Технологии родились в тот момент когда первобытный человек научился добывать огонь посредством трения. И затем все как говориться завертелось, дни складывались в года, года в тысячелетия. Менялся мир, менялся человек и человеческое общество. Вместе с обществом менялись и технологии.
Технологии подобно людям однажды родившись на свет начинают жить своей собственной жизнью. Причем с самыми не предсказуемыми последствиями. Одни становятся долгожителями и меняют весь окружающий мир, другие исчезают не успев родиться на свет. Так технология сохранения информации на внешних носителях с помощью графических знаков - письменность, родившись всего лишь как инструмент для учета и передачи простейшей информации практически создала нашу цивилизацию. Или автомобили, кто бы мог подумать что эта самобегальная коляска породит целую индустрию по строительству дорог и оденет весь мир в асфальт.
Вот про одну очень на мой взгляд интересную но ныне забытую и утерянную технологию мой пост. Он о такой казалось бы дикой вещи как паровой двигатель в авиации.
Сама идея летательного аппарата с паровым двигателем имеет более чем столетнюю историю. Так на рубеже 18-19 веков, английский естествоиспытатель Джордж Кейли, один из первых теоретиков и исследователей в области летательных аппаратов тяжелее воздуха, предложил концепцию летательного аппарата.
Многие исследователи приписывают Джорджу Кейли рождение идеи летательного аппарата с неподвижным крылом и отдельным от него движителем, то есть самолёта. Однако другие указывают, что данная концепция и другие конструктивные идеи, содержащиеся в его проекте, выдвигались и ранее. Считается что именно работы Кейли положили начало научному исследованию. В 1809-1810 годах в журнале Nicolson’s Journal of Natural Philosophy вышел труд Джорджа Кейли «О воздушной навигации». В 1842 году, Уильям Сэмюэл Хенсон — английский изобретатель, разработал совместно с Джоном Стрингфеллоу первый в мире проект летательного аппарата, предусматривающий все основные элементы самолёта, оснащенного небольшой паровой машиной. Наибольшее расстояние, которое смогла преодолеть модель в полете, не превышало десяти метров. В 1860 годы, Феликс де Тампль — французский морской офицер, построил не модель, а первый настоящий самолет. Распространено мнение, что на этом аппарате была предпринята попытка пилотируемого полёта, во время которой он кратковременно оторвался от земли и пролетел несколько метров. Однако полёт произошёл только благодаря разбегу самолёта под уклон и не являлся полноценным полётом.
В 1882 году, Александр Фёдорович Можайский — русский военный деятель, контр-адмирал и изобретатель, построил самолет с двумя паровыми машинами изготовленные по его проекту. Машины мощностью 10 и 20 л.с. вращали три винта.
Испытания проходили с 1882 по 1885 годы в Красном Селе около Петербурга. По свидетельству очевидцев в одном из испытаний самолет под управлением механика после пробега по рампе совершил подлет, при приземлении накренился и был разбит.
К сожалению в 1890 году А. Можайский умер и проект был заброшен.
Были и другие проекты.
А вот по настоящему взлетел паролет лишь в 1933 году.
Паролет братьев Бесслер
Одна-единственная попытка поднять в воздух машину на паровой тяге оказалась успешной.
12 апреля 1933 года американские изобретатели братья Джордж и Уильям Бесслер совместно с инженером Натаном Прайсом продемонстрировали широкой публике вполне обычный с виду самолет под названием Airspeed 2000. Хотя самолет представлял собой просто переделанную классическую модель биплана Travel Air 2000, «начинка» его была весьма необычной, потому что пропеллер приводился в движение паровым двигателем.
Двухцилиндровый V-образный паровой двигатель «выдавал» 150 л.с. Десяти галлонов воды хватало примерно на 600 км полета. Самолет имел огромное количество преимуществ перед машинами с ДВС. Во-первых, мощность двигателя не зависела от высоты полета и степени разреженности воздуха - это было вечной проблемой бензиновых или дизельных двигателей. Если на небольшой высоте паровой двигатель и уступал в мощности двигателю внутреннего сгорания, то на высоте свыше 2000 м давал последнему немалую фору. Во-вторых, самолет был совершенно бесшумным - только свист пропеллера. Это было неоценимым плюсом с точки зрения незаметности самолета во время боевых действий. Во всех газетах того времени промелькнула фраза о том, что, когда пилот разговаривает с пассажиром, их беседу можно услышать на земле!
А еще - простота конструкции, отсутствие необходимости в дорогостоящем топливе и маслах, экономичность, большой ресурс… Кроме того, как ни странно, паровая машина имела даже меньшую массу, нежели аналоги на жидком топливе (80 кг). Правда, была еще и масса котла - 220 кг.
Особенно была отмечена способность самолета к реверсивному ходу и быстрому торможению. Когда Airspeed 2000 приземлялся, пилот включал реверс - и пропеллер, вращаясь в обратную сторону, почти мгновенно и мягко, в отличие от тормозов на шасси, останавливал машину. Самолеты с ДВС на тот момент на такие «трюки» были не способны.
Airspeed 2000 вполне успешно эксплуатировался (на службе в почтовом ведомстве США), но продолжения идея не получила.
Самолет Бесслеров летал до 1936 года, после чего следы его теряются. Натан Прайс впоследствии предлагал свои идеи паровых авиадвигателей фирме «Локхид», но был отвергнут.
Вот фотографии Братьев со своим детищем.
Немалый интерес к паровым авиационным двигателям проявлялся по всему миру.
Связанно это было вот с чем" Мощность [бензинового] мотора падает быстрее, чем плотность воздуха." А летать особенно военным хотелось выше и выше.
"Стратосфера сулила немалые выгоды для полета: меньшее сопротивление воздуха, постоянство ветров, отсутствие облачности, скрытность, недосягаемость для ПВО. Но как взлететь на высоту, например, 20 километров?"
Здесь и далее по книге Дузя П.Д. "Паровой двигатель в авиации", Оборонгиз, 1939 год.
На высоте 7000 м мощность мотора уменьшается почти в три раза. С целью повышения высотных качеств самолетов еще в конце империалистической войны делались попытки применять наддув, в период 1924-1929 гг. нагнетатели еще больше внедряются в производство. Однако обеспечить сохранение мощности двигателя внутреннего сгорания на высотах свыше 10 км становится все труднее.
Стремясь поднять «предел высоты», конструкторы всех стран все чаще и чаще обращают свои взоры на паровую машину, имеющую ряд преимуществ в качестве высотного двигателя. Отдельные страны, как, например, Германию, толкнули на этот путь и стратегические соображения, а именно — необходимость на случай большой войны добиться независимости от привозной нефти.
За последние годы были сделаны многочисленные попытки установить паровой двигатель на самолет. Быстрый рост авиационной промышленности накануне кризиса и монопольные цены на ее продукцию позволили не спешить с реализацией опытных работ и накопившихся изобретений. Эти попытки, принявшие особый размах в период экономического кризиса 1929-1933 гг. и наступившей затем депрессии, — не случайное явление для капитализма. В печати, в особенности в Америке и Франции, часто бросались упреки крупным концернам о наличии у них соглашений об искусственной задержке реализации новых изобретений.
Наметились два направления. Одно представлено в Америке Беслером, установившим на самолет обычную поршневую машину, другое же обусловлено применением турбины в качестве авиационного двигателя и связано, главным образом, с работами немецких конструкторов.
В 1934 г. в печати промелькнуло сообщение о разработке проекта большого самолета в Германии, оборудованного турбиной с вращающимся котлом. Два года спустя во французской прессе утверждали, что в условиях большой засекреченности военным ведомством в Германии построен специальный самолет. Для него сконструирована паросиловая установка системы Хютнера мощностью в 2500 л. с. Длина самолета 22 м, размах крыльев 32 м, полетный вес (приблизительный) 14 т, абсолютный потолок самолета 14000 м, скорость полета на высоте в 10000 м - 420 км/час, подъем на высоту 10 км - 30 минут.
Весьма возможно, что эти сообщения в печати значительно преувеличены, но несомненно, что германские конструкторы работают над этой проблемой, и предстоящая война может здесь принести неожиданные сюрпризы.
В чем же заключается преимущество турбины перед двигателем внутреннего сгорания?
1. Отсутствие возвратно-поступательного движения при высоких скоростях вращения позволяет сделать турбину довольно компактной и меньших размеров, нежели современные мощные авиационные моторы.
2. Важным преимуществом является также относительная бесшумность работы парового двигателя, что важно как с точки зрения военной, так и в смысле возможности облегчения самолета за счет звукоизолирующего оборудования на пассажирских самолетах.
3. Паровая турбина, не в пример моторам внутреннего сгорания, почти не допускающим перегрузки, может быть перегружаема на короткий период до 100% при постоянной скорости. Это преимущество турбины дает возможность уменьшить длину разбега самолета и облегчает его подъем в воздух.
4. Простота конструкции и отсутствие большого количества подвижных и срабатывающихся деталей составляют также немаловажное преимущество турбины, делая ее более надежной и долговечной по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.
5. Существенное значение имеет также отсутствие на паровой установке магнето, на работу которого можно воздействовать с помощью радиоволн.
6. Возможность использовать тяжелое топливо (нефть, мазут) помимо экономических преимуществ обусловливает большую безопасность парового двигателя в пожарном отношении. Создается к тому же возможность теплофицировать самолет.
7. Главное же преимущество парового двигателя заключается в сохранении его номинальной мощности с подъемом на высоту.
Одно из возражений против парового двигателя исходит, главным образом, от аэродинамиков и сводится к размерам и возможностям охлаждения конденсатора. Действительно, паровой конденсатор имеет поверхность в 5-6 раз большую, нежели водяной радиатор двигателя внутреннего сгорания.
Вот почему, стремясь снизить лобовое сопротивление такого конденсатора, конструкторы пришли к размещению конденсатора непосредственно по поверхности крыльев в виде сплошного ряда трубок, следующих точно контуру и профилю крыла. Помимо придания значительной жесткости это уменьшит и опасность обледенения самолета.
Имеется, конечно, еще целый ряд других технических трудностей в эксплоатации турбины на самолете.
- Неизвестно поведение форсунки на больших высотах.
- Для изменения быстрой нагрузки турбины, что является одним из условий работы авиационного двигателя, необходимо иметь либо запас воды, либо паросборник.
- Известные трудности представляет и разработка хорошего автоматического устройства для регулировки турбины.
- Неясно также и гироскопическое действие быстро вращающейся турбины на самолете.
Все же достигнутые успехи дают основания надеяться, что в ближайшее время паровая силовая установка найдет свое место в современном воздушном флоте, в особенности на транспортных коммерческих самолетах, а также на больших дирижаблях. Самое трудное в этой области уже сделано, и практики-инженеры сумеют добиться конечного успеха.
Однако история пошла другим путем на сцены вышли и прочно закрепились ДВС, а на горизонте маячила эпоха реактивных двигателей. Так постепенно паравые машины на транспорте были вытеснены из обихода а в авиации так и не прижились.
Канули ли паровые двигатели в лету на транспорте на всегда? Трудно сказать возможно что при некотором не очень хорошем варианте развития придется их воссоздать. Вряд ли кто помнит сейчас о такой концепции - "газовой паузы". Суть её в том, что на тот момент разведанных и предполагаемых запасов газа для своей и экспортной нужд могло хватить лет этак на 70-100. Так вот было решено на этот период перевести энергетику на газ, что бы за это время создать, освоить и внедрить высокоэффективные твердотопливные технологии. Поскольку запасы каменных, бурых углей торфа и сланцев в запасе было просчитано лет на 300-400. Правда речь идет о стационарной энергетике, но и про конец нефти вещают довольно часто)) .
Это статья об ушедшей эпохе, и приводятся в ней представляющие, в основном, исторический интерес аргументы, которыми руководствовались в своих рассуждениях разработчики давно минувших дней.
Оценили 33 человека
48 кармы