Почему их нет в России?

В Америке на Юнион Пасифик (главный ход от Омахи в Небраске до Огдена и Солт-Лейк-Сити в Юте, вроде как самая загруженная линия в Америке, сортировка Бейли-Ярд под Омахой - крупнейшая в мире) - был газотурбовоз на 8000 лошадей, снимки и картинки были даже в сталинской энциклопедии.

Во Франции был газотурбинный пассажирский высокоскоростной поезд.

А у нас? есть ли какие-то проблемы с турбиной на просто тяжелых грузовых локомотивах, как амеры сделали?

TGV изначально был газотурбинный. Потом решили что жрёт слишком моного топлива, а в 70-х оно очень сильно подорожало.

Топлива много жрут потому и не прижились

0

Появилось в прессе сообщение, что будто бы в Самаре разрабатывают двигатель для газотурбовоза:
http://www.tr.ru/forum/read.php?f=7&i=341271&t=338094

Не факт, однако, что газетчики здесь не напутали с терминологией. Речь идет о двигателе, который будет работать на сжиженом природном газе, а в перспективе – на водороде. Поэтому слово "газотуробовоз" могло проскользнуть в заметку случайно (в связи с использованием газа) – так же, как там неправильно сказано о будто бы "криогенном" двигателе, хотя на самом речь идет просто об использовании в качестве топлива хранящегося при криогенной температуре сжиженного метана.

Что касается перспектив, то, насколько я в этом разбираюсь, главное препятствие к использованию газовых турбин в невоенной сфере – это ограниченный ресурс двигателей и высокая цена жаропрочных материалов.
Газовая турбина имеет два принципиальных достоинства в сравнении с ДВС: компактность (т.е. бОльшая мощность при меньшем размере и массе), а также возможность в принципе более экономичного использования топлива благодаря достижимости более выгодного термодинамического цикла Карно: с более высокой "верхней" температурой. В ДВС для поднятия "верхней" температуры нужно делать очень "горячим" весь двигатель (цилиндры, поршни) – этого пытаются достичь путем перехода с металла на керамику, но перспективы пока не очень обещающие. А в газовой турбине достаточно сделать очень жаропрочными только сами рабочие лопатки турбины – это технически намного реалистичнее.
Однако, срок службы такой турбины и ее лопаток в условиях высоких температур и большой энергонапряженности оказывается не таким большим, а стоимость двигателя – довольно высокой. Это вполне приемлемо для танков или ударных скоростных кораблей, которым за всю свою жизнь придется проехать (пройти по морю) не больше нескольких тысяч километров (кроме опытных или учебных машин); да и стоимость двигателя все равно сравнительно невелика по сравнению со всем остальным: корпусом, броней, вооружением, ходовой частью.
А для гражданского транспорта (локомотивов, судов, большегрузных автомобилей, автобусов) малый ресурс и высокая цена газотурбинного двигателя делают его пока что экономически мало привлекательным.

>главное препятствие к использованию газовых турбин в невоенной
>сфере – это ограниченный ресурс двигателей и высокая цена
>жаропрочных материалов.

Вряд ли. Сколько лет движкам на Ту-154 у нас?

>Газовая турбина имеет два принципиальных достоинства в сравнении
>с ДВС: компактность (т.е. бОльшая мощность при меньшем размере и
>массе),

Да, это факт. Особенно если сравнить с поршневым мотором жидкостного охлаждения.

Именно потому турбины и сменили поршневые моторы на _винтовых_ самолетах типа Ан-12.

>а также возможность в принципе более экономичного использования
>топлива благодаря достижимости более выгодного
>термодинамического цикла Карно: с более высокой "верхней"
>температурой. В ДВС для поднятия "верхней" температуры нужно

Это все понятно. Но я слышал еще и такую вещь: для газовой турбины наземного транспорта нужен теплообменник, без которого якобы у таковой турбины КПД - полный отстой (много тепла вылетает в трубу, у поршневого двигателя меньше).

Для авиации мощность на единицу веса - намного важнее, чем КПД, потому там и ставят. А на наземном транспорте - якобы все проблемы с теплообменниками.

А. Еще ГТД пыли боится.

>Это вполне приемлемо для танков или ударных скоростных кораблей

ГТД танки боятся пыли :) не перспективна она там.

На кораблях - на корабле больше теплоходика "Москва" уже нужна такая мощь, что в одной или двух ГТД не сделаешь. Там паротурбинные установки сверхвысокого давления стоят - 1500 атм. Например, на американских крейсерах "Тайкондерога" (источник: англоязычный военно-морской форум).

Требования к моторесурсу кораблей существенно выше, чем тысячи миль. Существенно.

Короче, получается такая картина, что при современном уровне дизелестроения особо и не интересно. На UPRR сделали такой "грузовик" еще в 50ые, видимо, по причине полного отсутствия дизелей такой мощности. А дорога тяжелая по профилю (предгорья, а то и просто горы).

> >главное препятствие к использованию газовых турбин в невоенной
>
> >сфере – это ограниченный ресурс двигателей и высокая цена
> >жаропрочных материалов.
>
> Вряд ли. Сколько лет движкам на Ту-154 у нас?

Ну смотря каким :) Лет-то много, но далеко не все эти движки те, с которыми машины с завода улетели. Меняют в процессе эксплуатации, и меняют много. Ну и потом при нормальном режиме "езды" раз в несколько лет идёт КР, а на КР полдвигателя уходит под замену, в том числе и лопатки (не!, приходилось, конечно, слышать истории о том, как сдавали на КР с гнутыми лопатками, с ними же обратно и получали, а потом ещё по несколько лет летали, и все до сих пор живы, но это стрёмно и так делали, к счастью, не все :).

А из-за отрыва лопаток у движка с перепробегом 154ые в России падали... :( (тьфу, тьфу, тьфу, чтоб больше не)

А уж в каком состоянии двигатели у 134 и 154 в Сев Корее и предположить трудно (а они у них тож падают, тьфу, тьфу, тьфу, чтоб больше не, но только о результатах расследований никто не сообщает)

Макс писал(а):

> >главное препятствие к использованию газовых турбин в невоенной
>
> >сфере – это ограниченный ресурс двигателей и высокая цена
> >жаропрочных материалов.
>
> Вряд ли. Сколько лет движкам на Ту-154 у нас?

Их с определенной периодичностью ремонтируют, меняют детали (в частности, лопатки турбины).

> Именно потому турбины и сменили поршневые моторы на _винтовых_
> самолетах типа Ан-12.

И крупных вертолетах

> Но я слышал еще и такую вещь: для газовой
> турбины наземного транспорта нужен теплообменник, без которого
> якобы у таковой турбины КПД - полный отстой (много тепла
> вылетает в трубу, у поршневого двигателя меньше).

Еще одна проблема повышения КПД у ГТД - невозможность сделать достаточно малыми зазоры между ротором и статором (а также корпусом), что эквивалентно поршневому ДВС с изношенными поршенвыми кольцами или вовсе без оных.

> Для авиации мощность на единицу веса - намного важнее, чем КПД,
> потому там и ставят. А на наземном транспорте - якобы все
> проблемы с теплообменниками.\

У самолетов (в т.ч. турбовинтовых) поток раскаленных газов полезно используется.

> >Это вполне приемлемо для танков или ударных скоростных
> кораблей
>
> ГТД танки боятся пыли :) не перспективна она там.

У наших Т-80 эта проблема решена. Ресурс в запыленном воздухе конечно снижается (так же, как и у дизеля), но танк может спокойно ехать. У американских Абрамсов быстро забываются фильтры и приходится останавливаться для очистки вручную.
Кстати, газотурбинный Т-80У на малой скорости практически не слышно (ни в какое сравнение с ревом дизеля).

> На кораблях - на корабле больше теплоходика "Москва" уже нужна
> такая мощь, что в одной или двух ГТД не сделаешь.

Ракетный крейсер "Москва" - мааленький такой теплоходик: http://legion.wplus.net/guide/navy/nk/rk/1164.shtml :) На нем 4 ГТД по 22500 л.с..
ГТД в основном на крупные корабли и ставятся (на более легкие - дизели):


Сообщение изменено (23-01-06 10:57)

Я забыл сказать еще про один плюс газотурбинного движка: возможность его простой настройки на разные виды и марки топлива. Но это опять-таки важнее для военной техники, чем доля обычного наземного транспорта. Насчет экономики военной техники я забыл упомянуть очень высокую цену электроники, на фоне которой (вместе с вооружением и прочим) цена движка и необходмости его частой смены становятся не очень значимы.

Насчет ресурса движков для кораблей – для скоростных ударных или десантных кораблей малого и среднего размера очень большой ресурс не нужен: больше пары тысяч миль на максимальных скоростях они за свою жизнь как правило не пройдут. А для крупных кораблей с большой автономностью плавания и большими сроками службы чаще применяют обычные паровые турбины: компактность и энергоемкость движка для них не так критичны, но зато важна высокая надежность.

В авиации, разумеется, приоритет дается компактности: удельной мощности на единицу массы и объема. Притом с точки зрения экономики ресурс двигателя даже в гражданской авиации не так важен в сравнении с его экономичностью. Всем хорошо известно, что именно по этому параметру советские/российские авиадвижки абсолютно неконкурентоспособны и отстали от мирового уровня на десятилетия. А смена турбины или даже всего двигателя – сравнительная мелочь в сравнении с ценой керосина и общей стоимостью обслуживания и пользования наземной инфраструктурой (аэропорты, навигация и проч.).

Используется лишнее звено - электрическая передача. Тогда как турбина сама способна обеспечивать крутящий момент на нулевых оборотах и плавно регулировать обороты в широких пределах (так же, как гидротрансформатор в гидромеханической передаче). Только ГТД в таком случае должен быть двухвальный (отдельно турбина газогенератора и отдельно силовая турбина, как на вертолетах).

Статья из Техники-Молодёжи
http://foto.mail.ru/mail/nasirov/210/865.html
http://foto.mail.ru/mail/nasirov/210/866.html
http://foto.mail.ru/mail/nasirov/210/867.html
Может кому пригодится.

0

Тепловоз ТЭП10
http://www.parovoz.com/newgallery/?ID=2715&LNG=RU#picture
http://www.parovoz.com/newgallery/?ID=2709&LNG=RU#picture
http://www.parovoz.com/newgallery/?ID=37227&LNG=RU#picture

А вот газотурбовоз Коломенского завода с кузовом, тележками и ТЭДами от ТЭП60
http://www.parovoz.com/newgallery/?ID=6518&LNG=RU#picture



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 12.03.07 09:41 пользователем lightning.

Если бы все с ними было здорово, давно были бы в серии.

На мой взгляд, что турбины хороши при установившейся нагрузке, т.е. как в самолете - вышел на высоту и дальше 2 часа (3, 5, 10 часов) выдается мощность, близкая к максимальной.
Насколько я понимаю, в ж/д технике характер заагрузки далеко не такой - то спуск, то подъем. А в таком режиме турбина "малость" неэффективна.

0

Вкратце, у турбовального двигателя будет КПД поменьше чем у дизеля. Зато будет весьма компактным и с хорошими весовыми характеристиками. Главное НО – цена, турбовальный двигатель будет на порядок дороже любого дизеля. Если вспомнить «старые добрые советские» времена, то турбовальный двигатель для Т-80, стоил в десять с лишним раз дороже, чем четырёхтактный V12 для Т-72 и в несколько раз дороже извращенческого шестицилиндрового двухтактника для Т-80УД. Так что главный фактор будет запредельная цена. Да конечно у ГТД характеристика гораздо более гибкая, чем у любого поршневого ДВС. Но не настолько гибка, что бы обойтись совсем без трансмиссии изменяющей передаточное число. Т-80 хватает трёх передач в бортовых коробках передач (а на любых дизельных «родсвенниках» их семь), а у Абрамса ещё и гидротрансформатор в коробку передач запёхнут (хотя особой нужды в нем нет).
ГТД пыль конечно не любят, но переносят её гораздо безболезнее поршневых ДВС (особенно дизелей). Главная проблема в том, что устройство фильтрации устроить сложнее. Вон на самолётах и вертолётах её нет совсем – всё «напрямую». В танках приходится устраивать фильтры, но существует проблема места и потери мощности от этого. Пылебоязнь характерная особенность конкретного двигателя. Вон в Афганистане, в жутко пыльных условиях ТВ3-117 на Ми-8 работали до тех пор пока лопатки на 40 % от абразивной пыли не «стачивались» и нечего летали. ГТД для Т-80 сделан на базе того же ТВ3-117 и пыли боится не очень (хотя сам танк сугубо для европейского ТВД делался), а вот на Абрамсах двигатели от пыли летят со страшной силой.

Хотя вообще ГТД в качестве приводных стационарных двигателе применяются очень широко, весь газ к примеру перекачивается компрессорными станциями где привод ГТД. Вон рыбинский Сатурн сейчас на стационарных ГТД зарабатывает больше чем на авиационных (кстати делает стационарные ГТД в том числе и на бале двигателей Д-30 (устанавливаемых на Ту-154М, Ил-76, Ил-62М и Ал-31 устанавливаемых на Су-27). Главное преимущество ГТД очень хорошая возможность утилизировать остаточное тепло, гораздо лучше чем у дизеля. Что даёт возможность получить много «дармового» тепла или при установке утилизационной паровой турбины дополнительную «дармовую» мощность, что позволяет получать невиданно высокий КПД для теплового двигателя, до 70 %. Вся проблема в том, что бы получить компактную (что бы всё влезло на тепловоз и вес имело приемлемый) парогазовую установку со всем набором прибомбасов в виде целого хозяйства занимающегося конденсацией отработанного пара приемлемой стоимости. Если стоимость получить не совсем заоблачную, весьма эффективный локомотив можно сделать. Правда с одной особенностью, второй контур необходимо будет некоторое время раскочегаривать, как на паровозе :).

>> Именно потому турбины и сменили поршневые моторы на _винтовых_
>> самолетах типа Ан-12.
> И крупных вертолетах
На Ми-2 тоже два турбовальных

> то спуск, то подъем. А в таком режиме турбина
> "малость" неэффективна
Одна из главных причин неиспользования ГТД на ЖД транспорте. Они ведут себя лучше всего на номинальном режиме. На таких режимах стараются и летать, ну, чуть поменьше - на Ту-154 номинал ставят только в тяжёлых условиях или при отказе одного движка, а так - режим не менее 85-88. На малых режимах у ГТД слишком мал КПД, держать всё время близко к номиналу и менять нагрузку изменением возбуждения генератора тоже невыгодно, в этом случае в ГТД много энергии идёт на поддержание высокого давления в компрессоре

> ГТД в таком случае должен быть двухвальный
Это в начальной теории. Реально турбовальные двигатели - часто трёхвальные, турбина компрессора ВД, турбина компрессора НД и свободная турбина ТГ. Таков и собранный в Самаре при участии одного моего друга (заведовавшего изготовлением лопаток и различных круглых деталей наподобие гаек и сопел) двигатель газотурбовоза. Сейчас его упёрли в Воронеж на ЛРЗ, где запихнут в кузов списанного ВЛ15 (если не наврали). В одну секцию - двигатель с оборудованием, во вторую топливные баки. На испытания пригонят обратно в Самару, будут гонять здесь, скорее всего, на ветке от ст. Задельная на полигоны заводов "Двигатели НК" и Фрунзе

> Вон рыбинский Сатурн сейчас на стационарных ГТД
> зарабатывает больше чем на авиационных
Двигатели НК, к слову, тоже :) Для Газпрома в основном и штампуют. Ещё пытаются сделать НК-93 - винтовентиляторный, но никак не получается. Говорят, если сделают, то это будет последний авиадвигатель, производимый в Самаре (и это с местной историей!!! :( ). Выпускают ли сейчас НК-8У - надо поинтересоваться, но это может быть одна из причин намеченного массового списания Ту-154Б, которых и так уже немало в утиль отправили

Eagle755 писал(а):
-------------------------------------------------------
> > Вон рыбинский Сатурн сейчас на стационарных ГТД
> > зарабатывает больше чем на авиационных
> Двигатели НК, к слову, тоже :) Для Газпрома в
> основном и штампуют.

Так же как и в Перми. Газпром кормилец. Просто Санурновцы гибче, не только на компрессорные работают, но и развивают во всю тему газовых электростанций. И помимо конвертированных из авиадвигателей стационарных производят по лицензии Зори-Машпроекта чисто стационарные ГТД разработанные на базе судовых.

> Ещё пытаются сделать НК-93 -
> винтовентиляторный, но никак не получается.
> Говорят, если сделают, то это будет последний
> авиадвигатель, производимый в Самаре (и это с
> местной историей!!! :( ).

НК-93 теоретически очень эффективный, что получится в результате большой вопрос. Но офигенная масса уже настораживает.

> Выпускают ли сейчас
> НК-8У - надо поинтересоваться, но это может быть
> одна из причин намеченного массового списания
> Ту-154Б, которых и так уже немало в утиль
> отправили

Причина массового ухода с линий Ту-154Б (а летающие сейчас по пальцам можно пересчитать), то что он жрёт собака больно много (7,5 тн в час, для сравнения, «Эмка» 5 тн в час), да и в принципе по шумам не проходит (хотя это не особо актуально, они и так в Европу давно не летают), так что в конечном счёте причина именно в двигателях.

сейчас в Воронеже строют газотурбовоз ГТ-1
http://www.parovoz.com/newgallery/?ID=66738&LNG=RU

> Главное НО – цена, турбовальный двигатель будет на
> порядок дороже любого дизеля.

Наверное из-за малых объемов производства и военного назначения. Теоретически ГТД проще поршневого. И материалоемкость меньше. Соответственно при равной мощности и стоить должен дешевле. Тем более когда речь идет о ГТД для наземного транспорта, для которого, в отличие от истребителя, не стоит задачи достижения рекордного соотношения мощности к массе/габаритам.

> Если вспомнить
> «старые добрые советские» времена, то турбовальный
> двигатель для Т-80, стоил в десять с лишним раз
> дороже, чем четырёхтактный V12 для Т-72 и в
> несколько раз дороже извращенческого
> шестицилиндрового двухтактника для Т-80УД.

Ну почему извращенческий - 6ТД-3 - непревзойденный шедевр! 1500 л.с. при массе и габаритах меньше, чем у ГТД-1250 с его 1250 л.с. И охлаждение у 6ТД вроде даже воздушное. А схема кстати такая же, как у *Д100 (ТЭ3/*ТЭ10*), только расположение цилиндров горизонтальное.

> Да конечно
> у ГТД характеристика гораздо более гибкая, чем у
> любого поршневого ДВС. Но не настолько гибка, что
> бы обойтись совсем без трансмиссии изменяющей
> передаточное число. Т-80 хватает трёх передач в
> бортовых коробках передач (а на любых дизельных
> «родсвенниках» их семь),

Независимая силовая турбина и регулируемый сопловый аппарат перед ней образуют газовый аналог гидротрансформатора. А в комбинации с 2-3 ступенчатой механической КПП - аналог традиционной гидромеханической АКПП (гидропередачи на ЖД). Т.е., электропередача газотурбовозу с 2-3-вальным ГТД и и не нужна. Единственное но - при мощности более 1500-2000 л.с. механическую КПП, а также передачу вращения тележкам сделать весьма проблематично, потому видимо и применяется-таки электропередача. Но при электропередаче тоже полезно разделять турбину газогенератора, вращающую компрессор и силовую турбину, с которой снимается мощность - улучшится эффективность работы на частичных режимах, особенно если как и на Т-80, между турбинами сделать управляемый сопловый аппарат.

> а у Абрамса ещё и
> гидротрансформатор

Вот это уж точно изврат.

> ГТД пыль конечно не любят, но переносят её гораздо
> безболезнее поршневых ДВС (особенно дизелей).
> Главная проблема в том, что устройство фильтрации
> устроить сложнее. Вон на самолётах и вертолётах её
> нет совсем – всё «напрямую». В танках приходится
> устраивать фильтры, но существует проблема места и
> потери мощности от этого.

На Т-80 используются циклоны, а прошедшую через них часть пыли движок переваривает. Для очистки от скапливающейся на лопатках пыли имеется пневматическое ударное устройство, периодически стряхивающее ее. На М1 применили традиционные фильтрующие элементы, из-за этого воздухоочиститель имеет объем чуть ли не 2 кубометра и при движении по песку моментально забивается. На локе условия работы все-таки много легче, чем на танке, так что проблемы очистки воздуха быть не должно.

> ГТД для Т-80 сделан на базе того же ТВ3-117

Общего между ними - только разработавшее их КБ (им. Климова). ГТД-1000 (послуживший основой для последующих ГТД-1250 и ГТД-1500) изначально проектировался как транспортный ГТД (для наземного транспорта). По сравнению с ТВ3 совершенно другая компоновка. Компрессор у ГТД-1000 центробежный, у ТВ3 осевой. У ГТД-1000 есть управлемый сопловый аппарат, у ТВ3 нет. У ГТД-1000 основное топливо дизельное, у ТВ3 - авиацонный керосин.

> Главное преимущество ГТД очень хорошая
> возможность утилизировать остаточное тепло,
> Вся проблема в том, что бы получить
> компактную (что бы всё влезло на тепловоз и вес
> имело приемлемый) парогазовую установку со всем
> набором прибомбасов в виде целого хозяйства
> занимающегося конденсацией отработанного пара

В двух секциях в принципе можно разместить (естественно, секции при этом смогут работать только в связке). Для утилизации остаточного тепла также можно использовать двигатель Стирлинга - он компактнее и значительно эффективнее традиционной связки парового котла и паровой машины или турбины.

Alex - MTB-82 писал(а):
-------------------------------------------------------
> Наверное из-за малых объемов производства и
> военного назначения. Теоретически ГТД проще
> поршневого. И материалоемкость меньше.
> Соответственно при равной мощности и стоить должен
> дешевле. Тем более когда речь идет о ГТД для
> наземного транспорта, для которого, в отличие от
> истребителя, не стоит задачи достижения рекордного
> соотношения мощности к массе/габаритам.

А практически сложнее. ГОРАЗДО. Одни требования к термостойкости, что стоят – соответственно дорогущие и очень плохо обрабатываемые жаростойкие сплавы, а требования к качеству и точности обработки тех же лопаток горячей (да и не только горячей) части высочайшие. Плюс всё это должно быть идеально отбалансированно. Технологии применяемые для производства ГТД на порядок сложнее, чем для производства тех же дизелей, совершенно другой уровень.


> Ну почему извращенческий - 6ТД-3 - непревзойденный
> шедевр! 1500 л.с. при массе и габаритах меньше,
> чем у ГТД-1250 с его 1250 л.с. И охлаждение у 6ТД
> вроде даже воздушное. А схема кстати такая же, как
> у *Д100 (ТЭ3/*ТЭ10*), только расположение
> цилиндров горизонтальное.


Откуда вы такие нереальны циферки мощности взяли? Сейчас нет под рукой справочника, но 5ТД (для Т-64) абсолютно точно имел 700 сил, ну тут добавили один цилиндр и чуток форсировали, мощность, там что то порядка 1000 л. с. А оба этих дизеля извращенческие – массово-габаритные характеристики конечно неплохи (но у ГТД для Т-80 всё равно лучше + бортовые коробки 3 ступенчатые вместо 7, кстати ГТД на Т-80У уже 1500 л. с.). Но на этом преимущества и заканчиваются, начинаются недостатки. Ниже + 10 по Цельсию, без предварительного подогрева пуск невозможен в принципе. При предельных нагрузках на низких оборотах может завестись «назад» (четырёхтактник просто встанет, а ГТД даже не заглохнет). Любит покушать (правда ГТД ещё больше любит). Очень температурнонапряжённые двигатели (из-за эжекционной системы охлаждения, кстати система охлаждения на них жидкостная, только вентиляторов нет – обдув радиаторов за счёт эжектора), хотя эти танки создавались исключительно для европейского ТВД и на нем этот недостаток не принципиален, но в других природно-климатических условия ограничивает применение (хотя украинцы поставляли Т-84 в Пакистан, но как успешно они там «служат» не ведаю). И самый главный недостаток – очень нежные, требуют очень качественного обслуживания. А для военного двигателя это страшнейший недостаток, какое обслуживание возможно в военно-полевых условиях.


> Независимая силовая турбина и регулируемый
> сопловый аппарат перед ней образуют газовый аналог
> гидротрансформатора. А в комбинации с 2-3
> ступенчатой механической КПП - аналог традиционной
> гидромеханической АКПП (гидропередачи на ЖД).
> Т.е., электропередача газотурбовозу с 2-3-вальным
> ГТД и и не нужна. Единственное но - при мощности
> более 1500-2000 л.с. механическую КПП, а также
> передачу вращения тележкам сделать весьма
> проблематично, потому видимо и применяется-таки
> электропередача. Но при электропередаче тоже
> полезно разделять турбину газогенератора,
> вращающую компрессор и силовую турбину, с которой
> снимается мощность - улучшится эффективность
> работы на частичных режимах, особенно если как и
> на Т-80, между турбинами сделать управляемый
> сопловый аппарат.


Ну и как это можно реализовать на локомотиве? Требуется непрерывность передачи момента и обеспечение троганя с места. В любом случает требуется либо электротрансмиссия, либо ГМП, чисто механической планетарной коробкой не обойтись, для сглаживания «рывков» при переключениях всё равно необходим гидротрансформатор (это же не танк). Да и на переменных режимах ГТД сильно КПД теряют, наиболее подходящий вариант электротрансмиссия и работа в наиболее благоприятном режиме оборотов.

> На Т-80 используются циклоны, а прошедшую через
> них часть пыли движок переваривает. Для очистки от
> скапливающейся на лопатках пыли имеется
> пневматическое ударное устройство, периодически
> стряхивающее ее. На М1 применили традиционные
> фильтрующие элементы, из-за этого
> воздухоочиститель имеет объем чуть ли не 2
> кубометра и при движении по песку моментально
> забивается. На локе условия работы все-таки много
> легче, чем на танке, так что проблемы очистки
> воздуха быть не должно.

Ну и каков коэффициент фильтрации у циклона? Крайне небольшой. Главную проблему доставляет не пыль осевшая на лопатках, а абразивная пыль – стачивающая лопатки. Просто ГТД с Т-80, как и её прародитель вертолётный ТВ3-117 достаточно безболезненно её переваривает, а на Абрамсе страшно боится. В Буре в пустыне по американским данным 70 % двигателей на Абрамсах не доходили до конца весьма скоротечной войны, при том, что они в принципе то и не воевали по нормальному. После этого американцы были просто вынуждены захреначить офигенную фильтрующую систему.

> > ГТД для Т-80 сделан на базе того же ТВ3-117
>
> Общего между ними - только разработавшее их КБ
> (им. Климова). ГТД-1000 (послуживший основой для
> последующих ГТД-1250 и ГТД-1500) изначально
> проектировался как транспортный ГТД (для наземного
> транспорта). По сравнению с ТВ3 совершенно другая
> компоновка. Компрессор у ГТД-1000 центробежный, у
> ТВ3 осевой. У ГТД-1000 есть управлемый сопловый
> аппарат, у ТВ3 нет. У ГТД-1000 основное топливо
> дизельное, у ТВ3 - авиацонный керосин.


Горячая часть у него от ТВ3-117. И причем тут топливо? Какую задачу поставлили под то и сделали. Кстати топливо основное – дизтопливо, резервное – керосин, запасное низкооктановый бензин. Но это только в военное время, в мирное время они эксплуатируются исключительно на керосине, потому как это наиболее дружелюбное топливо, ресурс на нем выше чем на ДТ. А основное топливо во время войны ДТ, по причине меньшей пожароопастности.

> В двух секциях в принципе можно разместить
> (естественно, секции при этом смогут работать
> только в связке). Для утилизации остаточного тепла
> также можно использовать двигатель Стирлинга - он
> компактнее и значительно эффективнее традиционной
> связки парового котла и паровой машины или
> турбины.

Вопрос в том лишь сколько это будет стоить. А стоить будет очень много.

В обсуждении газовых турбин предлагают утилизовывать тепло в каких либо дополнительный девайсах после тутбины. Причём это тепло получается от того что для обеспечения приемлимого КПД чисто газовой турбины температура рабочего тела должна быть такой что по соотношению стоимость материалов/_ресурс_ одна такая (да ещё с теплорегенерирующими девайсами) чуть не десяток если не локомотивов, то дизелей к ним.
Почему тепло не "утилизировать" _перед_ турбиной? _Впрыск_воды_ достаточно широко не только исследовался но и применялся в поршневых бензиновых моторах. По сути это размен температуры на и раборающее-то собственно давление.
Знаю и два примера применения этого принципа к турбинам: I- турбина ТНА одного французкого ЖРД. Французы осознали что при схеме без дожигания выгоднее взять с собой в рекету (!) несколько воды что бы сжегши компоненты топлива стехиометрически, потом разбавить газ этой водой. Выгоднее чем делать температуру приемлимой для турбины по сути так же разбавляя газ непрореагировавшим одним из компонентов из пары топливо/окислитель. Понятно почему выгоднее,- теплоёмкость у воды выше!
Второй пример, уже чуть ближе к топику,- "полевой" запуск авиаГТ в условиях высокогорья. Ведро воды в воздухозаборник.
Ещё ближе к топику,- задача разменять температуры на давление становится тем более актуальной, если топливо у нас с высокой температурой сгорания, но неплотное.
НАПРИМЕР,- ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.
А применение именно его как топлива куда актуальнее именно для ЖД, нежели на других видах транспорта где нет таких возможностей решить проблему массо-габаритных ограничений.
В "чистом виде" и у поршневого двигателя от газа без дефорсирования клапана горят. Температура высокая, плотность топлива в смеси- малая.
А если добавить воды. Причём форсунками наподобие завесного охлаждения в ЖРД, в тракт газогенератора турбины?
На выходе ГГ,- _перед_ турбиной, можно получить рабочее тело с теми параметрами,- 22-24атм 650С, которые были расчитаны как соответствующие достижению паровой турбиной КПД дизеля (но нереализуемы котлом), и параметрам первых ГТД (но в них такая температура "достигалась" прокачиванием того избыточного топлива, которое потом и догорало факелом за первыми реактивными самолётами).
Газопаровая турбина, сделанная на современном уровне, по ресурсу может быть практически равной паровой (те как минимум не меньше дизеля), а о стоимости её немаловажным фактором будет тот, что не нужно использовать материалов жаростойких в ущерб остальным качествам.
Отсюда- видиться компоновочный принцип локомотива: Две секции (действительно): В одной,- газопаротурбогенератор мощностью при массогабарите дизельного.. поболее чем вдвое. Вторая секция,- защищённый блок криобаллонов со сжиженным природным газом (и _может_быть_ -маховичные аккумуляторы-демпферы нагрузки).
Системы обеспечивающие подачу мощности на колпары под тележками (ТЭД'ы, системы управления ими, и транcмисии) у секций понятно идентичные.
Какие есть мнения/возражения.

Alex - MTB-82 писал(а):

> Для утилизации остаточного тепла также можно использовать двигатель Стирлинга - >он компактнее и значительно эффективнее традиционной связки парового котла и >паровой машины или турбины.

При использовании технологий задействуемых в современных высокомощных "Стирлингах" (типа уплотнения вала на 200атм _гелия_ при температуре больше 1000С, двигатель с внешним подводом тепла (ДВПТ), использующий аккумулирование энергии в фазовом переходе,- "паророторный" может быть таким, что и ГТ можно снять %).
Если уж поминается такой "cтирлинг" (с такими параметрами внутри, а менее крутой даже и дополнительным на лок ставить безмазово), то сравнивать его с паровиком с открытым атмосфере циклом.. мягко говоря некорректно. И охладитель для воды в поддутом контуре будет поменьше чем для гелия..
Поминал я о том что видел в "Ломоносове"/Нью Сайнтисте инфу про сделанный так "пвровик". Наверное действительно совершеннейший тепловой двигатель.
Понятно, что чтО "Стирлинг" что этот паровик, с такими технологиями стОят,- как депо новейших дизельных тепловозов %)%)%).
И обслуживать их могут с десяток профессоров по всему миру и их лаборантов.
Игрушка которых всё это и есть (ну ещё- шведских подводников %)
Ниша "стирлинга" имхо в современности: Небольшой- "неКПД'шный" привод аварийного электрогенератора, встроенный нагревателем в стенку печки садового домика (или в теплоаккумулятор ЖД вагона).

MatvGouchkov писал(а):
-------------------------------------------------------

> При использовании технологий задействуемых в
> современных высокомощных "Стирлингах" (типа
> уплотнения вала на 200атм _гелия_ при температуре
> больше 1000С

Уплотнением вала на 200 атм гелия можно не заморачиваться. Ибо тяговый генератор будет находиться в том же герметичном корпусе, в среде того же гелия при тех же 200 атм, только что при низкой температуре. Ну а уж разделение зон температуры, чтобы не очень перемешивалось, устроить нетрудно.

MatvGouchkov писал(а):
-------------------------------------------------------
> Какие есть мнения/возражения.
По сути предложения возражений как бы и нет, т.е. вполне возможно, что это резонный вариант. Хотя вводом воды КПД теоретически падает очень сильно, но ... но проблема в том, что да, в поршневом двигателе как раз можно работать при гораздо, намного более высоких температурах, за счёт того, что там и в этой температуре поршень и цилиндр только малую дою времени находятся, и охлаждение у них хорошее. А вот в турбине - там же весь этот направляющий аппарат, и стенки камеры сгорания постоянно в горячей температуре - так что там и так иначе приходится снижать температуру. Кстати, а почему обязательно избытком топлива, а не воздуха?
Вот, а по аргументции возражений масса, и очень серьёзных.



> Почему тепло не "утилизировать" _перед_
> турбиной? _Впрыск_воды_ достаточно широко не
> только исследовался но и применялся в поршневых
> бензиновых моторах. По сути это размен температуры
> на и раборающее-то собственно давление.

Значит так... "Утилизировать тепло перед турбиной" - это значит фактически сожрать часть КПД, поскольку при этом уменьшится механическая работа турбины, а не увеличится. Да, уменьшится температура, но это откровенный шаг в сторону паровоза. В то время как утилизация тепла после турбины, при сохранении работы турбины при настолько высокой температуре, насколько возможно - это лишь прибавление к существующему ГТД "паровоза", работающего на "халявном" тепле.

> Знаю и два примера применения этого принципа к
> турбинам: I- турбина ТНА одного французкого ЖРД.
> Французы осознали что при схеме без дожигания
> выгоднее взять с собой в рекету (!) несколько воды
> что бы сжегши компоненты топлива стехиометрически,
> потом разбавить газ этой водой. Выгоднее чем
> делать температуру приемлимой для турбины по сути
> так же разбавляя газ непрореагировавшим одним из
> компонентов из пары топливо/окислитель. Понятно
> почему выгоднее,- теплоёмкость у воды выше!

Нет, конечно, не поэтому. Французы, наверное, были бы очень рады использовать как раз что-нибудь другое, у чего теплоёмкость была бы как раз поменьше (я имею в виду теплоёмкость в газовой фазе). Чем меньше теплоёмкость, тем больше этой бяки можно вбросить на единицу топлива, или, иными словами, тем меньше нужно потратить топлива (но, конечно, больше инертного компонента) на получение одинаковой струи, совершающей одинаковую механическую работу. Наверное, вода оказалась для них чем-то технически удобнее, скажем, смеси аргона с неоном или жидкого азота, или чего-то в таком роде.

> Второй пример, уже чуть ближе к топику,-
> "полевой" запуск авиаГТ в условиях высокогорья.
> Ведро воды в воздухозаборник.

Каков же механизм запуска при этом? Просто интересно...

> Ещё ближе к топику,- задача разменять
> температуры на давление становится тем более
> актуальной, если топливо у нас с высокой
> температурой сгорания, но неплотное.
> НАПРИМЕР,- ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.

А какая разница? Любое топливо так или иначе вначале испаряется, прежде чем сгореть. Ни о каком размене температуры на давление речи не идёт. Если подходить так, то всё проще - если слишком высока температура - давай меньше топлива, и всё, температура будет ниже. Во всяком случае уж чего точно не стоит делать - так это кипятить жидкую воду в камере сгорания. Это чуть ли не самый неэкономичный процесс с точки зрения КПД, какой можно придумать. У меня немножко другое предложение - объединить классический вариант с утилизацией тепла всё-таки после турбины, с подачей инертного компонента в смесь с продуктами сгорания для неизбежного всё равно снижения температуры до приемлемого. А именно, в потоке выхлопа турбины ставится котёл, в котором кипятят воду, как в паровозе, ещё ближе к турбине - пароперегреватель. И вот уже слегка перегретый пар по трубкам поступает из перегревателя в район камер сгорания, т.е. на смешивание с горячими газами, перед турбиной. Давление пара, естественно, при этом будет равно рабочему давлению самого ГТД (а сколько это, кстати? хотя бы для сравнения с обычным паровозом?), а количество и одновременно температуру перегрева пара можно оперативно варьировать, меняя подачу воды насосом в котёл. В результате, если, конечно, подойдут друг к другу оптимальные давления ГТД и парового котла, какая-то часть "халявного" тепла ГТД так или иначе утилизируется, имеет место тот же самый парогазовый цикл, но в одном турбинном агрегате, т.е. не нужно ставить отдельный паротурбинный агрегат, а к нему ещё отдельный генератор и иже с ними - для локомотива это может оказаться выгодным моментом, даже если это будет ценой скольких-то процентов КПД по сравнению с раздельной парогазотурбинной установкой. Т.е. самое главное отличие от того, что предложили Вы - вода кипятится после турбины, а не в камере сгорания.


> В "чистом виде" и у поршневого двигателя от газа
> без дефорсирования клапана горят. Температура
> высокая, плотность топлива в смеси- малая.

Плотность топлива тут не играет никакой роли. Точнее, более правильно сказать, конечно, играет: просто если топливо изначально смешивается с воздухом, то очевидно, что воздуха-то в цилиндре меньше, чем в обычном дизеле (ну и для бензинового тоже, пары бензина, разумеется, тоже занимают меньшую долю объёма, чем газ в количестве, дающем столько же тепла). Но эта часть проблемы решается тем, что подачу топлива надо настроить так, чтобы не выходить за рамки коэффициента избытка воздуха для работы на жидком топливе. При этом, естетсвенно, подача топлива будет меньше, чем жидкого. Т.е. да, это дефорсирование. Если же газ будет вбрасываться под большим давлением в цилиндр уже во время сжатия, после закрытия впускных клапанов, то этой части проблемы попросту нет, т.к. воздушный заряд такой же. Но остаётся другая часть проблемы, связанная с тем, что у газа другая динамика горения, т.е. он горит не совсем вовремя по сравнению с дизтопливом, и если не подкорректировать под это фазы газораспределения и подачи запального факела жидкого топлива, или искры зажигания для двигателей с зажиганием искрой, то там тоже может падать КПД и гореть клапана, как при обычном банальном позднем зажигании. Это уже несколько другой момент, не являющийся дефорсиорованием сам по себе.

Toman писал(а):
-------------------------------------------------------
> MatvGouchkov писал(а):
> --------------------------------------------------
> -----
>
> > При использовании технологий задействуемых в
> > современных высокомощных "Стирлингах" (типа
> > уплотнения вала на 200атм _гелия_ при
> >температуре больше 1000С
>
> Уплотнением вала на 200 атм гелия можно не заморачиваться. Ибо тяговый >генератор будет находиться в том же герметичном корпусе, в среде
> того же гелия при тех же 200 атм, только что при низкой температуре. Ну а уж >разделение зон температуры, чтобы не очень перемешивалось,
> устроить нетрудно.
Я, признаться, для гипотетицкого паророторного лока тоже решение предположил. Но оно автоматически предполагает электротрансмиссию, а в этом треде упоминались идеи с гидравлической.

Toman писал(а):
-------------------------------------------------------
> MatvGouchkov писал(а):
> --------------------------------------------------
> -----
> > Какие есть мнения/возражения.
> По сути предложения возражений как бы и нет, т.е. вполне возможно, что это >резонный вариант. Хотя вводом воды КПД теоретически падает очень сильно,
> но ...
А вот о том как "падает" (если падает) КПД вопрос в том как его счтиать. Поясню,- строго говоря имхо, T нагревателя в такой системе является температура сгорания метана в воздухе, тем более что в этой системе стехиометрического сгорания (те при температуре маловыносимой (как постоянная) и современными двигателями. В предложенном варианте такое сгорание происходит в центральной зоне газогенератора, а испарение воды при смешении с ней подаваемой от периферии,- уже часть преобразования энергии в двигателе.

>но проблема в том, что да, в поршневом двигателе как раз можно работать при >гораздо, намного более высоких температурах, за счёт того, что там и в этой >температуре поршень и цилиндр только малую дою времени находятся, и охлаждение у
> них хорошее.
Всё равно, предваряя возражения тому что ниже, для работы поршневика вместо нефтяного топлива- на метане требуются дополнительные мероприятия "против температуры" (более жаростойкие материалы для наиболее теплонагруженных деталей).

> А вот в турбине - там же весь этот направляющий аппарат, и стенки камеры >сгорания постоянно в горячей температуре - так что там и так иначе приходится >снижать температуру. Кстати, а почему обязательно избытком топлива, а не
> воздуха?
И правда, почему не воздуха? %)%) Зачем-то в первых низкотемпературных ГТ через тракт качали топливо сгоравшее не в камере, но за хвостом аэроплана.
"Работает" то энергия в рабочем теле,- соотношение температуры с давлением и _плотностью._ А чтО пары керосинУ, что (тем и _сильно_ более)- пары воды имеют при тех же, допустим, температуре и давлении запас энергии, бОльший именно за счёт плотности (и теплоёмкости).
То есть что бы при той же температуре (ведь её снизить надо) запасти столько же энергии в воздухе, давление должно быть...
Почему, собственно, в компактных мощных эффективных "стирлингах" и используют _такое_ давление. Но в "стирлинге"-то контур замкнутый, а как реализовать это в открытой ГТ?%)%)

> Вот, а по аргументции возражений масса, и очень
> серьёзных.
>
> > Почему тепло не "утилизировать" _перед_ турбиной? _Впрыск_воды_ достаточно > > широко не только исследовался но и применялся в поршневых бензиновых моторах. >>По сути это размен температуры на и раборающее-то собственно давление.

> Значит так... "Утилизировать тепло перед турбиной" - это значит фактически >сожрать часть КПД, поскольку при этом уменьшится механическая работа
> турбины, а не увеличится.
Отчего "уменьшится"?! Не измениться. Энергия рабочего тела,- соотношение температура/давление/плотность.

>Да, уменьшится температура, но это откровенный шаг в сторону
> паровоза. В то время как утилизация тепла после
> турбины, при сохранении работы турбины при
> настолько высокой температуре, насколько возможно
> - это лишь прибавление к существующему ГТД
> "паровоза", работающего на "халявном" тепле.
"Халявного тепла" (как и любой энергии %) не бывает. Она получена сгоранием топлива, а что вышла из ГТ неиспользованной, это проблема реального КПД ГТ. Кстати именно температуру газа на выходе стоит считать реальной Tхолодильника.
Впрочем, в полуэкспериментальных экономичных ГТД эта проблема частично решена вращающимся теплообменником.

> > Знаю и два примера применения этого принципа к турбинам: I- турбина ТНА >>одного французкого ЖРД. Французы осознали что при схеме без дожигания
> > выгоднее взять с собой в рекету (!) несколько воды что бы сжегши компоненты >>топлива стехиометрически, потом разбавить газ этой водой. Выгоднее чем
> > делать температуру приемлимой для турбины по сути так же разбавляя газ >>непрореагировавшим одним из компонентов из пары топливо/окислитель. Понятно
> > почему выгоднее,- теплоёмкость у воды выше!
>
> Нет, конечно, не поэтому. Французы, наверное, были
> бы очень рады использовать как раз что-нибудь
> другое, у чего теплоёмкость была бы как раз
> поменьше (я имею в виду теплоёмкость в газовой
> фазе). Чем меньше теплоёмкость, тем больше этой
> бяки можно вбросить на единицу топлива, или, иными
> словами, тем меньше нужно потратить топлива (но,
> конечно, больше инертного компонента) на получение
> одинаковой струи, совершающей одинаковую
> механическую работу.
Величина необходимой работы задана так же внешними условиями, _как_и_ограничение_ _по_температуре.
И тогда всё наоборот: Чем более теплоёмко вещество, тем меньше его надо что бы разменяв температуру (здесь- _очень_ большую, стехиометрического сгорания _не_ в воздухе) на приемлимое по материалам соотношение параметров рабочего тела (c условно _одинаковой,_ необходимой для заданной работы _энергией),_ решить задачу.

>Наверное, вода оказалась для них чем-то технически удобнее, скажем, смеси
> аргона с неоном или жидкого азота, или чего-то в таком роде.

> > Второй пример, уже чуть ближе к топику,- "полевой" запуск авиаГТ в условиях >>высокогорья. Ведро воды в воздухозаборник.
> Каков же механизм запуска при этом? Просто интересно...
Примечательно. По отношению к "моей идее", этот пример- несколько более мимо чем предыдущий (который она - "реализованная в лоб", а вот относительно ваших вопросов "почему не воздух" (не смесь азота с неоном),- как раз иллюстрация.

Количестово такого вещества как кислород, в горячем разряжённом воздухе жарких гор недостаточно для начала стабильного горения.
Водой снижают температуру на входе,- ("воздух сгущается"%),- становясь холоднее (от ведра воды), становиться _более_плотным,_ и количество такого вещества как кислород _в_тех_же_ОБЪЁМЕ_И_ДАВЛЕНИИ,_ для зажигания уже достаточно.
В этом случае температуру разменивали на плотность (а в предложенном мной,- на давление).

> > Ещё ближе к топику,- задача разменять
> > температуры на давление становится тем более
> > актуальной, если топливо у нас с высокой
> > температурой сгорания, но неплотное.
> > НАПРИМЕР,- ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.
>
> А какая разница? Любое топливо так или иначе вначале испаряется, прежде чем >сгореть. Ни о каком размене температуры на давление речи не идёт.
А как.. вообще.. работает.. тепловой двигатель..
..Там "вроде как" в разный там "циклах" соотношение давление/температура/объём так или иначе и меняется..
> Если подходить так, то всё проще - если слишком высока температура - давай меньше топлива, и всё, температура будет ниже.
Фактически охлаждение не вступившим в реакцию воздухом, и энергии меньше,- дефорсирование.
>Во всяком случае уж чего точно не стоит делать - так это кипятить жидкую
> воду в камере сгорания. Это чуть ли не самый неэкономичный процесс с точки >зрения КПД, какой можно придумать.
К- какого КПД? А вот что бы не "охлаждать воздухом" (и ДЕфорсировать), но использовать воздух для горения не боясь сжечь двигло,- что бы наоборот форсировать, разные там "мужики не предупреждённые" и "кипятили"...%)%)


>У меня немножко другое предложение - объединить классический вариант с
> утилизацией тепла всё-таки после турбины, с подачей инертного компонента в >смесь с продуктами сгорания для неизбежного всё равно снижения температуры до >приемлемого. А именно, в потоке выхлопа турбины ставится котёл, в котором >кипятят воду, как в паровозе, ещё ближе к турбине - пароперегреватель. И вот уже >слегка перегретый пар по трубкам поступает из перегревателя в район камер >сгорания, т.е. на смешивание с горячими газами, перед турбиной. Давление пара,
> естественно, при этом будет равно рабочему давлению самого ГТД (а сколько это, >кстати? хотя бы для сравнения с обычным паровозом?),
А по порядку, вобщем можно сказать что сходно.. давление.. Только вот энергия зависит ещё и как от температуры (это вы понимаете), но однако ещё и от плотности
(и от теплоёмкости) рабочего тела.
За счёт чего паровики и работали приемлимо в паровозе при малом термическом КПД (и не использовались предложенные практически одновременно с ними "стирлинги").

>а количество и одновременно температуру перегрева пара можно оперативно >варьировать, меняя подачу воды насосом в котёл. В результате, если, конечно, >подойдут друг к другу оптимальные давления ГТД и парового котла, какая-то часть >"халявного" тепла ГТД так или иначе утилизируется, имеет место тот же самый >парогазовый цикл, но в одном турбинном агрегате, т.е. не нужно ставить >отдельный паротурбинный агрегат, а к нему ещё отдельный генератор и иже с ними >- для локомотива это может оказаться выгодным моментом, даже если это будет >ценой скольких-то процентов КПД по сравнению с раздельной парогазотурбинной >установкой. Т.е.
> самое главное отличие от того, что предложили Вы - вода кипятится после >турбины, а не в камере сгорания.
Это я осознал. Но вот зачем ту иллюзорно "халявную" энергию которой кипятиться вода создавать пропуская через ГТ, рабочее тело настолько горячим, что его параметры на выходе настолько выше того что бы "быть просто холодильником", что им ещё и воду кипятить,- ума не приложу.
В двухтурбинном цикле "классических" парогазовых стационарных установок, насколько понимаю учтён факт того что по газодинамике турбины первого высокотемпературного и второго циклов должны быть очень разными "по геометрии" (как минимум). В "моём" варианте,- одна турбина расчитывается на определённые, понятные параметры рабочего тела.

> > В "чистом виде" и у поршневого двигателя от
> газа
> > без дефорсирования клапана горят. Температура
> > высокая, плотность топлива в смеси- малая.
>
> Плотность топлива тут не играет никакой роли.
> Точнее, более правильно сказать, конечно, играет:
> просто если топливо изначально смешивается с
> воздухом, то очевидно, что воздуха-то в цилиндре
> меньше, чем в обычном дизеле (ну и для бензинового
> тоже, пары бензина, разумеется, тоже занимают
> меньшую долю объёма, чем газ в количестве, дающем
> столько же тепла). Но эта часть проблемы решается
> тем, что подачу топлива надо настроить так, чтобы
> не выходить за рамки коэффициента избытка воздуха
> для работы на жидком топливе.
А что при _том_же_ К избытка по _МАССЕ_ расчитываемсого, что и для жидкого (не говоря о том что менее плотного в той же массе в _тот_же_объём_воздуха_ знАчимо сложнее впихнуть (но это решаемо), что с _температурой,_ которая для сгорания ЖТ и метана мм.. несколько разная, будет.
Про тн "охлаждающую способность топлива" (и даже путь реализацию таковой у испарённого из криостата метана) я не заикаюсь уже..

>При этом, естетсвенно, подача топлива будет меньше, чем жидкого. Т.е. да, это >дефорсирование. Если же газ будет вбрасываться под большим давлением в цилиндр
> уже во время сжатия, после закрытия впускных клапанов, то этой части проблемы >попросту нет, т.к. воздушный заряд такой же. Но остаётся другая
> часть проблемы, связанная с тем, что у газа другая динамика горения, т.е. он горит не совсем вовремя по сравнению с дизтопливом, и если не
> подкорректировать под это фазы газораспределения и
> подачи запального факела жидкого топлива, или
> искры зажигания для двигателей с зажиганием
> искрой, то там тоже может падать КПД и гореть
> клапана, как при обычном банальном позднем
> зажигании. Это уже несколько другой момент, не
> являющийся дефорсиорованием сам по себе.
Ещё раз, кроме другой динамики горения (что действительно решается фазами) у метана ещё и температура горения другая..

> > Теоретически ГТД проще
> > поршневого. И материалоемкость меньше.
>
> А практически сложнее. ГОРАЗДО. Одни требования к
> термостойкости, что стоят – соответственно
> дорогущие и очень плохо обрабатываемые жаростойкие
> сплавы, а требования к качеству и точности
> обработки тех же лопаток горячей (да и не только
> горячей) части высочайшие.

А у дизелей что, таких требований нет?
Тем более что двигатель низкофорсированный, это же не АЛ-31 или РД-33 какой-нибудь.
Турбокомпрессор у дизеля - тот же ГТД, только без камер сгорания (и у крупных дизелей его мощность весьма нехилая). Неужели турбокомпрессор дороже самого дизеля стоит?

> > 6ТД-3 -
> непревзойденный
> > шедевр! 1500 л.с. при массе и габаритах меньше,
> > чем у ГТД-1250

> Откуда вы такие нереальны циферки мощности взяли?
> Сейчас нет под рукой справочника, но 5ТД (для
> Т-64) абсолютно точно имел 700 сил,

То 5ТД 60-х гг. А вот современный 6ТД:
http://www.alexfiles99.narod.ru/engine/6td/6td-3.htm

> кстати ГТД на Т-80У уже 1500 л. с.).

На Т-80У - 1250. 1500 должно было быть на Черном Орле. Проект умер вместе с заводом:(((

> Ниже + 10 по Цельсию, без
> предварительного подогрева пуск невозможен в
> принципе.

Вот это странно.

> Очень
> температурнонапряжённые двигатели (из-за
> эжекционной системы охлаждения, кстати система
> охлаждения на них жидкостная, только вентиляторов
> нет – обдув радиаторов за счёт эжектора)

Как это? Как форсовый конус для создания тяги у паровоза что ли?

> самый главный недостаток – очень нежные,
> требуют очень качественного обслуживания.

Опять же странно. Ведь двухтактник с щелевой продувкой намного проще четырехтактника.
Кстати, понял, почему схема у *ТД и *Д100 одинаковая: их же один завод делал/делает!

> Требуется непрерывность передачи момента и
> обеспечение троганя с места. В любом случает
> требуется либо электротрансмиссия, либо ГМП, чисто
> механической планетарной коробкой не обойтись, для
> сглаживания «рывков» при переключениях всё равно
> необходим гидротрансформатор (это же не танк).

Ну дак силовая турбина с управляемым сопловым аппаратом перед ней как раз и выполняет функцию гидротрансформатора. На том же Т-80 благодаря ему даже торможение двигателем возможно.

> и на переменных режимах ГТД сильно КПД теряют,

На пассажирских (особенно скоростных) поездах режим в принципе достсточно постоянный. Коробка передач или электротрансмиссия (а можно сделать даже и то, и другое) существенно расширяют диапазон эффективной работы.

> > На Т-80 используются циклоны,

> Ну и каков коэффициент фильтрации у циклона?
> Крайне небольшой. Главную проблему доставляет не
> пыль осевшая на лопатках, а абразивная пыль –
> стачивающая лопатки.

Вот как раз от такой пыли (прежде всего песка) циклон и защищает, вполне эффективно. На локе для очистки от мелкой пыли можно электрофильтр поставить например.

> > > ГТД для Т-80 сделан на базе того же ТВ3-117
> >
> > Общего между ними - только разработавшее их КБ
> > (им. Климова).

> Горячая часть у него от ТВ3-117.

ГТД-1000:
http://www.alexfiles99.narod.ru/engine/gtd1000/gtd1000.htm

ТВ3-117:
http://www.airwar.ru/enc/engines/tv3-117.html

Абсолютно ничего общего.

> Кстати топливо основное – дизтопливо, резервное –
> керосин, запасное низкооктановый бензин.

Как и на всех современных танках.

> Но это
> только в военное время, в мирное время они
> эксплуатируются исключительно на керосине, потому
> как это наиболее дружелюбное топливо, ресурс на
> нем выше чем на ДТ.

8-0

А вот одно из главных достоинств газотурбовоза - работа наоборот, на более тяжелом (и дешевом) топливе, чем дизельное - мазуте.

> > Для утилизации остаточного тепла также можно
> использовать двигатель Стирлинга

> Понятно, что чтО "Стирлинг" что этот паровик, с
> такими технологиями стОят,- как депо новейших
> дизельных тепловозов %)%)%).
> И обслуживать их могут с десяток профессоров по
> всему миру и их лаборантов.
> Игрушка которых всё это и есть

Были же (и вроде вполне успешные!) эксперименты со стирлингом на автомобилях. Для легковушки слишком тяжелый, а вот для грузовика (а соответственно и лока) - нормально.
Демонстрационные лабораторные макеты стирлинга работают даже от тепла рук.

Alex - MTB-82 писал(а):
-------------------------------------------------------
> > А практически сложнее. ГОРАЗДО. Одни требования
> к
> > термостойкости, что стоят – соответственно
> > дорогущие и очень плохо обрабатываемые
> жаростойкие
> > сплавы, а требования к качеству и точности
> > обработки тех же лопаток горячей (да и не
> только
> > горячей) части высочайшие.
>
> А у дизелей что, таких требований нет?
> Тем более что двигатель низкофорсированный, это же
> не АЛ-31 или РД-33 какой-нибудь.

Дизель это двигатель циклического действия, а ГТД непрерывного, соответсвенно температура в камере сгорания постоянно высокая, а не только в момент сгорая топлива. Соотвественно и материалы сплошь титан и жаростойкие сплавы, которые обрабатываются очень и очень трудоёмко и с применением сложнейших технологий. Реальные сопоставления по себестоимости изготовления различных двигателей одного назначения для танков существовавшие в СССР я уже приводил.

> Турбокомпрессор у дизеля - тот же ГТД, только без
> камер сгорания (и у крупных дизелей его мощность
> весьма нехилая). Неужели турбокомпрессор дороже
> самого дизеля стоит?

Турбина турбокомпрессора работает в гораздо более льготных условиях чем чистый ГТД - камера сгорания внешняя, газы подходят уже после рабочего цикла в поршневой части - поотстывшие и достаточно низкго давления, требования к материалам для изготовления турбины турбокомпрессора весьма либеральные, по сравнению с чистым ГТД.

> > > 6ТД-3 -
> > непревзойденный
> > > шедевр! 1500 л.с. при массе и габаритах
> меньше,
> > > чем у ГТД-1250
>
> > Откуда вы такие нереальны циферки мощности
> взяли?
> > Сейчас нет под рукой справочника, но 5ТД (для
> > Т-64) абсолютно точно имел 700 сил,
>
> То 5ТД 60-х гг. А вот современный 6ТД:
> http://www.alexfiles99.narod.ru/engine/6td/6td-3.h
> tm
>
> > кстати ГТД на Т-80У уже 1500 л. с.).
>
> На Т-80У - 1250. 1500 должно было быть на Черном
> Орле. Проект умер вместе с заводом:(((

Напутал малость с мощностями дизели у Т-64 - 700 л. с., у Т-80УД - 1000 л. с., у Т-84 - 1200 л. с. ГТД у Т-80 - 1000 л. с., у Т-80У - 1250 л. с.. 1500 будут ставится при модернизации Т-80-ых

> 1500 должно было быть на Черном
> Орле. Проект умер вместе с заводом:(((

Омский ЗТМ умер вместе с газотурбинным танком Т-80, после их участия в реальных боевых действиях в Чечне, где они себя показали гораздо хуже "упрощённых" для второстепенных ТВД Т-72 и самое слабое место было именно ГТД. После первой чеченской войны единсвенным перспективным российским танком стал дальнейшее рзвите Т-72 - Т-90.

> Как это? Как форсовый конус для создания тяги у
> паровоза что ли?

Воздух, для охлаждения радиаторов засасывается через эжектор выхлопными газами дизеля (эжектор это это струйный аппарат в котором для отсасывания газа используется кинетическая энергия другого газа (как там на паравозе не знаю)). Приимущества очень компактная (и главное хорошо компонуемая) система охлаждения, отсутсвие необходимости отбора мощности для привода вентиляторов (а на это может тратится и до 10 % мощности). Недостаток совсем нет запаса. И при тяжелых климато-дорожных условиях перегрев очень и очень реален. Ну в принципе и танки были исключительно для европейского ТВД.

> > самый главный недостаток – очень нежные,
> > требуют очень качественного обслуживания.
>
> Опять же странно. Ведь двухтактник с щелевой
> продувкой намного проще четырехтактника.

Форсирован по тому что, очень и очень, следовательно высокая удельная нагрузка во всех парах трения и сочлениниях. При поступлении первых Т-64 в войска - гробили на них дизеля повально. Проблему решили лишь когда стали поступать первые офицеры заканчивавшие танковые училища чисто под Т-64 и удалось поставить культуру обслуживания на должный уровень. Но никаких отклонений от высокой культуры обслуживания эти дизели неприемлют. Увы но "на войне" её не обспечить.

> Кстати, понял, почему схема у *ТД и *Д100
> одинаковая: их же один завод делал/делает!

А я вот до сих пор нет. Танковый дизель (изначально четырёхцилиндровый, лишь потом к нему добавили ещё один цилиндр) был создан Чаромским в середине 50-х. Вообще Чаромский этой темой занимался с конца 40-х используя как отправную точку немецкий авиационный дизель Юнкерс. А Д100 ведёт своё происхождение от американских судовых дизелей. Просто так совпало, что абсолютно разные дизели (один очень быстроходный, малоресурсный, с высокой культурой веса, другой его противоположенность) для разных нужд и проиисходящие с одного завода имеют похожую схему. Но истрорически они создавались абсолютно независимо друг от друга и имеют абсолютно разных прорадителей.

> > Требуется непрерывность передачи момента и
> > обеспечение троганя с места. В любом случает
> > требуется либо электротрансмиссия, либо ГМП,
> чисто
> > механической планетарной коробкой не обойтись,
> для
> > сглаживания «рывков» при переключениях всё
> равно
> > необходим гидротрансформатор (это же не танк).
>
> Ну дак силовая турбина с управляемым сопловым
> аппаратом перед ней как раз и выполняет функцию
> гидротрансформатора. На том же Т-80 благодаря ему
> даже торможение двигателем возможно.

Так коробка передач стоит после двигателя и рывки (броски момента) будут создаватся после неё при переключениях передач, соотвествено и преобразовыватся будут в рывки локомотива, ГТД как работал при этом в соем темпе так и будет, только обороты будут падать или рости от изменения момента сопротивления.

> > > > ГТД для Т-80 сделан на базе того же ТВ3-117
>
> > >
> > > Общего между ними - только разработавшее их
> КБ
> > > (им. Климова).
>
> > Горячая часть у него от ТВ3-117.
>
> ГТД-1000:
> http://www.alexfiles99.narod.ru/engine/gtd1000/gtd
> 1000.htm
>
> ТВ3-117:
> http://www.airwar.ru/enc/engines/tv3-117.html
>
> Абсолютно ничего общего.

На первый взгляд. При создании танкового ГТД взяли готовый вертолётный ГТД и начали подгонять его под совершенно другие требования эксплуатации, в результате получился если смотреть поверхностно абсолютно другой двигатель, но если посмотреть поподробней то можно найти "следы" происхождения в горячей части, отдельные размеры будут одинаковы, в том числе по причинам технологического характера.
> 8-0

Непонял.

>
> А вот одно из главных достоинств газотурбовоза -
> работа наоборот, на более тяжелом (и дешевом)
> топливе, чем дизельное - мазуте.
Ну и много ГТД на неём наработает? Самое перспективное топливо для таких целей это газ.

это двигатель циклического действия, а ГТД
> непрерывного, соответсвенно температура в камере
> сгорания постоянно высокая, а не только в момент
> сгорая топлива.

Однако головка цилиндров и особенно клапаны тоже весьма температурнонанпряженные, при этом еще и герметичность нужно обеспечить.

> Соотвественно и материалы сплошь
> титан и жаростойкие сплавы, которые обрабатываются
> очень и очень трудоёмко и с применением сложнейших
> технологий.

Титан используется для компрессоров. Для турбины он не годится - используется только жаростойкая сталь или вообще неметаллические материалы (типа керамики).
В ГТД для гражданского наземного транспорта проблема снижения массы остро не стоит и рекордной удельной мощности не требуется (больше важен ресурс), потому для компрессора и турбины можно применять сталь.

> > Турбокомпрессор у дизеля - тот же ГТД, только
> без
> > камер сгорания (и у крупных дизелей его
> мощность
> > весьма нехилая). Неужели турбокомпрессор дороже
> > самого дизеля стоит?
>
> Турбина турбокомпрессора работает в гораздо более
> льготных условиях чем чистый ГТД - камера сгорания
> внешняя, газы подходят уже после рабочего цикла в
> поршневой части - поотстывшие и достаточно низкго
> давления,

Все равно используется жаростойкая сталь. И требования к балансировке, а также подшипникам столь же высоки - обороты доходят до 100 тысяч. А мощность турбокомпрессора например на 2ТЭ116 как у небольшого вертолета или самолета.
Кстати, первый в мире трактор с турбонаддувом сделали в СССР, при этом двигатель испытывали в бронированной камере - турбокомпрессоры поначалу разрывало. Потом технологию отработали.

> Омский ЗТМ умер вместе с газотурбинным танком
> Т-80, после их участия в реальных боевых действиях
> в Чечне, где они себя показали гораздо хуже
> "упрощённых" для второстепенных ТВД Т-72 и самое
> слабое место было именно ГТД.

Насколько знаю, слабое место Т-80 (унаследованное от Т-64) - легко детонирующая боеукладка (при этом экипаж 100% гибнет), а также сложный и не шибко надежный автомат заряжания. А что там с ГТД за проблемы?

> > Как это? Как форсовый конус для создания тяги у
> > паровоза что ли?
>
> Воздух, для охлаждения радиаторов засасывается
> через эжектор выхлопными газами дизеля (эжектор
> это это струйный аппарат в котором для отсасывания
> газа используется кинетическая энергия другого
> газа

Понятно.

> (как там на паравозе не знаю)).

Точно так же. Отработанный пар из машин подается в т.н. форсовый конус, расположенный в дымовой коробке под трубой, где за счет сужения отверстия ускоряется, после чего выбрасывается в трубу. В промежутке между конусом и трубой создается разрежение, засасывающее дымовые газы.

> > > самый главный недостаток – очень нежные,
> > Опять же странно.
>
> Форсирован по тому что, очень и очень,
> При поступлении первых
> Т-64 в войска - гробили на них дизеля повально.

На Т-64 еще не очень форсирован, в Т-72 мощи поболе.

> > Кстати, понял, почему схема у *ТД и *Д100
> > одинаковая: их же один завод делал/делает!

> Просто так совпало, что абсолютно разные
> дизели (один очень быстроходный, малоресурсный, с
> высокой культурой веса, другой его
> противоположенность) для разных нужд и
> проиисходящие с одного завода имеют похожую схему.

Схема весьма оригинальная, но при этом одинаковая. Может быть тогда немецкие авиационные дизели разработаны на основе конструкции судового дизеля Фербкенс-Морзе, на основе которого в свою очередь сделали Д100?

> > для
> > > сглаживания «рывков» при переключениях всё
> > равно
> > > необходим гидротрансформатор
> >
> > Ну дак силовая турбина с управляемым сопловым
> > аппаратом перед ней как раз и выполняет функцию
> > гидротрансформатора
>
> Так коробка передач стоит после двигателя и рывки
> (броски момента) будут создаватся после неё при
> переключениях передач,

У гидромеханической трансмиссии точно так же: гидротрансформатор сразу после двигателя и перед механической КПП. В ГТД функцию проскальзывающего сцепления и преобразователя момента выполняет силовая турбина с сопловым аппаратом.
Кстати, для скоростных моторвагонных поездов ГТД-1250 или ГТД-1500 с 3-ступенчатой КПП с микропроцессорным управлением хорошо бы подошел, ресурс разве что поднять не мешало бы.

> > Абсолютно ничего общего.
>
> На первый взгляд. При создании танкового ГТД взяли
> готовый вертолётный ГТД и начали подгонять его под
> совершенно другие требования эксплуатации,

При этом изменили буквально все основные детали: газогенератор на ТВ3 одновальный - на ГТД-1*** двухвальный, компрессор на ТВ3 осевой, на ГТД-1*** - центробежный, камера сгорания на ТВ3 прямоточная, на ГТД-1*** петлевая, турбины на ТВ3 двухступенчатые, на ГТД-1*** одноступенчатые. Совершенно разная компоновка.
Не чувствуете, что принципиальных отличий слишком много?

> отдельные размеры будут одинаковы,
> в том числе по причинам технологического
> характера.

Это-то как раз вполне возможно. Но это не дает оснований считать ГТД-1000 прямым потомком ТВ3-117.

> > А вот одно из главных достоинств газотурбовоза
> -
> > работа наоборот, на более тяжелом (и дешевом)
> > топливе, чем дизельное - мазуте.
> Ну и много ГТД на неём наработает?

Почему бы и нет? На кораблях прекрасно работают.

> Самое
> перспективное топливо для таких целей это газ.

1. Взрывоопасно
2. Негде размещать запас газа (на Ту-155 - опытном Ту-154, работающем на метане - практически весь полезный объем занят криогенными емкостями для хранения метана)
3. У газа значительно ниже теплотворная способность, чем у жидкого топлива.

Однажды в научно-популярной литературе вычитал, что двухтактный ДВС с встречно-движущимися поршнями в одном цилиндре система Юнкерс, а объемный нагнетатель, без которого не может работать двухтактник, Рутс.

Alex - MTB-82 писал(а):
-------------------------------------------------------
> Однако головка цилиндров и особенно клапаны тоже
> весьма температурнонанпряженные, при этом еще и
> герметичность нужно обеспечить.

Ну а в ГТД достаётся куда больше.

> Все равно используется жаростойкая сталь. И
> требования к балансировке, а также подшипникам
> столь же высоки - обороты доходят до 100 тысяч. А
> мощность турбокомпрессора например на 2ТЭ116 как у
> небольшого вертолета или самолета.

Так турбокомпрессоры недёшево и стоят, хотя до настоящего ГТД им как до луны пешком.

> Кстати, первый в мире трактор с турбонаддувом
> сделали в СССР, при этом двигатель испытывали в
> бронированной камере - турбокомпрессоры поначалу
> разрывало. Потом технологию отработали.

На ЯМЗ стенды с первыми турбодизелями то же подземных камерах испытывали.

> Насколько знаю, слабое место Т-80 (унаследованное
> от Т-64) - легко детонирующая боеукладка (при этом
> экипаж 100% гибнет), а также сложный и не шибко
> надежный автомат заряжания. А что там с ГТД за
> проблемы?

Механизм заряжения (на Т-64 и Т-80) действительно несколько более уязвим чем автомат заряжения на Т-72 (90), но в принципе если начнётся детонация и на Т-72 результат будет похожий. Принципиально, что автомат заряжения (Т-72, 90) менее геморойный и более удобный и надёжный, чем механизм заряжения (Т-64, 80). Но самый главный упрёк по итогам боевых действий в Чечне к Т-80, это именно ГТД. Пробитие брони МТО (а практически все танки в Чечне были поражены в заднюю верхнюю полусферу) практически гарантировано выводило ГТД из строя, со всеми втекающими последсвиями от потери хода танком. Пробите брони МТО у Т-72 далеко не не факт, что обездвиживало его. Да и вообще Т-72 (для внутреннего рынка, "ухудшеные" экспортные это другая истроия) в условиях реальных боевых действий показали себя "живучие" и надёжнее чем Т-80.

> > Форсирован по тому что, очень и очень,
> > При поступлении первых
> > Т-64 в войска - гробили на них дизеля повально.
>
> На Т-64 еще не очень форсирован, в Т-72 мощи
> поболе.

Мощи то чуток и поболе, но и вес в два с лишним раза больше и рабочий объём значительно больше. Удельные показатели мощности заначительно меньше.

> > > Кстати, понял, почему схема у *ТД и *Д100
> > > одинаковая: их же один завод делал/делает!
> Схема весьма оригинальная, но при этом одинаковая.
> Может быть тогда немецкие авиационные дизели
> разработаны на основе конструкции судового дизеля
> Фербкенс-Морзе, на основе которого в свою очередь
> сделали Д100?

Вообще-то подобная схема дизеля называется "схема Юнкерса", так что вариант скорее обратный. Я так понимаю, что Д100 делали просто копированием. Чаромский же просто смотрел на аналог от Юнкерса и делал СВОЙ дизель, первоначально авиационный, затем когда интерес к поршневым авиационным моторам пропал перепроектировал его в танковый.

> Кстати, для скоростных моторвагонных поездов
> ГТД-1250 или ГТД-1500 с 3-ступенчатой КПП с
> микропроцессорным управлением хорошо бы подошел,
> ресурс разве что поднять не мешало бы.

Удельный расход топлива раза в полтора больше, чем у самого захудалого дизеля и ресурс часов в 300. Это танковый агрегат и кроме танка он никуда негодится по сути.

> Почему бы и нет? На кораблях прекрасно работают.

Газовые турбины???

> > Самое
> > перспективное топливо для таких целей это газ.
>
> 1. Взрывоопасно
> 2. Негде размещать запас газа (на Ту-155 - опытном
> Ту-154, работающем на метане - практически весь
> полезный объем занят криогенными емкостями для
> хранения метана)
> 3. У газа значительно ниже теплотворная
> способность, чем у жидкого топлива.

Метан самое безопасное моторное топливо, безопасней даже дизтоплива, не говоря уж про бензин. Метан легче воздуха (в отличии от пропан-бутана) и в случае утечки просто уходит вверх, а при воспламенении даёт вертикальный столб пламени.
Самое геморойное его хранить и транспортировать на транспортном средсве. Ну не так уж и меньше, да и что из этого, расходика чуток добавить вот и всё.
Ту-155 - это чисто эксперементальны самолёт. Кстати знаком с одних из людей работавших над газовым и водородным Ту.

> > Однако головка цилиндров и особенно клапаны
> тоже
> > весьма температурнонанпряженные, при этом еще и
> > герметичность нужно обеспечить.
>
> Ну а в ГТД достаётся куда больше.

Давление и нагрузки в дизеле наверное все же побольше.

> > Кстати, первый в мире трактор с турбонаддувом
> > сделали в СССР, при этом двигатель испытывали в
> > бронированной камере
>
> На ЯМЗ стенды с первыми турбодизелями то же
> подземных камерах испытывали.

Собственно, на ЯМЗ первый тракторный турбодизель и делали.

> в принципе если начнётся детонация и
> на Т-72 результат будет похожий.

На Т-80/Т-64 боезапас из-за особенности расположения детонирует легче.

> самый главный упрёк по итогам
> боевых действий в Чечне к Т-80, это именно ГТД.
> Пробитие брони МТО
> практически гарантировано выводило ГТД из строя,

Компоновка такая наверное. Или именно ГТД сам по себе более нежный?

> > Может быть тогда немецкие авиационные дизели
> > разработаны на основе конструкции судового
> дизеля
> > Фербкенс-Морзе, на основе которого в свою
> очередь
> > сделали Д100?
>
> Вообще-то подобная схема дизеля называется "схема
> Юнкерса", так что вариант скорее обратный.

Тогда да. Просто судовые дизели Фербкенс-Морзе - 30-х гг, а авиационные дизели, о которых шла речь - 40-х гг.

> Я так
> понимаю, что Д100 делали просто копированием.

Ортгинал кажется 6 цилиндров имел.

> > Кстати, для скоростных моторвагонных поездов
> > ГТД-1250 или ГТД-1500 с 3-ступенчатой КПП с
> > микропроцессорным управлением хорошо бы
> подошел,
>
> Удельный расход топлива раза в полтора больше, чем
> у самого захудалого дизеля и ресурс часов в 300.

Межремонтный ресурс- да. В принципе наверняка можно поднять - авиационные куда как более форсированные, а ресурс больше. И у судовых ресурс больше.

> Это танковый агрегат и кроме танка он никуда
> негодится по сути.

Были планы и на ракетные тягачи, и на карьерные БелАЗы ставить.

> > Почему бы и нет? На кораблях прекрасно
> работают.
>
> Газовые турбины???

Ну да.

> > > Самое
> > > перспективное топливо для таких целей это
> газ.
> >
> > 1. Взрывоопасно
> > 2. Негде размещать запас газа (на Ту-155 -
> опытном
> > Ту-154, работающем на метане - практически весь
> > полезный объем занят криогенными емкостями для
> > хранения метана)
>
> Метан самое безопасное моторное топливо,
> безопасней даже дизтоплива, не говоря уж про
> бензин.

Чем ниже температура вспышки и чем легче испаряемость - тем опаснее. Газ в этом отношении - самое опасное топливо. Подтверждение чему было на днях - взрыв метана в шахте, больше 100 погибших. Дизтопливо же не взрывается, а только горит. А мазут и поджечь непросто. Идеальное моторное топливо - то, которое горит только в двигателе!

> Метан легче воздуха (в отличии от
> пропан-бутана) и в случае утечки просто уходит
> вверх, а при воспламенении даёт вертикальный столб
> пламени.

Самое опасное - не обычная утечка от негерметичности трубопровода, а пожар или внезапная разгерметизация емкости при аварии. Взрыва тут не миновать:( Пороховая бочка.

> Ту-155 - это чисто эксперементальны самолёт.

Но все-таки керосин с тем же запасом энергии занимает значительно меньший объем.

(0)

в том смысле, что лишь один двигатель из трех был "водородным".

Геофизик писал(а):
-------------------------------------------------------
> Однажды в научно-популярной литературе вычитал,
> что двухтактный ДВС с встречно-движущимися
> поршнями в одном цилиндре система Юнкерс, а
> объемный нагнетатель, без которого не может
> работать двухтактник, Рутс.


Такой тип двигателя был изобретен 100 лет назад инженером Коломенского завода Раймондом Корейво.
Американцы купили на него лицензию, а Юнкерс обошелся без оной, "переизобретя" схему двухтактного двигателя со встречно движущимися поршнями.

Нагнетатель типа Рутса (Roots pump) существует сам по себе, много где используется и представляет собой вариацию на тему шестеренчатого насоса с шестернями из двух зубьев.
Но двухтактники могут работать и без него, например у 10Д100 вместо Рутса стоит турбина с приводом от дизеля и плюс турбонаддув.

> > двухтактный ДВС с встречно-движущимися
> > поршнями в одном цилиндре система Юнкерс,
>
> Такой тип двигателя был изобретен 100 лет назад
> инженером Коломенского завода Раймондом Корейво.

Т.е., эту схему можно считать исконно русской.

> Нагнетатель типа Рутса (Roots pump) существует сам
> по себе, много где используется и представляет
> собой вариацию на тему шестеренчатого насоса с
> шестернями из двух зубьев.

На 2Д100 роторы трехлопастные.

> Но двухтактники могут работать и без него,
> например у 10Д100 вместо Рутса стоит турбина с
> приводом от дизеля и плюс турбонаддув.

Еще бывает т.н. коловратный нагнетатель (типа шиберного насоса) и двухтактные двигатели вообще без нагнетателя - давление для продувки создается в картере нижней стороной поршня при его движении к НМТ (широко применяется на мототехнике и мелких движках типа бензопил и малогабаритных электростанций).

> > Но двухтактники могут работать и без него,
> > например у 10Д100 вместо Рутса стоит турбина с
> > приводом от дизеля и плюс турбонаддув.

Я имел ввиду без постороннего нагнетания, а что там конструктор поставил, Рутс, Гаррет, Джад или турбину с приводом от колленвала, принципиального значения не имеет.

> Еще бывает т.н. коловратный нагнетатель (типа
> шиберного насоса) и двухтактные двигатели вообще
> без нагнетателя - давление для продувки создается
> в картере нижней стороной поршня при его движении
> к НМТ (широко применяется на мототехнике и мелких
> движках типа бензопил и малогабаритных
> электростанций).

Речь шла о довольно крупных ДВС, а не мотоциклетных с кривошипно-камерной продувкой.

Alex - MTB-82 писал(а):
-------------------------------------------------------
> Собственно, на ЯМЗ первый тракторный турбодизель и
> делали.

Для Кировца, что ли? Насчёт самого первого в мире берут сильные сомнения. Особенно если учесть, то что сам Кировец был творчески позаимстован у Джон Дира.

> Компоновка такая наверное. Или именно ГТД сам по
> себе более нежный?

Компоновка на них на всех начиная с Т-64 в принципе одинаковая. Просто при пробитии брони МТО куммулятивным зарядом ГТД практически однозначно выходит из строя, а двенадцатицелиндровый V12 Т-72 далеко не факт.


> Были планы и на ракетные тягачи, и на карьерные
> БелАЗы ставить.

Не от хорошей жизни.

> Чем ниже температура вспышки и чем легче
> испаряемость - тем опаснее. Газ в этом отношении -
> самое опасное топливо. Подтверждение чему было на
> днях - взрыв метана в шахте, больше 100 погибших.
> Дизтопливо же не взрывается, а только горит. А
> мазут и поджечь непросто. Идеальное моторное
> топливо - то, которое горит только в двигателе!
>
> > Метан легче воздуха (в отличии от
> > пропан-бутана) и в случае утечки просто уходит
> > вверх, а при воспламенении даёт вертикальный
> столб
> > пламени.
>
> Самое опасное - не обычная утечка от
> негерметичности трубопровода, а пожар или
> внезапная разгерметизация емкости при аварии.
> Взрыва тут не миновать:( Пороховая бочка.

По вполне официальной оценке моторных топлив для автомобилей самым безопасным признан метан, лишь затем идёт дизтопливо.
Пример шахты очень не удачный, там замкнутое пространство. Кстати угольная пыль в шахтах гораздо более опасный фактор чем метан.


> > Ту-155 - это чисто эксперементальны самолёт.
>
> Но все-таки керосин с тем же запасом энергии
> занимает значительно меньший объем.
Там всего один двигатель (не помню точно кажется правый) работал на водороде. Проект абсолютно бессмысленный, выбили под это финансирование - освоили. Для чего? Зачем? Типично советский подход, процветающий в ОАО "Туполев" до сих пор и известно куда его приведший.
Кстати мой знакомый который работал над водородным самолётом, к своему труду относится очень трепетно, но прекрасно осазнаёт его бессмысоенность.

Нагнетатель типа Рутс - название "западное" у нас он назывался вроде официально лопастная воздуходувка. Рутс достаточно широко применялся до широкого внедрения турбонаддувов. Потом про него забыли, как про механические нагнетатели в целом. Главный недостаток механических нагнетателей - затраты мощности на привод, в то время как у турбонаддува энергия для привода используется халявная. Соотвественно двигатели с механическими нагнетателями "жрут" больше аналогичных турбомоторов. Но имеют рад приимумещтв пред турбомоторами - "отзывчивие", нет "турбоямы", тянуть могут с самых низов. Рутс в современном исполнении реанимировал Мерседес-Бенц в 90-е годы - бензиновые двигатели для легковых автомобилей, обозначенный в индексе как Компрессор. Лично катался на таком - двигатель очень "сладкий", тянет изумительно, во всём диапазоне и не поверишь, что всего-лишь четвёрка в 1,8 литра, ощущения как от атмосферной шестёрки под 3 литра. БМВ так же применяет такой двигатель на Мини-Купере С. Но дальше всех пошёл Фолксваген, запустил только что бензиновый двигатель с непосредсвенным впрыском, объёмом всего в 1,4 литра, но мощностью 170 л. с., с изумительной характеристикой крутящего момента от минимальных до мксимальных оборотов - у него два нагнетателя механический Рутс (работает на малых оборотах) и на высоких работает турбонаддув.

> > Собственно, на ЯМЗ первый тракторный турбодизель
> и
> > делали.
>
> Для Кировца, что ли?

Для гусеничного вроде. На Кировец позже поставили.

> > > Метан легче воздуха (в отличии от
> > > пропан-бутана) и в случае утечки просто
> уходит
> > > вверх,
> > Самое опасное - не обычная утечка от
> > негерметичности трубопровода, а пожар или
> > внезапная разгерметизация емкости при аварии.
> > Взрыва тут не миновать:( Пороховая бочка.
>
> По вполне официальной оценке моторных топлив для
> автомобилей самым безопасным признан метан, лишь
> затем идёт дизтопливо.

Объективность этих оценок смнительна. Возможно, куплено производителями метанового ГБО. Ну ни за что не поверю, что баллон с газом (хоть со сжатым до 200 атм, хоть жидкии криогенным) при пожаре безопаснее бака с дизтопливом или мазутом! Ни разу не видели/не слышали, как бытовые или газосварочные баллоны взрываются при пожаре? А ведь там только 40 литров, у лока же это будут многие кубометры. Считайте - цистерна с
горючим газом в составе пассажирского поезда!
В случае криогенного жидкого газа - существует еще гемор с хранением, к тому же он неизбежно постепенно испаряется.

> Главный недостаток механических нагнетателей -
> затраты мощности на привод, в то время как у
> турбонаддува энергия для привода используется
> халявная.

Не сказать что такая уж халявная. Турбина создает сопротивление на выпуске, чего особенно не любят двухтактники. Да и у четырехтактников дополнительно нагружает движок на такте выпуска.

"Предварительные упрощённые расчёты основных технических характеристик ГПТДОР позволяют утверждать что, для создания мощности в 1 кВт он будет потреблять примерно в 8-10 раз меньше горючего, чем потребляют лучшие образцы современных ДВС..."
Если у современного дизеля к.п.д. 50%, это значит, что его расход топлива можно сократить не более чем вдвое. Т.е. в механическую энергию никак не может перейти больше тепловой энергии, чем ее выделилось при сгорании топлива.

Либо допущения в расчетах некорректны, либо надо искать неучтенный источник энергии (изменение теплотворной способности топлива, дополнительные экзотермические реакции и т.п.). Или же самое простое - для сравнения с предлагаемым использован ДВС с малым к.п.д. Уточните, пожалуйста, с чем сравнивали?

Использование паросиловой установки с использованием низкокипящих жидкостей для утилизациии теплоты выхлопных газов ДВС было рассмотрено еще в книге Хазена "Энергетика локомотивов". Возможно, это издание чем-то поможет в расчетах. Там была предложена еще более интересная схема, при которой, НЯП, аммиак после работы в турбине еще и растворялся в воде для производства удобрения - аммиачной воды, рассматривался комплексный эффект установки с учетом получения этой воды.



Редактировано 2 раз(а). Последний раз 27.11.09 20:14 пользователем Олег Измеров.

Цитата (Олег Измеров)
Если у современного дизеля к.п.д. 50%

Это, если память не изменяет, термический КПД. Полный КПД дизеля где-то в пределах 35-40%.

Уважаемый Олег Измеров!
"Если у современного дизеля к.п.д. 50%, это значит, что его расход топлива можно сократить не более чем вдвое.???"
О чём это Вы? Не понял вас. Разберитесь с КПД. Их несколько. Первый?,самый главный и определяющий остальные это термический КПД - сколько для совершения работы используется тепловой энергии. Есть индикаторный КПД - сколько из этого тепла используется для совершения индикаторной работы - полезной и бесполезной (потери). И наконец, эффективный КПД - сколько же из подведённого тепла используется для эффективной работы (полезной), т.е. на выходном валу двигателя.
Во первых, в моём газопаровом, в отличие от известных, используется в 2 раза больше тепла, тепло не вылетает наружу как в известных, а используется для создания дополнительного давления рабочего тела (пара).В дизелях нет. Во вторых, газопаровая смесь создаёт давление непрерывно на увеличивающихся радиусах. В дизелях нет.В третьих давление используется почти до атмосферного. В дизелях нет.
"Уточните, пожалуйста, с чем сравнивали?"
Рассчитал удельный расход своего по формулам известным и сравнил с расходом известных двигателей.
" "...в книге Хазена "Энергетика локомотивов". Возможно, это издание чем-то поможет в расчетах."??? Он что предложил формулы расчёта?.
Зачем Хазен, если формулы расчёта крутящего момента (давление, площадь и радиус силы) и мощности (крутящий момент, обороты) известны из школьной программы по физике.
Прочитайте ещё раз внимательно и разберитесь - крутящий момент создаётся эффективнее в двигателях с кривошипно-шатунным механизмом или в моей турбине объёмного расширения.
В моей давление при расширении от центра используется вплоть до атмосферного и при этом увеличиваются площадь и радиус, т.е. крутящий момент создаётся не прерываясь - постоянно.
А для лучшего понимания примеры из жизненной практики.
Ребёнок длинным рычагом создаст больший крутящий момент, чем ломовой мужик коротким. Эффективнее ребёнок. Согласен?
И ещё один - на костре вскипятить литровый чайник с водой или ведро воды. Эффективнее ведро. Согласен?
Зрите в корень, как предлагал Козьма Прутков и не спешите не разобравшись с выводами.

Цитата (rovlan)
О чём это Вы? Не понял вас. Разберитесь с КПД. Их несколько.

Разобрались, разобрались
Эффективный к.п.д. дизеля. Считается по расходу топлива, теплотворной способности и мощности на выходном валу.

Не может быть на выходном валу больше энергии, чем выделилось при сгорании.

Цитата
Во первых, в моём газопаровом, в отличие от известных, используется в 2 раза больше тепла, тепло не вылетает наружу как в известных, а используется для создания дополнительного давления рабочего тела (пара).В дизелях нет.

Бинарные установки, использующие тепло выхлопных газов, известны. Могут быть использованы два способа - либо выхлопные газы используются для нагрева рабочего тела в теплообменнике (обычно низкокипящего - фреона, аммиака), либо путем впрыскивания рабочего тела в выхлопные газы. В частности, в 40-50-х годах пробовали использовать в ТРД впрыск воды в реактивную струю для форсажа.

Основная проблема бинарных установок с теплообменниками - небольшой теплоперепад во вторичной установке и рост затрат энергии на собственные нужды для охлаждения конденсатора (в транспортных установках). При непосредственном впрыске рабочего тела для создания дополнительного давления, естественно, на выпуске первичной машины создается противодавление, поэтому общий к.п.д. растет медленнее. Реально повышение эффективного к.п.д. в абсолютных единицах где-то на 10%.

Цитата
Зачем Хазен, если формулы расчёта крутящего момента (давление, площадь и радиус силы) и мощности (крутящий момент, обороты) известны из школьной программы по физике.

Затем, чтобы понять, что школьной физики тут мало.
Бинарные установки - это действительно один из путей повышения к.п.д. теплоэнергетических установок, от них где-то можно ждать снижения потерь где-то на 20% от общего уровня потерь, что означает повышение эффективного к.п.д. бинарной установки где-то до 60%. Это тоже даст большую выгоду, и направление бинарных установок надо развивать.

Цитата (svh)
Это, если память не изменяет, термический КПД. Полный КПД дизеля где-то в пределах 35-40%.

С турбонаддувом и современными теплотехническими мероприятиями (охлаждение наддувочного воздуха и т.п.) до 50%
Дело в том, что турбонаддув - это есть один из путей использования тепла выхлопных газов дизеля, т.е. реализация того, что предлагает уважаемый автор, иным техническим способом.

Да, еше есть такая разновидность бинарных паросиловых установок, как установки с использованием калия в перовм контуре. Но пока о калиевых турбинах можно ставить вопрос, пожалуй, разве что для стационарных установок.