Юный техник 1999-09, страница 28
конструкция двигателей для турбовинтовых самолетов (рис. 3). И гут мы видим генератор сжатых газов 1 — 2 — 3, но дальше конструкция отличается от вертолетной. Вместо турбины 4 здесь установлено сопло, в котором газ расширяется и за счет больших скоростей: толкает самолет вперед реактивным действием струи газа. Опираясь на знание техники сегодняшнего дня, подумаем о технике XXI века. До сих пор газовая турбина не применяется на тепловозах, а между тем еще в 1923 году отец закончил свою книгу «Проблемы экономичных локомотивов» словами: «Нам кажется, что газовые турбины и есть решение стоящей перед нами много лет задачи. Это есть локомотив будущего,..» Схему такого будущего локомотива я легко набросал на листе бумаги (рис. 4). Сжатый воздух из компрессора 1 поступает в камеру сгорания 2, куда подается жидкое или газообразное топливо. После камеры сгорания газы поступают в турбину 3, служащую для привода компрессора 1, а после расширения газа в турбине 3 оставшуюся часть своей энергии они превращают в работу на валу турбины 4. Отработанные газы выбрасываются в атмосферу через трубу 5. При этом правый вал гурьикы 4 через двухс корсетном редуктор 6 приводит во вращение при помощи карданной передачи колеса одной тележки, а левый вал турбины 4 используется для привода колес другой тележки. В данном случае мы вновь встречаемся в конструкции газотур-бсвоза с генератором сжитых газов 1 — 2 — 3, но энергия турбины 4 используется для привода колес локомотива. Баллон 7, расположенный между двумя тележками, служит для хранения топлива. Преимущества такой установки по сравнению с поршневыми двигателями прежде всего заключаются з непрерывном горении топлива в камере сгорания 2, что обеспечивает минимальную токсичность выхлопных газов. Другими словами, при одинаковой мощности газотурбинный двигатель в экологическом смысле более чистый, чем поршневой. Еще больший эффект дает возможность перехода от жидкого топлива к природному газу, что позволяет уменьшить вредные выбросы в атмосферу ниже европейского стандарта, вводимого в действие с 1999 года. Природный газ на новом тепловозе придется хранить в баллоне 7 в сжиженном состоянии при давлении 250 кгс/с2, а подаваться в камеру сгорания 2 сн будет уже в газообразном состоянии. Для того чтобы такой тепловоз оказался жизнеспособным, надо выполнить еще три завета, которые оставил своим ученикам профессор А.Н.Шелест: 1. Новый тепловоз должен превышать существующий по КПД. 2. Локомотив будет перспективным, если стоимость его изготовления и эксплуатации ниже существующих. 3. Все требования железнодорожного транспорта к локомотиву должны быть удовлетворены. Это касается вопросов совершенства тяговой характеристики, удобства эксплуатации и ремонта, габарита и других... Многие годы газотурбинные двигатели уступали поршневым по величине коэффициента полезного действия. Объяснялось это тем, чго сгорание топлива в них происходило при значительно меньших давлениях, чем в поршневых. Достижения в производстве авиационных двигателей позволяют значительно поднять давление. Это и решает задачу получения высокого КПД 26 |
