Научная статья на тему 'СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК СРЕДСТВ АЭРОДРОМНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ АВИАЦИОННЫХ ГРУППИРОВОК'

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК СРЕДСТВ АЭРОДРОМНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ АВИАЦИОННЫХ ГРУППИРОВОК Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
67
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
силовые установки / энергетическая эффективность / горюче-смазочные материалы / активаторы моторного топлива / водно-топливные эмульсии / power plants / energy efficiency / fuels and lubricants / motor fuel activators / water-fuel emulsions

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Ломовских А.Е., Новичихин В.В., Дьяков Д.Е., Носов Е.В.

Произведен анализ по проблемам аэродромно-технического обеспечения авиационных группировок. Рассмотрены способы и устройства для повышения энергетической эффективности силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения боевых действий авиационных группировок. Предложен способ повышения качества горюче-смазочных материалов, применяемых для военной техники. Изучены закономерности процесса эмульгирования водно-топливных эмульсий в малообъемных аппаратах статического и динамического принципа действия, с целью выбора наиболее эффективной конструкции, которая обеспечивала бы ее получение достаточного качества на борту военной техники. Рассмотрено применение триботехнических составов, и непосредственно высокодисперсного плакирующего состава, для создания на парах трения защитного покрытия металлокерамики. По результатам экспериментально-аналитических исследований определены наиболее эффективные способы повышения энергетической эффективности силовых установок.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим сельскохозяйственным наукам , автор научной работы — Ломовских А.Е., Новичихин В.В., Дьяков Д.Е., Носов Е.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHODS AND DEVICES FOR INCREASING THE AVIATION GROUPS COMBAT OPERATIONS AIRFIELD TECHNICAL SUPPORT POWER PLANTS ENERGY EFFICIENCY

The analysis on the aviation groups airfield technical support problems was carried out. Methods and devices for increasing the aviation groups combat operations airfield technical support power plants energy efficiency are considered. A method for improving the quality of fuels and lubricants used for military equipment is proposed. The regularities of the process of emulsification of water-fuel emulsions in low-volume static and dynamic devices have been studied in order to select the most effective design that would ensure its receipt of sufficient quality on board military equipment. The application of tribotechnical compositions, and directly a highly dispersed cladding composition, to create a protective coating of cermets on friction pairs is considered. According to the results of experimental and analytical studies, the most effective ways to increase the energy efficiency of power plants have been determined.

Текст научной работы на тему «СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК СРЕДСТВ АЭРОДРОМНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ АВИАЦИОННЫХ ГРУППИРОВОК»

УДК 629.7.03/.08 ГРНТИ 78.25.09.33

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК СРЕДСТВ АЭРОДРОМНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ АВИАЦИОННЫХ ГРУППИРОВОК

A.Е. ЛОМОВСКИХ, кандидат технических наук, доцент

ВУНЦВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

B.В. НОВИЧИХИН

ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) Д.Е. ДЬЯКОВ, кандидат технических наук

ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) Е.В. НОСОВ, кандидат технических наук, доцент

ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

Произведен анализ по проблемам аэродромно-технического обеспечения авиационных группировок. Рассмотрены способы и устройства для повышения энергетической эффективности силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения боевых действий авиационных группировок. Предложен способ повышения качества горючесмазочных материалов, применяемых для военной техники. Изучены закономерности процесса эмульгирования водно-топливных эмульсий в малообъемных аппаратах статического и динамического принципа действия, с целью выбора наиболее эффективной конструкции, которая обеспечивала бы ее получение достаточного качества на борту военной техники. Рассмотрено применение триботехнических составов, и непосредственно высокодисперсного плакирующего состава, для создания на парах трения защитного покрытия металлокерамики. По результатам экспериментально-аналитических исследований определены наиболее эффективные способы повышения энергетической эффективности силовых установок.

Ключевые слова: силовые установки, энергетическая эффективность, горюче-смазочные материалы, активаторы моторного топлива, водно-топливные эмульсии.

Введение. В современных условиях развития науки и техники в связи с усложнившейся геополитической обстановкой для решения проблемы обеспечения энергобезопасности Вооруженных сил (ВС) Российской Федерации (РФ) и в рамках реализации Государственной программы вооружения до 2027 г. актуальными становятся следующие задачи [1]:

экономное расходование горюче-смазочных материалов (ГСМ) в ВС и имеющихся в РФ запасов углеводородов;

ужесточение экологических требований к ГСМ и эксплуатируемой в ВС РФ военной техники (ВТ).

Боевая деятельность современного авиационного комплекса включает использование большого количества различных видов средств наземного обслуживания общего применения (СНО ОП), входящих в состав авиационного комплекса. От их технической готовности и соответствия их тактико-технических характеристик нормативным требованиям зависит боевая готовность современного авиационного комплекса. Поэтому наряду с разработкой и оснащением войск принципиально новыми образцами СНО ОП одной из основных задач военной науки и практики является совершенствование существующих образцов. Работы, выполняемые СНО ОП, разнообразны и включают зарядку газами, заправку топливом,

маслами, специальными жидкостями воздушных судов, получение, хранение, транспортировку сжатых и сжиженных газов и др.

Проведенный анализ по проблемам аэродромно-технического обеспечения авиационных комплексов показывает, что силовые установки СНО ОП имеют большой расход ГСМ (дизельного топлива, бензина и масла). В качестве силовых установок для СНО ОП применяются бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания (ДВС). В связи с этим ДВС СНО ОП являются неэффективными с экономической точки зрения, так как потребляют большое количество топлива на единицу полезной мощности.

Также двигатели СНО ОП являются источником загрязнений выхлопными газами. Экологические характеристики ДВС СНО ОП не удовлетворяют современным требованиям, так как содержание в выхлопных газах вредных веществ (сажи, угарного газа (СО), углеводородов (СН)) превышает в два-три раза требований ГОСТ Р 51249-99, ГОСТ Р 52033-2003. Это оказывает вредное воздействие на экологическую обстановку в местах дислокации (базирования) аэродромов. Поэтому необходимо провести исследования возможностей и технических путей совершенствования СНО ОП с целью улучшения их экономических и экологических характеристик.

Актуальность. В рамках решения данных задач, актуальным становится вопрос по использованию качественных ГСМ для вновь создаваемой и модернизируемой ВТ. Опыт эксплуатации вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) показывает, что среди множества факторов, влияющих на безотказность техники, важное значение имеет качество применяемых ГСМ и специальных жидкостей. Качество ГСМ пока остается на низком уровне, так как существующие нефтеперерабатывающие заводы устарели и не могут выпускать топлива, масла и т.д. высокого качества. Переоборудование данных заводов планируется в ближайшей перспективе, но растянется на много лет, поэтому необходимы дешевые средства и методы для повышения качества ГСМ.

Рассмотрим возможные пути решения проблемы улучшения экономических и экологических характеристик ДВС СНО ОП.

1. Полная замена углеводородных топлив на альтернативные виды топлив, то есть разработка и применение ДВС, работающих на альтернативных видах топлива:

а) практические испытания вариантных ДВС, работающих на водороде [2], выявили следующие недостатки: невозможность перевода на водород современных ДВС; определение оптимальных способов регулирования рабочего процесса; необходимость эффективных способов хранения водорода на борту транспортного средства.

б) горючие газы, у которых низкая стоимость [3, 4]. Недостатками применения газообразного топлива являются: незначительное снижение мощности двигателя в процессе эксплуатации; высокая стоимость самого оборудования и работ по его установке; повышенная пожароопасность, что для военной техники просто недопустимо.

в) биоэтанол является высокооктановым топливом, которое можно использовать как вместе с бензином, так и в неразбавленном виде, но существующее в России законодательство по обороту этилового спирта не позволяет осуществить его применение в качестве топлива для автомобильной техники [2].

2. Внедрение катализаторов и фильтров в систему выпуска отработавших газов ДВС с высокой эффективностью. Стоимость таких устройств является очень высокой, что в конечном итоге ограничивает их применение на военной технике. В комплексе все это подразумевает большие материальные затраты и занимает длительное время.

3. Частичная замена - до 40 % углеводородного топлива посредством эмульгирования с более доступной и дешевой жидкой средой (например, метанолом, этанолом, водой и др.), то есть применение топливных эмульсий. Здесь следует выделить самый дешевый компонент для топлива - воду, которую возможно вводить как в дизельное топливо, так и в бензин [4].

Анализ устройств по подаче воды как напрямую в камеру сгорания, так и по приготовлению водно-топливных эмульсий (ВТЭ) показывает, что все перечисленные пункты по улучшению экономических и экологических характеристик ДВС по ряду причин не могут использоваться в качестве топлива для ДВС. Применительно к условиям реальной эксплуатации ДВС СНО ОП в авиационных подразделениях необходимо осуществить их перевод на альтернативные топлива, чтобы не требовалось существенного изменения штатной системы питания. Из перечисленных направлений этим требованиям удовлетворяет способ с применением воды, как компонента для топлива ДВС [2]. Поэтому необходимо частично заменить углеводородное топливо водой, то есть применить ВТЭ. Применение ВТЭ для ДВС является самым эффективным и перспективным направлением по сравнению с другими, так как не требует внесения конструктивных изменений в штатную систему питания.

В качестве основополагающих исследований были выбраны работы Гавкалюка Б.В., Никишиной Ю.Г., Акулова Н.И. и Воробьева Ю.В. В соответствии с содержанием этих работ максимально улучшить характеристики ДВС представляется возможным, используя «обратную» водно-топливную эмульсию (ВТЭ), то есть эмульсию, где капли воды окружены прослойками жидкого бензина, а содержание воды в эмульсии соответствует не более 20 % от количества топлива. Преимущество «обратной» ВТЭ заключается в том, что капли воды обволакиваются топливом и не могут оказать существенного влияния на процессы активизации коррозии металлов, входящих в состав цилиндропоршневой группы и системы выпуска отработавших газов ДВС.

Использование ВТЭ для военной техники возникло в прошлом веке. Водно-топливные эмульсии, исходя из работы [5], содержащие менее 15 % воды, несмотря на значительную вязкость, подвижны и способны без дополнительных энергетических затрат перемещаться в топливопроводах системы питания ДВС. В отличие от эмульсий прямого типа «обратные» эмульсии имеют относительно малую устойчивость, что можно объяснить структурными особенностями эмульсий [6]. При небольшом количестве воды в виде микрокапель, капля водной эмульсии горит с «микровзрывом», приводящим к интенсификации смешения и горения [4]. Применение ВТЭ для ДВС также связано с проблемами повышения эффективности сжигания топлива и снижения выхода вредных веществ (угарного газа - СО, углеводородных соединений - СН, оксида азота - NOx) при горении.

В связи с этим требуется практическое изучение закономерностей процесса эмульгирования ВТЭ в малообъемных аппаратах статического и динамического принципа действия, с целью выбора наиболее эффективной конструкции, которая обеспечивала бы получение ВТЭ достаточного качества. С этой целью, на основе проведенного анализа, были изготовлены натурно (в металле) пять статических и семь динамических смесителей, проведены экспериментальные исследования для определения их оптимальных размеров и параметров работы при приготовлении ВТЭ, пригодной для ДВС [7-9].

В камере сгорания двигателя происходит дополнительное дробление капель ВТЭ, когда капля воды превращается в пар, что способствует объемному смесеобразованию в камере сгорания. Также при высокой температуре в процессе сгорания топлива (Т> 800 °С) происходит следующая химическая реакция:

С + Н2 О = СО2 + Н2

(1)

По результатам проведенных теоретическо-экспериментальных исследований было установлено, что при горении капли ВТЭ образуется значительно меньшее количество токсичных выбросов угарного газа и углеводородов, чем при горении капли неэмульгированного топлива. Поэтому одним из наиболее перспективных методов повышения эксплуатационных и экологических показателей работы ДВС СНО ОП является применение ВТЭ путем изменения штатной системы питания карбюраторного ДВС на основе

использования системы для ее приготовления и подачи. Изменяя процентное содержание воды в ВТЭ и размеры ее капель, можно оказывать существенное влияние на эксплуатационные и экологические показатели работы ДВС на различных режимах.

Также полученные результаты экспериментальных исследований показали, что при введении небольшого количества водной фазы до 20 % не происходит существенного снижения мощности двигателя, а содержание СО в отработавших газах ДВС уменьшается до 33 %, а СН до 10 %.

4. Разработка и применение топлив с улучшенными характеристиками посредством улучшения качества стандартного топлива различными механическими, электрическими и магнитными устройствами. Основной недостаток этого способа - это невозможность получения достаточного эффекта. В связи с этим наиболее эффективным способом повышения качества топлива, среди перечисленных, является улучшение физико-химических свойств стандартного топлива (залитого в бак техники) различными механическими устройствами.

Самыми распространенными являются различные активаторы моторного топлива, позволяющие минимальными затратами энергии улучшить эксплуатационные свойства углеводородного топлива. Данные устройства могут быть как статического, так и динамического принципа действия. На рисунке 1 представлены различные варианты статических активаторов моторного топлива (САМТ), которые разработаны профессором Воробьевым Ю.В. в Тамбовском государственном техническом университете.

V

\

Рисунок 1 - Внешний вид статических активаторов моторного топлива

На рисунке 1 активатор, обозначенный № 2, предназначен для использования с карбюраторной системой питания, где штатный топливный насос развивает среднее рабочее давление в системе питания 0,15 кг/см2. С электронной системой впрыскивания топлива, где применяется топливный насос электрического принципа действия, развиваемое им рабочее давление в системе питания составляет 2,1...3,5 кг/см2, применяется САМТ под № 3. С дизельной системой питания, где установлен топливоподкачивающий насос с развиваемым рабочим давлением не ниже 0,15 кг/см2, используется САМТ под № 4. С перечисленными выше системами питания, где развиваемое рабочее давление штатным топливным насосом составляет 0,15.3,5 кг/см2 , используется универсальный САМТ № 5.

Также для улучшения качества моторного топлива предлагается использовать динамические активаторы моторного топлива (ДАМТ), предназначенные для еще более эффективного улучшения качества жидкого углеводородного топлива путем его

структурирования, то есть дробления тяжелых фракций топлива на более легкие. Они встраиваются в любую топливную систему после топливного насоса.

Динамические активаторы представляют собой аппараты роторно-пульсационного действия, позволяющие обеспечить высокоэффективное дробление капель углеводородного топлива при прохождении через модулятор, где создается процесс кавитации топлива. При этом размер капель обрабатываемого топлива уменьшается в 10.12 раз по сравнению со статическими активаторами моторного топлива, что позволяет повысить качество обработки топлива и снизить энергетические затраты на объем обработанного углеводородного топлива.

Динамические активаторы моторного топлива монтируются в моторном отсеке транспортного средства в любом удобном (свободном) месте и устанавливаются в топливную систему питания двигателя после штатного топливного насоса. Монтаж может осуществляться как специалистом (оператором СНО ОП), так и самостоятельно водителем.

Динамические активаторы имеют привод от внешнего электродвигателя, что приводит к усложнению конструкции. В связи с этим разработан ДАМТ, у которого отсутствует привод от внешнего источника, а имеется привод от струи проходящего топлива.

Разработанная электронная модель ДАМТ представлена на рисунке 2. Затем разрабатывались рабочие чертежи деталей ДАМТ. По рабочим чертежам был изготовлен динамический активатор.

Рисунок 2 - Электронная модель ДАМТ (вид изометрия)

Привод динамического активатора моторного топлива осуществляется за счет использования струи жидкости, которая под давлением подается штатным топливным насосом.

При конструировании ДАМТ разрабатывалась электронная модель на основе системы автоматизированного проектирования и конструирования, позволяющая повысить точность расчетов.

В соответствии с требованиями ГОСТ 14846-81 были проведены экспериментальные исследования ДАМТ, установленных в систему питания двигателя: рабочий объем - 2445 см3, максимальная мощность - 68 кВт (50 л.с.) (таблица 1).

Анализ полученных характеристик (таблица 1) показывает, что при сравнении работы ДВС УМЗ-417: на обычном бензине АИ-80 и на бензине, обработанном САМТ № 5, эффективная мощность ДВС и крутящий момент значительно не изменяются (до 2...4 %), а удельный расход топлива снижается на 10.15 %; на обычном бензине АИ-80 и на бензине, обработанном ДАМТ, эффективная мощность ДВС и крутящий момент повышаются (на 5.10 %), а удельный расход топлива снижается на 15.25 %.

Таблица 1 - Результаты стендовых испытаний предлагаемых устройств

Частота вращения ДВС Пде,, (мин-1) Часовой расход топлива до обработки/после обработки От,, (кг/ч) Крутящий момент ДВС Мкр,, (Н м) Эффективная мощность ДВС N (кВт) Угол опережения зажигания в о.з, 1° Удельный расход топлива gе, (г/кВт ч)

1. Бензин АИ-80

Пдв(шт)=2000 6,67 / - 168 64,23 4° 499,6

2750 8,09 / - 159 66,98 4° 517,9

3000 9,02 / - 156 67,58 4° 566,7

Пдв(шах)=4600 9,1 / - 122 60,59 4° 756,4

2. САМТ № 5

Пдв(шт)=2000 5,85 / 5,66 168 64,44 6° 435,7

2750 6,97 / 7,01 159 66,98 6° 451,7

3000 7,88 /8,06 157 67,85 6° 485,5

Пдв(шах)=4600 7,61 / 7,72 121 60,59 6° 724,5

3. ДАМТ

Пдв(шт)=2000 5,95 / 5,79 173 65,28 8° 424,2

2750 7,32 / 7,41 165 68,7 8° 437,9

3000 8,07 / 8,27 161 69,15 8° 469,4

4600 8,55 / 8,82 124 61,56 8° 453,3

Пдв(шах)=4800 9,65 / 9,92 123 61,6 8° 845,7

Происходящий в цилиндрах двигателя процесс горения регистрировался индикатором (ИКС-1), который вворачивался в свечное отверстие. Момент максимальной вспышки в камере сгорания был зафиксирован и получены фотографии, представленные на рисунке 3.

а)

б)

в)

а) горение бензина АИ-92; б) горение бензина, обработанного в САМТ № 5; в) горение бензина, обработанного в ДАМТ

Рисунок 3 - Внешний вид горения рабочей смеси в цилиндре ДВС УМЗ

Различаются два случая горения в камере сгорания ДВС: с голубоватым пламенем и горение с желтым или светящимся пламенем. Голубое пламя является результатом химической реакции образования альдегидов и пероксидов, идущей без какого-либо заметного распада -крекинга молекул углеводородов. Желтое пламя является следствием крекинга с образованием углерода. В ДВС для получения наилучших экономических и экологических характеристик необходимо получить горение с голубым цветом пламени, свидетельствующим о сгорании гомогенной качественной смеси. Следовательно, мощность ДВС при этом существенно не изменяется, на что указывает одинаковая интенсивность свечения в камере сгорания (рисунок 4а и 4б).

Максимально улучшить характеристики ДВС представляется возможным, используя бензин, обработанный в ДАМТ, то есть смесь, где основная часть капель углеводородного топлива имеет размер не более 2 мкм. В такой смеси происходит интенсификация топливо-воздушного заряда, на что указывает ярко белый цвет в камере сгорания. Поэтому мощность ДВС при работе на бензине, обработанном в ДАМТ, повышается на 5.7 %.

Из всего перечисленного следует, что для повышения качества топлива и соответственно экологических и экономических показателей ДВС, непосредственно на борту военной техники необходимо применять в системе питания двигателя статический или динамический активатор моторного топлива.

Следующим направлением по улучшению экономических и экологических характеристик ДВС СНО ОП является применение триботехнических составов и непосредственно высокодисперсного плакирующего состава, разработанного в ВУНЦ ВВС «ВВА», который создает на парах трения защитное покрытие металлокерамики. Разработанный состав снижает коэффициент трения между трущимися поверхностями деталей и позволяет повысить мощность ДВС на 5.7 %, снизить расход топлива до 5 % и соответственно снизить количество вредных веществ, выбрасываемых двигателем в атмосферу.

При внесении частиц состава в пару трения происходит реакция замещения атомов Mg атомами Fe (рисунок 4).

Рисунок 4 - Структура процесса обработки пар трения

Разработанная оптимальная формула высокодисперсного плакирующего состава защищена патентом РФ № 2709800, шифр «Пеня» [10].

Опыт применения в сложных условиях войсковой эксплуатации автомобильной техники свидетельствует о низкой эффективности традиционных универсальных смазок. Повышение нагрузок и температуры, попадание влаги или микроскопической пыли приводит к быстрому разрушению масляной пленки и сухому трению, которое существенно снижает ресурс двигателя.

Это покрытие позволяет успешно эксплуатировать ДВС в экстремальных условиях, то есть при очень высоких нагрузках. Эффект от разового применения состава сохраняется до 50 000 км, он сохраняет свое действие и не вымывается, даже при замене масла.

На сегодняшний день, применение состава является единственным способом, который позволяет без применения дорогостоящих технологий обработки цилиндропоршневой группы получить эффект хонингования между парами трения и удерживать достаточное количество масла между ними.

Защитное покрытие металлокерамики и удерживаемое им масло уплотняют зазоры в цилиндропоршневой группе, за счет чего выравнивается компрессия, улучшается качество сгорания топлива, снижаются потери на трение. Это обеспечивает снижение расхода топлива до 7 %.

После внесения состава в маслосистему ДВС и его (ДВС) суммарной работы 25 моточасов, во всех цилиндрах двигателя произошло выравнивание компрессии до заводских параметров 8,0 кгс/см2. Содержание угарного газа (СО) в отработавших газах (ОГ) снизилось в 2 раза, а углеводородов (СН) в 8.10 раз.

В интересах оценки влияния применения состава на эксплуатационные характеристики ДВС в ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж) были проведены испытания на списанных ДВС бензинового ЗИЛ-131 и дизельного КАМАЗ-740. Испытания двигателя ЗИЛ-131 проходили в январе 2017 г. в ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж). Для диагностики двигателей были использованы поверенные приборы: микрометр, индикаторный нутромер, компрессометр, тестер давления масла, газоанализатор и анализатор вибрации.

Было установлено увеличение компрессии на 27 %, а содержание СО в выхлопных газах ДВС снизилось до 35 %. Методика проведения испытаний ДВС ЗИЛ-131 включала постановку автомобиля на полуэстакаду, прогрев двигателя до температуры 85.90 °С, после чего сливалось масло из поддона картера и двигатель работал вначале на оборотах холостого хода, а затем под нагрузкой в движении. Результаты эксперимента показали, что автомобиль ЗИЛ-131, без масла в ДВС, смог проехать 1,3 км при эксплуатации в штатных условиях.

Испытания составом также проводились на двигателе автомобиля КАМАЗ, которые включали диагностику двигателя, его частичную разборку и замер основных размеров деталей цилиндро-поршневой группы до и после обработки составом.

После применения состава замеры показали уменьшение зазоров между шатунными шейками и вкладышами на 85 % (до 0,0225 мм) и овальность стенок гильз цилиндров до 0,03 мм. Компрессия выровнялась до паспортных параметров 24,0 кгс/см2. Возросло давление масла в системе смазки ДВС, а дымность отработанных газов снизилась до 11 %.

Проведены измерения общей вибрации в контрольных точках ДВС и определялись гистограммы со значениями в единицах измерения дБА и м/с2. Вибрация по всем трем осям снизилась на 8,4 дБА, а виброускорение снизилось на 0,184 м/с2 (на 60 %).

Выводы. Из вышеизложенного следует, что максимально повысить энергетическую эффективность силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения боевых действий авиационных группировок возможно за счет использования:

в системе питания аппаратов статического и динамического принципа действий, позволяющих приготовить топливо-воздушную смесь, содержащую небольшое количество водной фазы до 20 % в виде мельчайших капелек, в результате чего происходит снижение расхода топлива силовой установкой до 18 %, содержания СО в ОГ до 33 %, содержания СН в ОГ ДВС до 10 %, а эффективная мощность и крутящий момент значительно не изменяются (на 2.4 %);

высокодисперсного плакирующего состава для пар трения деталей силовых установок, в результате чего снижается вибрация и шум, уменьшается токсичность СО, СН и дымность до 11 % в ОГ, выбрасываемых в атмосферу, что является неоспоримым преимуществом для применения его в условиях Арктики.

Таким образом, в статье представлены способы и устройства повышения энергетической эффективности силовых установок средств аэродромно-технического обеспечения боевых действий авиационных группировок.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тезисы докладов Межведомственной научно-технической конференции «55 лет химмотологии - основные итоги и направления развития» / под ред. В.В. Середы, Н.Н. Гришина. М.: Принтлето, 2019. 352 с.

2. Кузьмин В.М. Нетрадиционные направления развития техники будущего. М., 2006.

1G4 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Орлина А.С., Круглова М.Г. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. М.: Машиностроение, 1999. 432 с.

4. Семенов Н.В. Эксплуатация автомобилей в условиях низких температур. М.: Транспорт, 1993. 190 с.

5. Чулков П.В., Чулков И.П. Топлива и смазочные материалы: ассортимент, качество, примеси, экономия, экология. М.: Политехника, 1996. 304 с.

6. Воинов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. М.: Машиностроение, 1977. 275 с.

7. Иванов И.А. Исследование работы транспортных дизелей на топливно-водяных эмульсиях, полученных с помощью акустического излучателя: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Ростов н/Д: НУД, 1967. 24 с.

8. Сафиуллин Р.Н., Ложкин В.Н., Гавкалюк Б.В. Мероприятия по совершенствованию рабочих процессов дизелей с целью выполнения требований по ограничению дымности и токсичности отработавших газов. Санкт-Петербург: Транспорт, 2007. 8 с.

9. Михайловский Е.В., Серебряков К.Б., Тур Е.Я. Устройство автомобиля. М. 1981. 342 с. 1G. Пеня: пат. 2709800 Российской Федерации, МПК F02M. Агафонов А.К. и др.;

заявитель и патентообладатель Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» Министерства обороны Российской Федерации» № 2017410050; заявл. 2G.12.19; опубл. 07.07.2017. 8 с.

REFERENCES

1. Tezisy dokladov Mezhvedomstvennoj nauchno-tehnicheskoj konferencii «55 let himmotologii - osnovnye itogi i napravleniya razvitiya» / pod red. V.V. Seredy, N.N. Grishina. M.: Printleto, 2019. 352 p.

2. Kuz'min V.M. Netradicionnye napravleniya razvitiya tehniki buduschego. M., 2006. 1G4 p.

3. Orlina A.S., Kruglova M.G. Dvigateli vnutrennego sgoraniya. Ustrojstvo i rabota porshnevyh i kombinirovannyh dvigatelej. M.: Mashinostroenie, 1999. 432 p.

4. Semenov N.V. 'Ekspluataciya avtomobilej v usloviyah nizkih temperatur. M.: Transport, 1993.190 p.

5. Chulkov P.V., Chulkov I.P. Topliva i smazochnye materialy: assortiment, kachestvo, primesi, 'ekonomiya, ekologiya. M.: Politehnika, 1996. 304 p.

6. Voinov A.N. Sgoranie v bystrohodnyh porshnevyh dvigatelyah. M.: Mashinostroenie, 1977.

275 p.

7. Ivanov I.A. Issledovanie raboty transportnyh dizelej na toplivno-vodyanyh 'emul'siyah, poluchennyh s pomosch'yu akusticheskogo izluchatelya: avtoref. dis. ... kand. tehn. nauk. Rostov n/D: NUD, 1967. 24 p.

В. Safiullin R.N., Lozhkin V.N., Gavkalyuk B.V. Meropriyatiya po sovershenstvovaniyu rabochih processov dizelej s cel'yu vypolneniya trebovanij po ogranicheniyu dymnosti i toksichnosti otrabotavshih gazov. Sankt-Peterburg: Transport, 2007. В p.

9. Mihajlovskij E.V., Serebryakov K.B., Tur E.Ya. Ustrojstvo avtomobilya. M. 19В1. 342 p.

10. Penya: pat. 2709800 Rossijskoj Federacii, MPK F02M. Agafonov A.K. i dr.; zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe kazennoe voennoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego obrazovaniya «Voennyj uchebno-nauchnyj centr Voenno-vozdushnyh sil «Voenno-vozdushnaya akademiya imeni professora N.E. Zhukovskogo i Yu.A. Gagarina» Ministerstva oborony Rossijskoj Federacii» № 2017410050; zayavl. 20.12.19; opubl. 07.07.2017. 8 p.

© Ломовских А.Е., Новичихин В.В., Дьяков Д.Е., Носов Е.В., 2021

Ломовских Александр Егорович, кандидат технических наук, доцент кафедры (автомобильной подготовки), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, lomovskih1979@yandex.ru.

Новичихин Виталий Васильевич, начальник автомобильной и электрогазовой службы, Смешанная авиационная эскадрилья (учебная г. Бутурлиновка), Россия, 394006, г. Воронеж, ул. 9 января, 233/28, oskol20@mail.ru.

Дьяков Денис Евгеньевич, кандидат технических наук, преподаватель кафедры (автомобильной подготовки), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, snooker646@rambler.ru.

Носов Евгений Викторович, доцент кафедры (автомобильной подготовки), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, nosovzhenya.80@mail.ru.

UDK 629.7.03/.08 GRNTI 78.25.09.33

methods and devices for increasing the aviation groups combat operations airfield technical support power plants energy efficiency

A.E. LOMOVSKIH, Candidate of Technical sciences, Associate Professor MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)

V.V. NOVICHIHIN

MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)

D.E. DYAKOV, Candidate of Technical sciences

MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)

E.V. NOSOV, Candidate of Technical sciences, Associate Professor MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)

The analysis on the aviation groups airfield technical support problems was carried out. Methods and devices for increasing the aviation groups combat operations airfield technical support power plants energy efficiency are considered. A method for improving the quality of fuels and lubricants used for military equipment is proposed. The regularities of the process of emulsification of water-fuel emulsions in low-volume static and dynamic devices have been studied in order to select the most effective design that would ensure its receipt of sufficient quality on board military equipment. The application of tribotechnical compositions, and directly a highly dispersed cladding composition, to create a protective coating of cermets on friction pairs is considered. According to the results of experimental and analytical studies, the most effective ways to increase the energy efficiency of power plants have been determined.

Keywords: power plants, energy efficiency, fuels and lubricants, motor fuel activators, water-fuel emulsions.

DOI: 10.24412/2500-4352-2021-20-149-159

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.