Техника - молодёжи 1960-06, страница 11

Позади — сотни километров, а у вас нет обычной усталости. И неудивительно — ведь управлять вам приходится только рулем, педалью газа и иногда тормозом.

«Замечательно! — скажет автомобилист. — Дайте скорее нам этот двигатель!»

и на солнце есть пятна

До сих пор мы говорили только о больших преимуществах газовой турбины. Но у нее есть пока и большие недостатки. И именно они еще не дают возможности перейти к массовому производству газовых турбин, чтобы сиабдить ими серийные автомобили.

Самым большим недостатком газовой турбины является повышенный по сравнению с поршневыми двигателями удельный расход топлива, особенно при малых нагрузках. Но этот недостаток за последние годы значительно уменьшен. Если в 1953 году расход топлива был в два-три раза выше, чем в поршневых двигателях одинаковой мощности, то теперь в лучших образцах газотурбинных двигателей он стал почти таким же. Другие недостатки, а именно — необходимость работы лопаток турбин при температурах порядка 700—900°С при 20 000—30 000 оборотов в минуту и выше, что ведет к быстрому выходу из строя лопаток турбины двигателя, — также успешно преодолеваются. Такие высокие температуры и число оборотов необходимы для повышения коэффициентов полезного действия двигателей.

При решении этой задачи можно идти и другим путем. Работающий двигатель выбрасывает в атмосферу выхлопные газы с очень высокой температурой (400— 6004?). Если использовать их для подогрева воздуха на входе в камеру сгорания, то можно значительно поднять коэффициент полезного действия двигателя.

Можно существенно снизить расход топлива при малых нагрузках двигателя, если поставить после первой ступени компрессора воздушный охладитель. Но все это резко ухудшает наиболее ценные преимущества газотурбинного двигателя перед поршневым, увеличивая его вес и габариты.

Можно, наконец, идти в какой-то мере обоими путями.

Создание газотурбинного двигателя с удельным расхо

дом горючего в 200—250 г на лошадиную оилу в час. работающего надежно, без переборки, не менее 2 тыс. часов на любом из жидких топлив, позволило бы начать его серийное производство. А оснащение такими двигателями автотранспорта, и в первую очередь мощных грузовиков, самосвалов, автобусов, дало бы большой технико-экономический эффект.

Как мы уже говорили выше, производство двигателей увеличилось бы по крайней мере вдвое по сравнению с поршневыми из того же количества металла и значительно ускорился бы процесс их производства. Повысилась бы скорость движения и, следовательно, производительность машин. Упростились бы, а следовательно, и удешевились бы конструкции трансмиссий, стали бы проще и дешевле ремонт и уход. Можно было бы значительно расширить семейство двигателей для разного рода автомобилей. И, наконец, появилась бы возможность сравнительно легко изготовлять двигатели мощностью 1 000—2 000 л. с. для сверхтяжелых автомашин.

Сейчас еще трудно предсказывать, в каком виде газотурбинный двигатель начнет внедряться в автомобильный транспорт. Очень вероятно, что это будет двигатель простейшей схемы, но с высокими степенями (до 16) сжатия компрессоров, с высокой температурой перед турбиной порядка 1000—1200°С и с высокими коэффициентами полезного действия всех агрегатов.

Желая получить уже сегодня турбину с расходом топлива. не превышающим его в современных поршневых двигателях, многие конструкторы предпочитают создавать более сложные двигатели низкого расхода. Но их сложность, дороговизна, большие вес и габариты, а также и более сложное обслуживание вряд ли сделают эти двигатели конкурентоспособными с поршневыми. Поэтому первые советские автомобильные газотурбинные двигатели и построены по простейшей схеме, показанной на цветной вкладке.

Советские конструкторы автомобильных турбин знают, что созданные ими газотурбинные двигатели еще недостаточно совершенны, чтобы можно было их внедрять в серийное производство. Они упорно работают над ними и стремятся первыми решить одну из весьма важных задач в области автомобилестроения.

которых происходит распад ацетилена. Этот способ лаг в основу всех созданных в последнее время тепловых (термических) способов синтезирования ацетилена иэ природных газов: метана, этана и других.

Суть новых способов сводится к тому, что метан с огромной скоростью продувают сквозь зону высокой температуры. В этот момент в нем успевают образоваться молекулы ацетилена. В следующее мгновение вместе с несущейся газовой струей они попадают сразу в мощное охлаждающее устройство, непрерывно омываемые потоками холодной воды. В результате большая часть образовавшегося ацетилена успевает проскочить опасный температурный интервал.

Процесс этот называется закалкой. И не случайно. Ведь, по существу, здесь используется тот же прием, как и при закаливании стали. Нагревая ее и затем мгновенно охлаждая в воде, мы добиваемся того, что сталь сохраняет структуру, которая появляется у нее при высокой температуре.

Так была решена главная задача. Остальное — получить высокую температуру, нужную для синтезирования ацетилена из природного газа, — уже проще. Для этого есть много способов. При так называемом термоокислительном крекинге, прямо подражая ракете, высокую температуру получают за счет сжигания части самого поступающего газа. А при электрокрекинге метан продувают сквозь электродуговую печь. При чистом термическом крекинге метан просто пропускают через раскаленные трубчатые печи.

Производство ацетилена из природных и нефтяных газов методом термохимических реакций в быстрой газовой струе находится еще на первых стадиях своей разработки. Но уже и сейчас оно намного выгоднее старых способов. Ацетилен, добытый термическим методом из природного газа, стоит значительно дешевле, чем карбидный ацетилен.

Чтобы получить тонну ацетилена иэ карбида, нужно израсходовать около 13 000 ивт-ч электроэнергии. При электрокрекинге на получение того же количества ацетилена уходит всего 9 000—10 000 квт-ч. А при термоокислительном

крекинге — 7 000 — 8 000 квт-ч и примерно столько же— при чистом термическом крекинге.

Но это не все. Перерабатывая карбид, мы получаем в качестве отхода лишь такой сравнительно малоценный продукт, как гашеная известь. А при электрокрекинге природных газов отходами являются высокоценные химические продукты. На каждую тонну выработанного ацетилена получают в виде «премии» еще около 3,5 тыс. кубометров водорода, 100—200 кг этилена, 120—180 кг сажи. Из этого количества водорода можно получить, например, полторы тонны аммиака — основного материала для производства удобрений, иэ этилена — сотни метров искусственных тканей, из сажи — большое количество типографской краски.

Овладев процессом прямого синтеза ацетилена, научив-шись им управлять, химики добились цели, о которой мечтали десятки лет. В ацетилене они обрели, наконец, «посредника»— промежуточный продукт между природными газами и искусственными тканями, каучуками, пластмассами, лекарствами, красителями — всеми разнообразными продуктами современной созидающей химии.

В СССР имеются огромные возможности для освоения термических методов производства ацетилена. Например, намечено создать в Восточной Сибири крупные химические производства на базе ацетилена. Завершение строительства гигантских электростанций в этом районе создаст все условия для внедрения там электрокрекинговых методов. Богатейшие ресурсы природных газов, открытые в последнее время в ряде районов Юга, Средней Азии, Северного Кавказа, Поволжья, создают все условия для внедрения там производства ацетилена методом термоокислительного крекинга. Наконец, высокотемпературный крекинг побочных и нефтяных газов позволяет использовать практически неисчерпаемые источники природного сырья, имеющиеся в Уре-ло-Волжском нефтяном районе.

7