Юный техник 1999-09, страница 29

В тепловозе XXI века (рис. 4) газотурбинная установка (ГТУ) по сравнению с поршневыми двигателями обеспечивает ряд преимуществ. Прежде всего, стоимость. Она значительно дешевле дизеля той же мощности. Современный двигатель магистрального тепловоза уже с трудом размешается в габаритах локомотива. У ГТУ размеры сравнительно невелики, а масса на единицу мощности значительно ниже. Современное направление к увеличению веса поездов требует локомотива повышенной мощности, что также говорит в ее пользу.

Одна из главных характеристик тепловоза — его коэффициент полезного действия. Инженер не только чертит. В прошлом, 1998 году, когда я занялся локомотивом будущего, передо mhgm прежде всего встал вопрос о расчетах. И тут я вспомнил детские кубики. У меня уже были готовые программы на языке «Бейсик» для компрессора, камеры сгорания и турбины. Теперь предстояло соединить их в единую программу. За один день я сложил их вместе, а на следующее утро набрал на клавиатуре компьютера и включил команду на просчет. Через несколько минут машина, сделав несколько миллионов вычислений, выдала мне ответ. При давлении в камере сгорания 20 МПа (примерно 200 атмосфер, зто раза в 1,5 — 2 больше, чем у современных турбин) КПД газотурбинно! установки составил 39%. Результаты получились не хуже, чем у современных дизеле г¹. При этом надо не забыьагь, что стоимость производства природного газа значительно ниже цены жидкого топлива. Попутно определились и температуры: после компрессора — 705 К, за камерой сгорания — 1054 К и, наконец после рабочей турбины — 574 К.

Каким же будет тепловоз XXI века? Этот вопрос сейчас вгюгне правомерен, поскольку бурно развиваются различные виды транспорта. Возросли автомобильные перевозки. Появились новые проекты транспортных средств на воздушной подушке. Во многих странах доля перевозок на железных дорогах сокращается.

Возникает законный вопрос: какому виду транспорта отдать предпочтение? Для ответа на этот вопрос примем за 100% расход энергии при перевозке 1 тонны груза самолетом при скорости 200 километров в час. Оказывается, что для перевозки то* же массы груза с той же скоростью на железнодорожном транспорте требуется в 5 раз меньше мощности, чем у самолета, и в 3 раза меньше, чем у автомобиля. Даже транспорты на воздушной подушке, о которых часто пишут как о будущих средствах перевозки грузов и пассажиров, треоуют в одинаковых условиях затраты энергии лишь в 2,5 рзза меньше, чем у самолета.

Железнодорожный транспорт сб-ладает замечательными свойствами благодаря связи колес с рельсами. Ведь образование силы тяги при качении колес локомотива по рельсам происходит с КПД, равным почти 100%.

Высокая скорость требует и локомотивов большой мощности. Пассажирский поезд массой 500 т при сксрости 200 км/ч нуждается в тепловозе мощностью 7 тысяч лошадиных сил. Получить столь высокую мощность можно только от гозовои турбины.

Проь дет немного времени, и мы приступим к проектированию на их основе новых локомогивов, которые и войдут в XXI век.

Дочеет, к т.н. П ШЕЛЕСТ

27