Перспективы использования паровых двигателей в авиации Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1

УДК 629.7.035

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАРОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В АВИАЦИИ

А. А. Мельник, Р. Р. Семенов, П. Р. Чирков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail:

Представлены современные паровые двигатели, рассмотрены их характеристики и достоинства с целью их применения на современной авиационной технике.

Ключевые слова: малая авиация, современные паровые двигатели, летно-технические характеристики, двигатель внутреннего сгорания, конструкция.

PROSPECTS FOR THE USE OF STEAM ENGINES IN AVIATION

R. R. Semenov, A. A. Melnik, P. R. Chirkov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

This scientific work presents the modern steam engines, considered by their characteristics and advantages of the purpose of their use in modern aircraft.

Keywords: small aircraft, modern steam engines, aircraft performance, internal combustion engine, design.

Актуальность: В современной малой авиации используются поршневые двигатели, которые используют горючую смесь, которая в последствие подается в цилиндры, воспламеняется, а газы выходят в атмосферу. Весь этот цикл, мало того что не экологичен, но и создает довольно много шума. В то время как современные паровые двигатели являются экологичными, а также почти бесшумными. Также паровый двигатель намного экономичнее в эксплуатации. Эти аспекты, безусловно, являются важными. По этому, возникает потребность именно в использовании современного парового двигателя, предназначенного для малой и сверхлёгкой авиации.

Основная цель, поставленная в работе: Рассмотреть перспективы использования парового двигателя в авиации. Для достижения поставленной цели можно выделить следующие задачи:

• Изучить строение современных паровых двигателей.

• Проанализировать достоинства и недостатки для дальнейшего проектирования двигателя.

• Сделать соответствующие выводы.

Паровой двигатель - его строение, описание и характеристики. В более широком смысле паровая машина - любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу. Для привода паровой машины необходим паровой котел. Расширяющийся пар давит на поршень или на лопатки паровой турбины, движение которых передаётся другим механическим частям. Работа поршня передается главному валу. Эксцентрик, сидящий на главном валу, приводит в движение золотник, управляющий впуском пара в полости цилиндра. Пар из цилиндра выпускается в атмосферу или поступает в конденсатор.

Паровой двигатель в авиации.

Airspeed 2000 - первый паровой самолёт, который смог осуществить самостоятельный полноценный полёт. Экспериментальный самолёт был построен в единственном экземпляре, продемонстрирован публике и широко разрекламирован, но дальнейшего развития не получил, и в серию запущен не был. Паролёт был оснащён двухцилиндровым V-образным паровым двигателем, мощностью 150 л. с. Бак емкостью около десяти галлонов позволял Airspeed 2000 пролететь 600 км. Паровая машина имела вес 80 кг но бак для воды с топкой весил 220 кг. Тем не менее, меньший КПД двигателя,

Секция «Эксплуатацияи надежность авиационной техники»

необходимость в сверхлёгких материалах для компенсации веса котла, меньшая потенциальная дальность полёта не позволили паролётам заменить самолёты на ДВС.

Тем не менее, в настоящее время, паровые двигатели стали значительно лучше в эксплуатации. Способность паровой машины к неограниченно длительной работе с перегрузкой и широкий диапазон регулирования мощности позволяют снизить ее установленную мощность в сравнении с ДВС, а также дать большое ускорение при движении с места. Отсутствует большое количество обязательных для ДВС механизмов и устройств (коробка передач, карбюратор и т.д.). Изготовление и эксплуатация парового двигателя будут существенно дешевле, чем машины с ДВС за счет меньшей цены топлива, более медленного износа двигателя, применения дешевых конструкционных материалов и конструктивной простоты. Все эти обстоятельства одновременно повышают надежность установки в целом.

Заключение

Паровой двигатель в авиации может использоваться, так как:

• Мощность двигателя не зависела от высоты полета и степени разреженности воздуха.

• Нетребовательность к топливу, доступность воды и топлива в отличие от относительной дороговизны топлива для самолётных двигателей.

• Фактически отсутствие необходимости в маслах.

• Простота конструкции машины, а, следовательно, большая ремонтопригодность.

• Более высокая надежность из-за малой рабочей температуры по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.

Библиографические ссылки

1. Швецов П. Д. Ремонт, ревизия и эксплуатация паровых двигателей. М. : Машгиз, 1956.

2. Брандт А. А. Очерк истории паровой машины и применения паровых двигателей в России. СПб., 1892.

3. Дузь П. Паровой двигатель в авиации.

© Семенов Р. Р., Мельник А. А., Чирков П. Р., 2016