zubov-2 (1066291), страница 16
Текст из файла (страница 16)
профессором В;М.Маковским был издан его труд «Опыт исследования турбин внутреннего сгорания». В середине 20-х годов в МВТУ им.Н.Э.Баумана— одном из первых высших учебных заведений нашей страны — была начата подготовка инженеров-.«, р',.'наветов. Академиками Н.Е.Жуковским и С.А. Чаплыгиным были выполнены работы, заложившие основы современной гидродинамической теории турбин. В тот же период французскии инженер Гийома предложил выполнять таким образом турбинную часть установки, чтобы турбокомпрессор и силовая турбина были асположены на отдельных валах. Это уже был первый -вальный газотурбинный двигатель.
Значительно активизировались работы по созданию ГТД в середине 30-х годов, когда авиационная техника потребовала принципиально новых силовых установок. Дело в том, что в авиации к середине 30-х годов начал отчетливо выявляться определенный предел мощности авиационного поршневого двигателя для привода винта, создающего тягу самолета.
Самолеты бомбардировочной авиации с такими двигателями, например, практически достигли тех же скоростей полета, что и самолеты- истребители. Для значительного увеличения скорости полета и достижения скорости, превышающей скорость звука, надо было искать новые решения по замене винтовой тяги самолета и его поршневого двигателя. Газовая турбина, несмотря на более низкую топливную экономичйость по сравнению с поршневыми двигателями, оказалась пригодной для решения этой проблемы.
В Германии, Англии, Франции и США широко развернулись работы по установке ГТД на самолеты. Одними из первых авиационных ГТД были турбореактивные двигатели ЮМО-004 (фирмы «Юнкерс») и БМВ-003 (фирмы БМВ). Германский самолет «Хейнкель-178» в 1939 г.
был уже оснащен турбореактивным двигателем. Среди ученых и создателей первых ГТД в нашей стране наиболее известны имена В.М.Маковского, В.В.Уварова, А.А.Микулина, И.И.Кипиллова, Б.С.Стечкина, Г.И.Зотикова и др. Газотурбинныи двигатель совершил подлинную революцию, позволившую создать сверхскоростную и сверхвысотную авиацию в первой половине. ХХ в. ' 75 Вскоре после окончания второй мировой войны появился и турбовинтовой авиационный двигатель.
В турбореактивном двигателе часть энергии сжатых газов идет на привод компрессора, а остаток ее превращается в выходном сопле в силу тяги. В турбовинтовом — турбина отбирает большую часть энергии для привода компрессора и воздушного винта самолета, а оставшаяся часть энергии (значительно меньшая), как и в турбореактивном двигателе, используется для создания силы тяги, помогающей винту.
После того как ГГД за короткий срок стал основным двигателем авиации, он стал распространяться и в других областях: газотурбинных электростанциях (передвижных и стационарных), локомотивах, судах и др. Автомобилестроители стали пытаться устанавливать ГТД на ряд машин. ГТД, как автономный двигатель, стал все больше интересовать конструкторов транспортных машин, в том числе и конструкторов ВГМ. В нашей стране в конце 40-х годов, например, были выполнены научно-исследовательские работы по применению ГТД для наземных транспортных машин в Военной академии бронетанковых войск профессорами Ю.А.Степановым, А.Г.Козловым, М.А.Хайловым, Г.Ю.Степановым и др. Создание силовых установок транспортных машин с ГГД Все работы над ГТД для транспортных машин в нашей стране в период 50-х — 60-х годов можно условно разбить на два этапа: 1.
Приспособление существующих авиационных (вертолетных) ГТД для работы в наземной транспортной машине, в том числе и в ВГМ. 2. Создание специальных ГТД, предназначенных для конкретных транспортных средств (колесных и гусеничных), с использованием опыта авиационного двигателестроения. При установке в транспортную машину вертолетные ГТД подвергались изменениям по системе регулирования, элементам тяговой турбины, конструкции выходного Редуктора и др. Проводились пробеговые испытания машин, позволяющие выявить целый ряд специфических особенностей, присущих транспортным ГТД по топливно- экономическим, тягово-динамическим, эксплуатационным характеристикам. Эти работы позволили выявить основные концепции создания будущих двигателей для транспортных машин.
Выло показано, что существующие (даже лучше)вертолет- ные ГТД не удовлетворяют требованиям к двигателям транспортных машин, так как они имеют значительно более высокий удельйый расход топлива (особенно на режимах частичных нагрузок), плохую приемистость и практически полное отсутствие тормозных качеств. Решить эти проблемы (полностью или частично) можно было за счет установки теплообменников, применения средств дополнительного регулирования, например регулируемого соплов ого аппарата (РСА) силово и турбины.
Результаты этих исследований учитывались в последующих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах. Началась довольно широкая разработка экспериментальных транспортных силовых установок с ГТД для автомобилеи, автобусов, колесных и гусеничных тягачей, тяжелых карьерных самосвалов, тракторов, локомотивов, судов на подводных крыльях и других машйн. В 60-х годах проводились исследования ГТД на таких опытных машинах, как автобус ЗЙЛ-127, тягач БедАЗ, Ь актор НАТИ, бронетранспортер БТР-60П и др. Автобус Л-127 был оснащен газотурбинным двигателем ТурбоНАМИ-053 мощностью 257 кВт (350 л.с.), представлявшим собой 2-вальный ГТД с одноступенчатым центробежным компрессором, обеспечивающим степень повышения равления воздухи 3,5 гри частоте вращения 23000 мин .
Турбина компрессия была выполнена осевой одноступенчатой. Температура газов перед турбиной составляла 1123 К (950'С). Силовая турбина была также одноступенчатой с частотой вращения 15500 мин вигатель имел довольно большие габариты и массу ( 50 кг). Слишком высоким был и удельный расход топлива — 680 г/(кВт ч) 1500 г/(л.с..ч)1. Автобус ЗИЛ-127 с этим двигателем прошел пробеговые испытания в объеме около 5000 км. Была получена удовлетворительная тяговая характеристика, но сравнительно плохая приемистость. Время разгона составляло более 15 с. В процессе совершенствования этого двигателя была разработана улучшенная конструкция ГТД ТурбоНАМЙ-053А2 с меньшими массой (400 кг) и удельным асходом топлива — 544 г/кВт ч ~400 г/(л.с. ч)3.
Это ыло достигнуто за счет увеличения степени повышения давления воздуха в компрессоре до 4,0 и некоторого повышения КПД компрессора и турбины. Габаритная мощность увеличилась до 338 кВт/м" (460 л.с./м ), а й ина ГТД уменьшилась на 125 мм. Но этот автобусный Д еще во многом уступал тогда лучшим зарубежным образцам, особенно по габаритной мощности и топливной экономичности. На Горьковском автозаводе в КБ главного конструктора В.М.Костюкова разрабатывались автомобильные ГТД модели ГАЗ-99 мощностью от 103 кВт (140 л.с.) до 257 кВт (350 л.с.). Было изготовлено пять различных модификаций этого двигателя.
Все они были изготовлены по 2-вальной схеме, с одноступенчатым центробежным компрессором, обеспечивающим степень повышения давления воздуха 3,25. Турбина компрессора была выполнена осевой. Силовая турбина также была выполнена осевой одноступенчатой. Температура газов перед турбиной составляла 1023 К. Габаритная мощность 140-сильного ГГД достигала 162 кВт/м (220 л.с./м ), удельный расход топлива (при вращающемся теплообменнике с коэффициентом регенерации 0,7) был равен 457 г/кВт ч 1336 г/(л.с.
ч)], Все двигатели модели ГАЗ-99 имели один или два вращающихся дисковых теплообменника с металлической матрицей. Двигатель ГАЗ-99Д мощностью 257 кВт (350 л.с.) имел удельный расход топлива 272 г/кВт ч (200 г/л.с. ч). Для разработчиков БТТ этот ряд двигателей не представлял особого интереса, так как нуждался в серьезнои доработке даже для автомобильного транспорта. Один двигатель из этого ряда ГТД вЂ” ГАЗ-99В мощностью 184 кВт (250 л.с.) испытывался на колесном б онетранспортере БТР-60П. В разработке двигателей Г 9 АЗ-99 наиболее активное участие принимали В.М.Костюков, В.И.Лукьянов, И.Н.Сухарев, Г.К.Байдаков, В.Б.Самарин, В.Т.Мухачев и др. На Ярославском моторном заводе (ЯМЗ) конструкторским коллективом (главный конструктор завода Гф Чернышов) был разработан газотурбинный двигатель Я 3 ГТД-1100. В сочетании с электротрансмиссией этот двигатель был установлен на тюкелый карьерный самосвал БелАЗ-549Г грузоподъемностью 78 т.
Мощность этого ГТД составляла 809 кВт (1100 л.с.), удельный расход топлива — 442 г/кВт ч 1310 г/(л.с. ч)3, температура газа перед турбиной — 933 К, масса двигателя — 100~) кг. Компрессор имел частоту, вращения 25500 мин, а силовая турбина — 21000 мин '. Степень повышения давления воздуха в компрессоре составляла 7,65. Самосвал БелАЗ-549Г с ГТД-1100 в процессе пробеговых испытаний прошел около 1500 км. В числе наиболее активных создателей этого ГТД были Г.Д.Чернышов, 1О.А.Баженов, К.А.Шпакунов и др. 78 Экспериментальными разработками ГТД для транспортных машин в период 50-х — 60-х годов в нашей стране занимались в ЙАТИ, где создавался ГТД мощностью 735 кВт (1000 л.с.) для тяжелого трактора.
В числе его разработчиков были С.И.Пветков, Э Е.Шварцман, Г.А.Аверин и др. Работы по созданию опытных ГТД для ВГМ в нашей стране началвсь в 1948 г. Газотурбинный двигатель ГТД-1, На Кировском заводе в Ленинграде по инициативе главного конструктора Ж.Я.Котина разрабатывался проект тяжелого танка с газотурбинной силовой чстановкой; а в специальном конструкторском бюро (СКБ) -турбинного производства .
этого завода (главный конструктор А,Х.Старостенко) в 1948 — 1949 гг. разрабатывался проект ГТД для этого танка. Руководителем проекта ГТД был А.П.Котов, научным консчльтантом — И.И.Кириллов. Работы над проектом этого ГТД были прекращены в связи с' неприемлемыми расчетными величинами расхода топлива. Особенно большие расходы получились при частичных нагрузках ГТД. Первые образцы танкового газотурбинного двигателя ГТД-1 с расчетной мощностью 735 кВт (1000 л.с.) были . разработаны и изготовлены также' на Кировском заводе в '1955 — 1958 гг. в СКБ, где главным конструктором был Г.А.Оглоблин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
