance Entitlement Training
• Two — Годовая подписка на руководства по техническому обслуживанию двигателей и запасным частям P&WC
• Пожизненная гарантия поддержки клиентов Blackhawk
• Обучение клиентов Pratt & Whitney Canada от FlightSafety International
• Дополнительно: Интеллектуальные датчики Hawkeye Digilog

• Может ли мой магазин выполнить установку или ее должен выполнить Blackhawk?

  Блэкхок
  не выполняет установки. Хотя установка есть
  в основном замена двигателя, и это может сделать любой Pratt & Whitney.
  Сертифицированное в Канаде предприятие, мы обнаружили, что вы сэкономите время и
  деньги, если обновление выполняется любой из наших утвержденных установок
  объектов по всему миру. Эти объекты имеют опыт
  завершите обновление быстрее и с более высоким качеством, которое вы
  требование.

• Какое время выполнения заказа на двигатель(и)?

  Блэкхок
  заказывает все двигатели на год вперед. Обычно мы можем доставить в течение
  30-60 дней или раньше. Позвоните, чтобы узнать время следующего набора доступных
  двигатели.

• Вы предлагаете финансирование?

  Да. Мы
  работа с несколькими банками, которые предлагают очень конкурентоспособные ставки.

• Как обновление Blackhawk XP Engine+ влияет на стоимость перепродажи?

  На сегодняшний день почти каждый самолет с двигателем Blackhawk, который был перепродан в течение 500 часов после модернизации, был продан почти или больше, чем совокупные инвестиции в планер и двигатель(и). Стоимость самолетов с двигателями Blackhawk при перепродаже остается высокой на всех рынках. Многие дилеры даже спекулируют на самолетах с двигателями Blackhawk.

• Чем Blackhawk отличается от других обновлений или капитальных ремонтов?

  Дополнительно
  на всемирную поддержку продуктов и брендинг продуктов, Blackhawk XP
  Обновления Engine+ предлагают следующие преимущества:

  • Объявления
    в Jetnet, AMSTAT, Aircraft Bluebook и Vref
  • Весь мир
    признание рынка с самым большим установленным парком модернизированных
    корпоративных турбовинтовых самолетов в мире
  • Полный
    отдел поддержки клиентов со штатной технической поддержкой
    техник, представитель службы поддержки клиентов и по всему миру
    сеть распределительных и сервисных центров
  • Группа владельцев Blackhawk
  • самая высокая стоимость при перепродаже любого обновления двигателя на рынке
  • Одобрение
    FAA (США), EASA (Европа), DGAC (Бразилия)

• Могу ли я зафрахтовать свой самолет?

  Да. В
  на самом деле, многие чартерные компании предпочитают эксплуатировать самолеты, модернизированные с
  Blackhawk XP Engine+ Upgrade, потому что они могут работать
  более коротких, высоких и горячих взлетно-посадочных полос.

• У моего(их) двигателя(ей) все еще есть время для капитального ремонта, так что я должен ждать до тех пор, пока двигатели не будут подлежать капитальному ремонту?

  Pratt & Whitney Canada (PW&C) предлагает кредит двигателя за каждый час, оставшийся до заводского межремонтного периода. Чтобы пройти квалификацию, основной механизм должен иметь достаточно циклов на компонентах с ограниченным сроком службы, чтобы выполнить TBO, и все записи, подтверждающие время и циклы компонентов, должны быть представлены и представлены.
  Ожидание TBO может привести к проблеме с основным двигателем, что приведет к дополнительным расходам на основной двигатель от PW&C. Кроме того, цены от P&WC растут каждый год, поэтому ожидание в течение двух или трех лет будет означать более высокие инвестиции без какого-либо кредита, оставшегося во времени.

• Чем модернизация отличается от покупки нового самолета?

  Блэкхок
  предлагает трансформирующую производительность без риска покупки нового:
  Сможете ли вы продать свой самолет по ожидаемой цене? Будут
  возникнут непредвиденные расходы на приобретение нового самолета? Будет ли
  непредвиденные проблемы, не выявленные при предварительной покупке? Обновление с
  Blackhawk устраняет неопределенность и транзакционные издержки
  покупка другого самолета при преобразовании производительности и
  полезность самолета вы знаете лучше всего.

• Если я обновлю, есть ли смысл ждать до следующего капитального ремонта?

  Зачем ждать
  начать пользоваться многочисленными преимуществами обновления? Экономьте деньги на каждом
  миссию, которую вы выполняете, увеличьте возможности вашего самолета и возьмите
  преимущество щедрых основных кредитов на оставшееся время. Более половины
  Клиенты Blackhawk обновляются, когда остается более 500 часов.

• Но не сожгу ли я больше топлива?

  Да, расход топлива больше на одинаковой высоте. Тем не менее, использование повышенных характеристик набора высоты и более высоких крейсерских скоростей значительно сокращает или устраняет увеличение расхода топлива. Кроме того, использование повышенных скороподъемных и крейсерских характеристик сократит время блоков и значительно сократит общие эксплуатационные расходы. Как правило, любое увеличение стоимости топлива компенсируется более значительным сокращением прямых эксплуатационных расходов. Мы сделали математику, летать быстрее стоит!

• Не будет ли обновление стоить дороже капитального ремонта?

  Да, вы
  потратите больше на апгрейд, чем на капитальный ремонт, а у вас будет столько
  больше, чтобы показать за это: повышенная доходность, лучшая стоимость перепродажи,
  повышенная безопасность, снижение эксплуатационных расходов и лучший полет
  опыт.

АОПА ПИЛОТ

Royal Reative Blackhawk’s King Air350i Обновление

Просмотреть статью

King Air Magazine

Величайший King Air.

Просмотреть статью

Twin & Turbine

Flying Blackhawk’s xp67a Обновление двигателя

Просмотреть статью

4. Xp67a.

Скачать PDF

Отзывы об обновлении XP67A Engine+

Скачать PDF

Инфографика об обновлении XP67A Engine+

Скачать PDF

Отзывы

От реальных владельцев и операторов XP67A (KA350)

• Мы получили наши 350 от Стивенса Дейтона с XP67A. Я летел из Дейтона в Джорджтаун вместе с еще 350 самолетами 60А на той же высоте. Глядя на Flightaware, оба самолета на FL280, я был примерно на 40 узлов быстрее. Общий расход топлива на остальных 350 составил 372 галлона при времени полета 3:40. Мой расход топлива составил 446 галлонов и 3:08 полета. Я бы поднялся выше, чтобы сэкономить топливо, но хотел сравнить на той же высоте. Владелец совершил свою первую поездку на Кентукки Дерби и отметил, что ему понравилось выступление и что уровень шума в салоне был ниже.

  Ларри Вуд

• Я хочу подать петицию о замене нашей модели KA350 на KA367, так как она работает на более высоком уровне с XP67A. Это новый класс King Air. Наша скороподъемность намного лучше, УВД теперь дает нам больше высоты быстрее, что экономит еще больше времени. Мы часто достигаем крейсерской высоты на 20 минут быстрее, чем раньше. В крейсерском режиме мы устанавливаем резервный крутящий момент и на 40 узлов быстрее, чем раньше, с консервативным ITT в диапазоне 770.

  Я был очень впечатлен прошлым месяцем, когда мы летали на XP67A.

  Рэндал Чаттертон

• Черт возьми, обновление XP67A — это здорово! На данный момент я наработал на двигатели около 240 часов. Только что совершил поездку из Дейтона в Неаполь FL310 – FL320 330 KTAS. Делать все, что ты сказал.

  Крис Палмер

• Я немного поработал по контракту с более старым CE-550. Теперь, увидев и те, и наши 350 в действии, можно взглянуть на вещи по-новому. Время в пути почти идентично, реактивный самолет сжигает на 33% больше топлива и во всех отношениях значительно более неудобен. Я уверен, что вы все это знаете, но мне было очень интересно увидеть оба самолета рядом. Заставляет меня по-настоящему ценить то, что у нас есть.

  Другим важным моментом было время для подъема. Мы можем добраться до 34k примерно за 15-17 минут. 28 минут в Citation.

  Коди Пирс

• «Этот великолепный 350 XP67A, который мне довелось помогать экипажу, теперь получил одобрение RVSM у нового владельца. В понедельник, 10.12.18, мы совершили поездку из Финикса в Нэшвилл, заполнив заявку на FL330, который нам назначили. Примерно на границе Нью-Мексико/Техас диспетчер спросил, можем ли мы перейти на эшелон полета FL350. Так как в этом случае кабина будет чуть больше 10 000 футов, и поскольку у нас будет пара пассажиров, я сказал, что мы можем сделать это, но снова запросим 330 футов, когда они будут доступны. Диспетчер сказал, что это будет немногим более 100 миль, поэтому мы приняли запрос на набор высоты.

  Мой разум взорван. Господи, эта штука так легко поднялась до FL350! Я искренне верю, что потолок обслуживания этого зверя с двумя двигателями должен быть выше FL450, по крайней мере, в среднем весе. На рисунках показаны как TAS (и GS), так и приборы двигателя. Мы использовали крутящий момент Blackhawk «Maximum Cruise Power», и расход топлива теперь составлял около 350 частей в час на сторону. Удельный диапазон без ветра составляет (320 узлов / 695 миль в час) 0,460 морских миль / фунт, что не так уж и плохо! Меня поразило то, что мы все еще шли на скорости 320 узлов — и это было почти точно в условиях ISA. Какой королевский воздух!»

  Том Клементс

• С каждым запуском становится лучше, потому что мы продолжаем открывать для себя новые функции. Босс любит заметно более тихую кабину от винтов с 5 лопастями. При наборе высоты мы можем полностью привязать VSI к высоте, если захотим, с оставшейся мощностью. Или мы можем подняться на комфортных 2000 футов в минуту и ​​поддерживать наш KIAS. Больше мощности избавляет от беспокойства на вершине подъема. Мы больше не сидим на булавочной головке на эшелоне FL270. Более высокие крейсерские скорости уравновешивают расход дополнительного топлива.
  Обновление замечательное.

  Шон Коллинз

• Эти двигатели делают его совершенно новым самолетом — он больше похож на ракетный корабль. При полной загрузке мы выравниваемся на эшелоне FL310 менее чем за 14 минут, а наша нормальная крейсерская скорость постоянно на 30-40 узлов выше. Но больше всего меня впечатлил подъем. Я разворачиваю лопасти, чтобы подняться над погодой и не падать ниже 1000 футов в минуту на всем пути вверх. Мы экономим 40 минут на одном из наших регулярных рейсов из Лас-Вегаса в наш родной город Колумбия, штат Миссисипи. Боссу это нравится, а расход топлива примерно такой же, как и до обновления.

  Мэтью Миллер

ОБНОВИТЕ СЕГОДНЯ

Запланируйте бесплатный звонок с одним из экспертов Blackhawk по повышению производительности, чтобы узнать, как вы можете испытать лучшее из обоих миров: характеристики, подобные реактивным, с увеличенной полезной нагрузкой и дальностью полета, и все это гораздо дешевле, чем стоимость эксплуатации реактивного самолета.

Clever Brit предлагает жидкостно-воздушный двигатель и еще один способ хранения избыточной мощности

Двигатель 2-го поколения Диарман, по-видимому, является двухцилиндровой версией. При работе на жидком воздухе выхлоп будет… воздухом, без каких-либо NOx.

Умный англичанин и изобретатель Питер Дирман предлагает использовать для легковых и грузовых автомобилей бесконечное количество топлива: жидкий воздух. Подумай об этом. Жидкостно-воздушный двигатель будет иметь нулевое загрязнение окружающей среды и лишен таких сложностей, как литиевая батарея или топливный элемент. Возможно, вы удивитесь, узнав, что эта идея не нова. Самые ранние сообщения о нем относятся к концу 189 г.0 с!

Конечно, сжиженный воздух на самом деле не является топливом, чем-то, что может воспламениться, а скорее чем-то, что расширяется в теплом цилиндре (теплее -320°F), толкая поршень. Это должно заинтересовать ветряную промышленность, потому что ожижители воздуха будут работать с помощью электродвигателей, большого количества электродвигателей, что повысит спрос на электроэнергию и подстегнет больший рост в электроэнергетике, чем анемичный рост на 13% (не ежегодно), который Федеральный агентства ожидают в течение следующих 10 лет.

На веб-сайте Dearman говорится, что компания поставляет чистый «холод и мощность» и разрабатывает портфель запатентованных технологий, продуктов и услуг для значительного снижения эксплуатационных расходов, расхода топлива и выбросов при низких капитальных затратах. Компания также объявила, что испытания ее двигателя начались на ее новом научно-исследовательском объекте на жидком воздухе.

Первое применение двигателя попытается охладить лондонские рефрижераторы. Как ни странно, двигатель Lair будет работать с обычными компрессорами. Современные холодильные агрегаты приводятся в действие нерегулируемыми дизелями, которые, по одним расчетам, перекачивают эквивалент 49120 тонн CO2, 163 тонны NOx и 22 тонны твердых частиц выбрасываются в воздух Лондона каждый год. И если испытание пройдет успешно, следующая возможная цель: автомобильные двигатели.

Конечно, остается несколько вопросов, например: Как он будет работать зимой? Какую силу он может развить? Какова будет стоимость за милю?

График: Стоимость километра автомобиля с двигателем Диармана по сравнению с ДВС и электромобилем (Источник)

Физические свойства воздуха дают некоторые подсказки. При стандартной температуре и давлении воздух имеет плотность 1,2754 кг/м3. Он сжижается при -355°F и имеет плотность около 870 кг/м3, поэтому степень расширения составляет около (870/1,2754) 682. Двигатель будет работать больше как паровой двигатель, чем как двигатель внутреннего сгорания. У него будет высокий крутящий момент на низкой скорости, и жидкий воздух, вероятно, сможет пройти через несколько расширений, хотя сайт предполагает, что в текущей конструкции используется только одно расширение.

Мили на галлон не имеют значения для сравнения с традиционными двигателями, но г-н Дирман предвидел вопрос и поэтому предоставляет прилагаемую синюю гистограмму. Прочтите руководство Dearman по этой ссылке.

Одним из существенных преимуществ такого двигателя перед электромобилем или автомобилем на топливных элементах является быстрая заправка. Дирман говорит, что жидкий воздух можно перемещать между сосудами с высокой скоростью. Промышленность промышленных газов разработала заправочные системы, обеспечивающие скорость перекачки >100 литров/мин (более 25 галлонов/мин).

Что касается доступности жидкости, по оценкам британской компании Spiritus Consulting, избыточные мощности по производству азота (78% воздуха) в Великобритании уже составляют не менее 8500 тонн в день. Текущая практика возвращает газ в атмосферу, потому что аргон или кислород более ценны. Теплофизические свойства воздуха и азота схожи, и каждый из них может служить переносчиком криогенной энергии. Таким образом, на ранних этапах экономики жидкого воздуха отработанный газообразный азот можно было сжижать для использования вместо жидкого воздуха. Если бы весь расчетный ежедневный избыток азота использовался для этой цели, он мог бы поглотить 4,6 ГВт-ч ветровой генерации «не в то время» и с эффективностью 60% туда и обратно, что потенциально эквивалентно 6,5 миллионам автомобильных километров в день.

Идея может снова провалиться, но до тех пор ее концепция предлагает еще один вариант для поддержки нашей экономики. И в случае умеренного успеха он мог бы служить для хранения избыточной электроэнергии. Сейчас все зависит от успешного теста на охлаждение.

Добавлено 15 июля: в качестве обновления представитель компании сообщает, что испытания на автомобиле проходят хорошо, и компания ожидает, что первые коммерческие полевые испытания начнутся в ближайшие месяцы 2015 года. Главный технический директор Ник Оуэн, написал аккуратную статью о том, как работает холодильная система Дирмана, и объясняет экономические и экологические преимущества использования криогена в качестве рабочей жидкости.

Как работает двигатель Диармана

Двигатель Диармана основан на хорошо изученной технологии поршневого двигателя, но включает запатентованные методы теплообмена, которые повышают эффективность, применимость и экономичность двигателя.

Двигатель работает так, слева направо:

1. В двигатель закачивается теплообменная жидкость (красная), заполняющая большую часть объема цилиндра.
2. Криогенный азот (синий) затем вводят в цилиндр, вступая в контакт с теплообменной жидкостью, где он начинает расширяться.