Техника - молодёжи 1960-10, страница 16

ГАЗО

Внсторнн техники было так: 6 изиновый мотор, постепенно совершенствуясь, «пересел» с автомобиля на самолет.

Но есть двигатель, который сначала поднялся в небеса, завоевал их и лишь потом спустился на землю. Это газовая турбина.

По ему у нее такая необычная судьба?

ЛЕГКОСТЬ, МОЩНОСТЬ, СКОРОСТЬ

В этом году в июньском номере журнала «Техника—молодежи» была помещена статья «Турбина на колесах». В лей рассказывалось о первом советском газотурбинном автобусе. Конструкторы решили сложную задачу. Но еще более важная проблема — создание газотурбинного локомотива. Ведь объем грузовых перевозок по железным дорогам год от года .возрастает. И железнодорожному транспорту необходим мощный локомотив, способный развивать большую скорость. Такими качествами обладает электровоз. Но электрификация всех железных дорог — дело чрезвычайно трудоемкое, дорогое, требующее времени. А большие мощности и скорости кужны сейчас, немедленно. И вот железнодорожники обратились к конструкторам. А те заинтересовались... небом. Да, небом, в котором уже давно летают серебристые скоростные машины «ТУ-104», «ТУПО», «ШЫ8» и другие. На них установлены газотурбинные двигатели.

Чем же хорош такой двигатель? Самые «сильные» тепловозы, лостро енные у нас, имеют мощность только 3 тыс. л. с. в одной секции и потребляют дорогое дизельное топливо. Для того чтобы тянуть тяжелый состав, приходится сцеплять вместе 3—5 секций. Тут на выручку и приводит новый тип локомотива — газотурбовоз.

На ием установлен газотурбинный двигатель, вращающий генератор постоянного тока.

Такие двигатели могут развивать очень большую мощность при малом весе.

На площади, которую в тепловозе занимает дизель, можно поместить газотурбинный двигатель в три раза сильнее его. Сама турбина проста по устройству, и ее легко ремонтировать. Газотурбинный двигатель «не бонтся» низких температур. И хотя кпд его (17—18%) пога меньше, чем у дизелей (28%), применение дешевого топлива (мазута) приближает газотурбовоз по экономичности к тепловозу.

Кроме того, дальнейшее усовершенствование газовых турбии приведет к значительному повышению их кпд.

Э. НЕСТЕРОВ, инженер Коломенского тепловозостроительного завода

ТУРБО

ПЕРВЫЙ СОВЕТСКИЙ

В настоящее время на Коломенском тепловозостроительном заводе спроектирован, построен и проходит заводские испытания советский газотурбовоз. Его конструктивная скорость 100 км/час. Мощность турбины 3 500 л. с. Она уже больше, чем у современного тепловоза «ТЭ-3» (3 200 л. с.) н значительно превышает мощность тепловоза «1-51» (2 600 л. е.). Внешне газотурбовоз, как видно из рисунка иа обложке, похож на современный тепловоз. Кузов его сделан разъемным — из трех частей. В передней — кабина машиниста с пультом управления и высоковольтная камера. В средней — сама газовая турбина, а также редуктор, тяговые генераторы, топливная н масляная система. В задней части — вспомогательный дизель-генератор, компрессор, вентиляторы охлаждения тяговых моторов.

Оригинально устроена и крыша газотурбовоза. Она съемная. Это позволяет легко вынимать для ремонта любой элемент силовой установки: турбину, генератор, компрессор и т. д. Для уменьшения шума в кабине имеется специальная звукопоглощающая изоляция стенок.

В средней части локомотива расположен топливный бак. Тележка газотурбовоза трехосная, люлечного типа. Она придает локомотиву очень спокойный ход н облегчает работу машиниста.

Газотурбинный двигатель локомотива выполнен по простейшей схеме: турбина н компрессор поставлены на одном валу. Вот как устроен н работает этот двигатель. Воздух через специальное устройство в крыше засасывается двенадцатисту-пенчатым компрессором, который сжимает его до давления 6 атмосфер при температуре 235° и разгоняет до скорости 110 м/сек.

Из-за вращения лопаток компрессора поток воздуха получается закрученным, поэтому за последней ступенью компрессора устанавливают аппарат, ко орый выпрямляет его и направляет вдоль осн двигателя.

В специальном диффузоре, установленном за компрессором, скорость потока снижается до 50 м/сек, и воздух поступает в шесть камер сг рання, расположенных по окружности.

В каждую камеру сгорания с помощью форсунки подается мазут.

Запуск ют двигатель на легком топливе — соляре, который зажнга-

ВОЗ

ют электрическими свечами, установленными в трех камерах. Потом зти свечи убираются из зоны горения пневматическим цилиндром. Это делается для того, чтобы свечи не обгорали. Ведь в центральной зоне температура достигает 1500—2000°. Рабочие лопатки турбины не могут выдержать такой высокой температуры, поэтому продукты сгорания смешивают с холодным воздухом, « температура газа снижается до 727°. При такой температуре газо-воздушная смесь поступает на лопаткн турбины. Здесь энергия зтой смеси преобразуется в механическую работу.

Подала жидкого топлива в камеру сгорания производится топлив ным насосом и форсунками.

Камеры сгорания крепятся на двигателе коническими накидными хомутами. Поэтому их можно быстро установить или сменить в случае необходимости. Газ, нагретый до 727°, разгоняется до скорости 105 м/сек н попадает на лопатки первого соплового аппарата турбины. Проходя через них, газ расширяется, давление и температура его падают, а скорость возрастает до нескольких сотен метров в секунду. С этой скоростью он прорывается к ротору турбнны. Лопатки турбины, на которые давит горячий газ. имеют искривленный профиль. А между собой онн образуют сужающиеся криволинейные каналы. Проходя через них, поток газа из меняет направление. При этом иа лопатках возникают центробежные усилия. Они и заставляют вращаться турбинное колесо.

Так, переходя от ступени к ступени, газ отдает свою энергию лопаткам турбины и совершает механическую работу. Часть зтой работы затрачивается на вращение компрессора, а остальная идет на получение электрической энергии в генераторе.