Motor criogénico. Motores eléctricos criogénicos. El principio de funcionamiento de una unidad de refrigeración criogénica.

Los motores están pensados ​​para su uso en aeronaves con combustible criogénico, para transporte terrestre de alta velocidad, en sistemas de propulsión eléctrica para embarcaciones marítimas, equipos criogénicos industriales espaciales y generales para accionar bombas criogénicas, compresores axiales "fríos", etc.

Los elementos cerámicos superconductores de alta temperatura (HTSC) basados ​​en itrio o bismuto se utilizan como materiales activos para el rotor.

Ventajas principales

Los motores HTSC de varios tipos, que operan en nitrógeno líquido, tienen una potencia de salida específica 3-4 veces mayor que los motores eléctricos convencionales.

Desde 2005, MAI ha estado desarrollando motores eléctricos altamente dinámicos para accionamientos de bombas criogénicas para energía de hidrógeno y sistemas de suministro criogénico para cables JV de cables de alimentación. Se ha demostrado experimentalmente que los motores altamente dinámicos con imanes permanentes y elementos volumétricos HTSC tienen una potencia de salida 1,3-1,5 veces mayor que los motores síncronos convencionales con los mismos modos de enfriamiento en nitrógeno líquido.

En 2007 en MAI junto con JSC NPO Energomash nombrado en honor ak. VP Glushko "y OJSC" AKB Yakor "crearon y probaron con éxito un prototipo industrial de una bomba criogénica con un accionamiento eléctrico HTSC para sistemas de suministro criogénico para cables de potencia JV.

Se completó el desarrollo y prueba de motores con una potencia de hasta 100 kW. Se están desarrollando motores de hasta 500 kW.

La novedad de las soluciones propuestas está protegida por siete patentes de invención.

La investigación se lleva a cabo en el marco de proyectos conjuntos germano-rusos que unen a MAI (Moscú), VNIINM im. A. A. Bochvara (Moscú), VEI (Moscú), ISSP RAS (asentamiento Chernogolovka, región de Moscú), IPHT (Jena, Alemania), Oswald Elektromeotoren GmbH (Miltenberg, Alemania), IEMA (Stuttgart, Alemania), IFW (Dresde, Alemania) , así como en el marco del proyecto Science for Peace entre MAI y la Universidad de Oxford (Gran Bretaña).

Principales caracteristicas tecnicas

• Motores tipo histéresis

• Motores reactivos

Como ya se mencionó, se requiere un motor térmico y un refrigerador para el funcionamiento de un motor térmico, que, por definición, debe tener una temperatura más alta. La temperatura del frigorífico es casi siempre la misma que la temperatura del aire, mientras que la temperatura de la fuente de calor de la cámara de combustión, reactor o colector solar puede variar. Sin embargo, en una fuente de calor se puede utilizar un cuerpo con temperatura ambiente iJ, en este caso el frigorífico debe tener una temperatura más baja, que se puede obtener utilizando líquidos criogénicos, cuyos motores se denominan criogénicos. Se conocen desarrollos de motores mentales que operan de acuerdo con el ciclo de Rankine abierto utilizando nitrógeno líquido. En la Fig. 3.16 muestra un diagrama de tal bigote - * y.

El nitrógeno ligero se encuentra en un depósito criogénico especial bajo presión: desde este depósito, el líquido se dirige al intercambiador de calor, a través del cual se suministra una cierta cantidad de calor al fluido de trabajo, suficiente; sobre la evaporación. En este caso, obtendremos nitrógeno ya gaseoso con una presión pt __ y la temperatura Tv

en la posición inicial, la válvula de salida del cilindro de trabajo está cerrada y la entrada es I ікріт. El cilindro recibe | і kmol de nitrógeno evaporado. Interino. La baja presión de gas hace que baje. Este proceso se lleva a cabo retirando el calor a presión constante (p2 = p,) y temperatura (T2 = Ty) poro constante, hasta que el gas llena el volumen del cilindro v2.

Tenemos:

En la siguiente posición operativa, la válvula de entrada se cierra. La alta presión del gas dentro del cilindro conducirá al movimiento continuo del pistón y aumentará el volumen hasta que la presión del gas sea igual a p3 y el volumen ocupado por él - v3. Este proceso puede ocurrir tanto isotérmico (T3 = Tu) con la continuación del suministro de calor, como adiabáticamente (T3< Тх) в завн! симости от типа используемого устройства. Рассмотрим более предпочтительны изотермический процесс:

Consideremos ahora el caso de la expansión adiabática, que es mucho más fácil de realizar en la vida real. Si no hay intercambio de calor durante la expansión, la temperatura del gas cambiará de acuerdo con la siguiente ley:

Aquí para nitrógeno y = 1.4. Trabajos de ampliación

s, = R / (y - 1) = 20,8 kJDcmol K).

I / atm = Ra ™ "" 3 = ^ LT3 "

En este caso, el trabajo útil será igual a

Y s = pRT1-pRT3 + W23 = iiRT (Tl-T3) + iicv (T1-T3) = ii (Tl-T3) R -? - i. (38)

Así, en el ejemplo comentado anteriormente, el trabajo final obtenido durante la expansión será igual a 4.2 MJ / kmol, o 150 kJ / kg. Compare esta cifra con 5.7 MJ / kmol, o 204 kJ / kg, para el caso de expansión isotérmica y con el calor específico de combustión de la gasolina 47 000 kJ / kg.

Está claro que la energía específica del fluido de trabajo criogénico puede incrementarse -> aumentando la presión de trabajo. Sin embargo, este crecimiento está sujeto al logarítmico | la Ley. Por lo tanto, con un aumento de la presión 10 veces (hasta 10 MPa), la energía específica aumentará a 11,4 MJ / kmol, o solo 2 veces. Tenga en cuenta que una presión de 10 MPa corresponde a 100 atm. Construyendo un motor para esto presión operacional- un problema técnico difícil: el motor será pesado y muy caro.

Los motores de combustión interna de gasolina tienen una eficiencia media inferior al 20%. Es decir, el trabajo útil por 1 kg de fluido de trabajo en un motor de gasolina es de 8000 kJ / kg o más, o casi 40 veces más que en un motor criogénico.

En los primeros motores criogénicos experimentales creados, los valores alcanzados del trabajo específico fueron inferiores a 50 kJ / kg. En un automóvil de demostración con este motor, se consumió 1 gallo de nitrógeno por cada 0.3 millas. Es decir, todavía no ha sido posible crear un motor criogénico suficientemente práctico. Es posible que después de las modificaciones apropiadas, la eficiencia sea la siguiente: * "Los motores se pueden mejorar significativamente1).

Los motores criogénicos para vehículos aún no han proporcionado un alto kilometraje. El costo actual del nitrógeno líquido es de $ 0.5 / kg, o $ 1.52 / galón. Teniendo en cuenta los valores alcanzados del kilometraje específico, esto significa que con el mismo kilometraje, el costo del d usado - este combustible será diez veces mayor que el de los motores de gasolina.

Al mismo tiempo, un mayor consumo específico de "combustible" requiere una mayor reserva del mismo. vehículo... Y esto, a su vez, conduce a una disminución de la carga útil que puede transportar el vehículo.

Aprox. ed. El primero y uno de los pocos desarrolladores de un motor criogénico es. Universidad de Washington (EE. UU.), Que creó su prototipo LN2000 basado en el vehículo postal Grumman-Olson. Se instaló en el automóvil un experimentado motor de 5 cilindros con una capacidad de 15 litros. con., trabajando con nitrógeno líquido en un ciclo Rankine abierto. El motor criogénico proporcionó una velocidad máxima del vehículo de 35,4 km / h, y un recipiente Dewar de 80 litros, que se utilizó para almacenar nitrógeno líquido a una presión de 24 bar, proporcionando un rango de crucero de aproximadamente 2 millas (3,2 km). El automóvil criogénico fue creado a mediados de los 90 en el transcurso de la búsqueda de centrales eléctricas para un automóvil de la categoría ecológica ZEV (con desplazamiento cero), alternativa a la propulsión eléctrica. También hay entusiastas en Rusia que intentan crear un motor criogénico eficiente. Sin embargo, importantes éxitos, que hablan de la eficacia y relevancia de esta dirección para transporte por carretera, ni en Rusia ni en el extranjero, aún no se ha logrado.

La única ventaja indudable de los motores criogénicos es su respeto al medio ambiente. Sin embargo, la inocuidad ecológica de tales sistemas no es cero, ya que la producción de nitrógeno líquido requiere gastos de rgi, acompañados de emisiones nocivas. La cuestión es si los beneficios medioambientales compensan las graves desventajas de los quemadores criogénicos descritos anteriormente.

Demuestre que la eficiencia teórica de un motor Stirling sin regeneración

donde ПCamot es la eficiencia del ciclo de Carnot correspondiente al rango de temperatura dado; v es el número de grados de libertad del fluido de trabajo (gas); g - relación de compresión.

¿Qué gas es mejor usar como fluido de trabajo? ¿Explicar por qué?

En los ejemplos, hemos supuesto una relación de compresión de 10. ¿Cuál sería la eficiencia del motor con una relación de compresión de 20? ¿Qué desventajas tendrá gsto a una relación de compresión más alta? ¿Tiene sentido aumentar la relación de compresión?

Dibuje los procesos típicos del motor Stirling en diagramas y T, S para el ejemplo dado en el texto. ¿Cuál es el significado físico de las longitudes bajo las curvas p, V - y 7 ~, V - para vys y m osty?

Considere dos cilindros A y B con pistones adentro. Los volúmenes Ra - e dentro de los cilindros se pueden cambiar de forma independiente. La h máxima de cada uno de estos cilindros es de 10 m3, el volumen mínimo es cero. Cilindro: están interconectados hidráulicamente para que el gas en cualquier punto del volumen de los cilindros tenga la misma presión. En el momento inicial de tiempo, el volumen del cilindro A es igual a 10 m3 y el volumen del cilindro B es cero. En otras palabras, el pistón A subirá y el pistón B bajará. El exponente adiabático de su cuerpo es y = 1.4.

Solo hay gas (kmol) en el sistema a una presión de 0,1 MPa y una temperatura de 400 K.

3. Ahora imagine que el pistón A se ha elevado de modo que el volumen en el cilindro se reduce a 1 m3 y el volumen en el cilindro B permanece sin cambios. ¿Cuáles son la temperatura m> del gas y su presión bajo la condición de un proceso adiabático? ¿Cómo se gasta la energía en compresión?

4. Luego, los pistones comenzaron a moverse simultáneamente hasta que el volumen en el cilindro A se volvió igual a cero, y en el cilindro B - 1 m3. ¿Cuáles son la presión y la temperatura del gas en el cilindro B?

5. El siguiente paso es la transferencia de calor al cilindro B de modo que * el volumen haya aumentado a 10 m3. La temperatura del gas no> cambia durante el proceso. ¿Cuánto calor se transfirió al gas durante este proceso? ¿Qué trabajo hizo el pistón B? ¿Cuál es la presión final del gas?

6. Ahora el pistón B comienza a subir, mientras que el pistón A baja. El gas fluye de un cilindro a otro. Este proceso. " teóricamente ocurre sin consumo de energía. Desde el cilindro A, el calor se descarga al ambiente y el gas se enfría a una temperatura de 400ºC. En la posición final, cuando el cilindro A tiene un volumen máximo, ci se considera completamente completo. ¿Cuánta energía se liberó al medio ambiente durante este proceso?

7. ¿Cuál es la eficiencia de una máquina determinada, es decir, cuál es la relación entre la cantidad de trabajo realizado y el calor recibido del calentador?

8. ¿Cómo se compara esta eficiencia con la eficiencia del ciclo de Carnot?

9. Dibuje los procesos considerados en los diagramas p, Y - y 7, ^.

10. Obtenga la fórmula para la relación de eficiencia versus compresión. Dibuje una curva de eficiencia versus g en el rango 1< г < 100.

11. Si el valor de eficiencia obtenido resulta claramente sobreestimado (n realista), por ejemplo, igual a 10,000, ¿cuál sería la eficiencia real? ¿Puede exceder la eficiencia del ciclo de Carnot? Explique sus hallazgos.

3.4. Imagínese una determinada máquina equipada con un motor de chispa: combustión interna (ciclo Otto). Este motor utiliza gasolina (para pr< стоты допустим, что бензин состоит из чистого пентана), и поэтому его степе сжатия ограничена и равна девяти. Номинальный удельный расход топлива а томобиля 40 миль/галлон.

Dado que los motores de gasolina pueden usar nol como combustible, el propietario del automóvil decidió convertirlo a este tipo de combustible. En este paso, la "compresión" aumentó a 12. Supongamos que, en cualquier caso, el vehículo efectivo real es aproximadamente igual a la mitad de la eficiencia teórica ¿Cuál es el consumo específico de combustible de un automóvil que funciona con etanol?

El valor calorífico y la densidad más bajos de las sustancias consideradas: pentano - 28,16 MJ / l, 0,626 kg / l; etanol - 21,15 MJ / l, 0,789 kg / l.

Resuelva este problema dos veces, una para y = 1,67 y la otra para y = 1,4.

3.5. Considere un cilindro con un pistón sin fricción. En la etapa inicial del experimento, contiene 1 litro de gas (y = 1.4, c = 20 kJ / (K kmol)) a una temperatura de 400 K y presiones de 105 Pa.

¿Cuánto gas, en kilómetros, hay en el cilindro?

2 ¿Cuál es el producto pV en este caso?

GKst ahora el pistón se mueve con una disminución del volumen de gas a 0,1 l. La compresión es adiabática.

¿Cuál es la presión del gas después de la compresión? і ¿A qué es igual la temperatura del gas?

J ¿Qué trabajo realizó el compresor?

1 medida suministra isotérmicamente 500 J de calor al gas.

¿Cuál es el volumen de gas después de eso?

¿Cuál fue el igual de las náuseas?

Dado que cuando se suministra calor, el gas se expande (el pistón se mueve), ¿qué trabajo hace?

Ahora el gas se expande adiabáticamente hasta que su volumen es igual a 1 litro.

¿Cuál es la presión del gas después de la expansión adiabática? ¿Cuál es la temperatura del gas?

¿Qué trabajo se hace en la expansión adiabática?

Deje que el calor se elimine del gas de forma isotérmica hasta que su presión sea igual a 105 Pa. En este caso, el sistema vuelve al estado 1.

2. ¿Cuál es el trabajo total del pistón transferido a la carga externa? ¿Cuál es la cantidad total de calor que recibe el sistema (aquí no se tiene en cuenta el calor rechazado)?

¿Cuál es la eficiencia del dispositivo?

5 ¿Cuál es la eficiencia correspondiente del ciclo de Carnot?

No. Dibuje los procesos y el ciclo completo en la p. Diagrama K.

Supongamos que la gasolina tiene un octanaje de 86. El octanaje del etanol es 160. Supongamos que y = 1,4.

1. ¿Cómo ha cambiado el poder calorífico de 1 litro de la mezcla en comparación con el poder calorífico de la gasolina pura?

2. ¿Cuál es el octanaje de toda la mezcla?

Supongamos que la relación de compresión máxima permitida del combustible es r = 0.093 Og, donde Og es el número de octano.

3. ¿Cuál es la relación de compresión máxima de un motor de gasolina? ¿Motor de combustible mixto?

4. ¿Cuál es la eficiencia relativa del motor?

5. ¿Cuál es el consumo específico de combustible por unidad de distancia recorrida cuando se usa gasolina pura y cuando se usa una mezcla de combustible?

3.7. El motor de pistón de circuito abierto funciona con aire atmosférico. que ingresa en él en una cantidad de 23 * 10 () kmol a una temperatura de 300 K y una presión de 105 Pa. La relación de compresión del motor es de 5,74.

La contracción y expansión son adiabáticas. El calor se suministra isobárico, mientras que el calor se elimina isotérmicamente. Se suministran 500 Jb de calor al gas por ciclo. El aire tiene c. = 20 790 J / (K - kmol) ey = 1,4.

¿Cuál es la eficiencia teórica del motor? Compare esto con la eficiencia del ciclo de Karnot.

Sigue estos pasos:

calcular el volumen inicial del cilindro;

determinar para el proceso de compresión adiabática los valores finales de V, p, T y el trabajo requerido:

determinar los parámetros termodinámicos del sistema después del suministro de calor; Calcule el trabajo perfecto en proceso de expansión.

3.8. Algunos motores Stirling se dan cuenta de sólo la mitad cuando están en funcionamiento; su efectividad teórica. El motor opera en el rango de temperatura de 1000 a 400 K. ¿Cuál será la eficiencia del dispositivo en los siguientes casos?

1. Si utiliza un regenerador de calor ideal, el argón como medio de trabajo y la relación de compresión es de 10: 1.

2. En las mismas condiciones que en la reivindicación 1, la relación de compresión es 20: 1.

3. En las mismas condiciones que en el punto 1, pero sin utilizar regenerador.

4. En las mismas condiciones que en el punto 2, pero sin utilizar regenerador.

3 9. Cuando se utilizan mezclas ricas, la eficiencia del motor Otto disminuye, mientras que cuando se trabaja con una mezcla pobre, puede haber problemas de encendido. La solución a este problema puede ser el uso de motores con combustión estratificada.

Considere un motor con una relación de compresión de 9: 1. Una mezcla rica tiene y = 1.2, una mezcla magra y = 1.6. En igualdad de condiciones, ¿cuál es la relación entre ■ »la eficiencia de usar la mezcla magra y la eficiencia de usar - V. 4º de la mezcla rica?

3.8. Considere un motor Otto de encendido por chispa que tiene las siguientes características:

volumen máximo del cilindro VQ = 1 l (KN m3); relación de compresión r = 9: 1; presión al final de la entrada p0 = 5 104 Pa; temperatura de la mezcla al final de la entrada 70 = 400 K; el valor medio del índice adiabático de la mezcla es 1,4;

calor específico de la mezcla (a volumen constante) c = 20 kJDC - kmol).

¿Qué potencia se transfiere a la carga si el eje del motor gira a> * 00 rpm?

Masas de Chtomnye: N - 1 daltons: C - 12 daltons; N - 14 Daltons: 0-16 Dal - tono. Puede despreciarse la presencia de argón en la mezcla.

3.12. El calor de combustión más alto de i-heptano (a 1 atm y 20 ° C) es 48,11 MJ / kg. ¿Cuál es el poder calorífico neto?

3.13. 1 mol de un poco de gas (y = 1.6, cv = 13.86 J / (K kmol) a 300 K requiere 1 litro. Para cada paso que se describe a continuación, determine los valores de p, Vu T.

Paso 1 -> 2.

Compresión adiabática de gas hasta un volumen de 0,1 l. ¿Cuánta energía tV12 se gastó en compresión?

Paso 2 -> 3.

Transferencia isotérmica de 10 kJ de calor al fluido de trabajo. ¿A qué es igual el trabajo externo?

Paso 3 -> 4.

Expansión de gas adiabático 10: 1.

Paso 4 -> 1.

Eliminación de calor isotérmico con retorno de gas al estado 1. ¿A qué equivale la energía eliminada?

¿Cuál es la eficiencia general del ciclo?

¿Cuál es la eficiencia del ciclo de Carnot correspondiente?

¿Cuánta potencia tendrá el motor si su eje gira a 5000 rpm (5000 ciclos por minuto)?

3.14. En el motor Stirling discutido anteriormente, se produce la compresión isotérmica, seguida de la entrada de calor isocórica, la compresión isotérmica y la eliminación de calor isocórica.

La compresión isotérmica es difícil de lograr, especialmente en motores de alta velocidad. Por lo tanto, asumimos que el motor está realizando una compresión adiabática durante la operación. Tenga en cuenta que las otras fases del motor en cuestión corresponden a las fases del motor descrito anteriormente. Entonces, con suministro de calor isotérmico, se suministran al fluido de trabajo 293 J. Es decir, el cilindro "caliente" después del proceso de compresión adiabática tendrá una temperatura de 652 K hasta el final del proceso de suministro de calor.

Determine la eficiencia teórica del motor (sin recuperación de calor) y compárela con la eficiencia del ciclo de Carnot correspondiente.

Determine la potencia producida por un cilindro de un motor dado, asumiendo que la eficiencia de un motor real será aproximadamente 2 veces menor que la de un motor ideal. La velocidad del eje del motor es de 1800 rpm. Cada revolución de la rotación del eje corresponde a un ciclo completo del motor. Para los cálculos, tome y = 1.4.

3.15. Suponga que el motor está funcionando en un rango de temperatura entre 1000 y 500 K con la eficiencia de un motor Carnot. La fuente de calor tiene una potencia de 100 kW y una temperatura de 1500 K. Este calor se transfiere al fluido de trabajo del motor descrito anteriormente. Supongamos que la transferencia de flujo de calor se realiza con un gradiente de temperatura que reduce la temperatura de 1500 a 1000 K. Se supone que la eficiencia de la transferencia de calor es del 100%, es decir, se suministran al motor 100 kW de potencia sin pérdidas. .

¿Cuál es la eficiencia del motor descrito anteriormente, operando en el ciclo Iirno? ¿Cuál es la potencia neta de este sistema (motor)?

3.16. La caldera de vapor suministra vapor a la turbina de vapor. Hay canales en las paredes de la caldera a través de los cuales fluye el vapor. Por un lado, estas paredes están en la zona de la llama del horno. La temperatura del vapor calentado es de 500 K, la temperatura de la pared en contacto con la llama es de 1000 K. Un flujo de calor de 1 kW pasa a través de cada centímetro cuadrado de la superficie de calentamiento. La conductividad térmica de las paredes metálicas del canal X depende de la temperatura de la siguiente manera: X = 355 - 0.111Т (en SI). La temperatura se da en Kelvin.

Calcule el espesor de la pared.

2 Determine la temperatura en el punto medio entre las paredes interior y exterior del conducto.

I ". El motor de encendido por chispa Otto de 4 tiempos tiene un volumen total de 2 litros y funciona con metano (poder calorífico bruto 55,6 MJ / kg). El calor de compresión en el motor es 10: 1 de combustible de tal manera que el Se mantiene la relación estequiométrica especificada. El exponente adiabático de la mezcla es 1,4.< температуре 350 К, так как гидравлические потери на входе можно считать небрежимо малыми.

¿Es la potencia transmitida por el motor a la carga si la frecuencia de rotación de su eje es de 5000 rpm? Teniendo en cuenta las peculiaridades del motor, el cálculo debe realizarse en función del menor calor de combustión del combustible.

18. Considere un motor de encendido por chispa con una relación de compresión de 9: 1. El gas dentro del cilindro tiene y = 1,5.

el estado inicial del fluido de trabajo tiene los siguientes parámetros: = I l;

Yo atm; Tx = 300 K.

Al final del proceso de compresión, se inyectan 10 mg de gasolina, luego la mezcla de ignición es g "I. La combustión del combustible ocurre instantáneamente. Supongamos que el calor específico de la gasolina es de 45 MJ / kg.

Determine la eficiencia ideal del motor.

Calcule la eficiencia del ciclo de Carnot correspondiente.

3. Demuestre que reducir la cantidad de combustible inyectado en un pico acercará la eficiencia del ciclo Otto a la eficiencia del CEC de Carnot.

3.19. En un motor diesel, el combustible se inyecta en aire comprimido caliente en el cilindro, después de lo cual la mezcla se enciende espontáneamente. Suponga que el combustible se suministra con relativa lentitud, de modo que la combustión de la mezcla tiene lugar a una presión sustancialmente constante. La relación de compresión g utilizada en la mayoría de los motores diesel está entre 16: 1 y 22: 1. En los motores diésel, la ignición espontánea se produce de forma fiable a una temperatura del aire de al menos 800 K.

El aire tiene una relación entre el calor específico a presión constante y el calor específico a volumen constante, igual a 1,4 (y = 1,4). Comience la temperatura del aire en la entrada de un motor diesel frío 300 K.

¿Cuál debería ser la relación de compresión mínima requerida para arrancar el motor?

3.20. Considere una máquina que utiliza aire> i (y = 1.4) como medio de trabajo y realiza una serie secuencial de procesos termodinámicos Al final de cada proceso, determine las características del estado del gas (presión, volumen y temperatura), así como la característica energética de cada proceso.

En el estado inicial (estado 1), el gas tiene las siguientes características рх = 105 Pa; Vx = 10-3 m3; Tx = 300 K.

1. 1er proceso (paso I -> 2): compresión adiabática, reducción de volumen a 10-4 m3.

2. 2º proceso (paso 2 -> 3): suministro isobárico de 200 J de calor.

3.3er proceso (paso 3 -> 4): expansión adiabática hasta V4 = 10_3m3.

Calcule toda la energía térmica y mecánica que se suministra al motor y toda la energía mecánica que se extrae del mismo. Con base en esto, determine la eficiencia de la máquina. (Sugerencia: asegúrese de considerar todos los procesos en los que se extrae energía).

3.21 En el ciclo de un motor diesel se pueden distinguir las siguientes fases:

fase 1 2. Compresión adiabática de aire limpio desde el volumen Vx al volumen ":

fase 2 -> 3. Combustión de combustible a presión constante con expansión del volumen V2 al volumen K3;

fase 3 ^ 4. Expansión adiabática del volumen V3 al volumen V4; fase 4 - »1. Eliminación de calor isocórica, en la que el gas se encuentra en las condiciones iniciales.

t ciclo es similar al ciclo de Otto con la única diferencia de que la combustión en el níquel Otto procede isocórica, mientras que en un motor diesel es isobárico, observamos un ciclo en el que Fj = K) 3 m3, V2 = 50 W-6 m3 , V3 = 100 10-6 m3, = 105 Pa, 7] - 300 K y para todos los procesos consideraremos y = 1.4.

Calcule la eficiencia teórica del ciclo.

Calcule la eficiencia utilizando la ecuación de eficiencia del ciclo diesel obtenida en el Cap. 4.

Calcule la eficiencia evaluando toda la energía mecánica (compresión y expansión) y todos los procesos térmicos (entrada y eliminación de calor). Tenga mucho cuidado al analizar lo que sucede durante la fase de combustión (2-> 3), cuando se libera energía de combustión y al mismo tiempo se realiza algún trabajo mecánico.

descuentos en PP. 2 y 3 deben ser iguales.

Todos sabemos que una de las bases de la vida material de la humanidad moderna son los conocidos minerales petróleo y gas. Benditos hidrocarburos están presentes de una forma u otra en todos los ámbitos de nuestra vida, y lo primero que le viene a la mente a cualquier persona es el combustible. Se trata de gasolina, queroseno y gas natural que se utilizan en varios sistemas de energía (incluidos los motores de los vehículos).

¿Cuántos automóviles en las carreteras del mundo y aviones se queman en el aire en sus motores ... Su número es enorme e igual de grande es la cantidad de combustible que sale, por así decirlo, a la tubería (y al mismo tiempo se esfuerza por contribuir con su parte considerable al envenenamiento de la atmósfera :-)). Sin embargo, este proceso no es interminable. Las reservas de petróleo, de las que se produce la mayor parte del combustible mundial (a pesar de que está perdiendo terreno gradualmente frente al gas natural), están disminuyendo rápidamente. Cada vez es más caro y su déficit se hace sentir cada vez más.

Esta situación ha obligado a investigadores y científicos de todo el mundo a buscar fuentes alternativas de combustible, incluida la aviación. Una de las direcciones de tal actividad fue el desarrollo de aviones que utilizan combustible criogénico.

Medios criogénicos " nacido del frio”, Y el combustible en este caso es gas licuado, que se almacena a muy bajas temperaturas. El primer gas que llamó la atención de los desarrolladores en este sentido fue el hidrógeno. Este gas tiene tres veces el poder calorífico del queroseno y, además, cuando se utiliza en un motor, se libera a la atmósfera agua y una cantidad muy pequeña de óxidos de nitrógeno. Es decir, es inofensivo para la atmósfera.

Avión TU-154B-2.

A mediados de los años 80 del siglo pasado, la oficina de diseño de A.N. Tupolev comenzó a crear un avión que utiliza hidrógeno líquido como combustible. Fue desarrollado sobre la base del TU-154B de serie utilizando el motor turborreactor de derivación NK-88. Este motor fue creado en el edificio del motor. oficina de diseño im. Kuznetsova(Samara), nuevamente basado en un motor en serie para el Tu-154 NK-8-2, y estaba destinado a funcionar con hidrógeno o gas natural. Hay que decir que en esta mesa se trabaja desde 1968 en nuevos temas.

El mismo Tu-155 está almacenado ... Desafortunadamente, almacenamiento repugnante :-(.

Nuevo avión en marcha combustible criogénico recibió el nombre TU-155. Sin embargo, las cosas no son tan sencillas. El caso es que el hidrógeno es un combustible peligroso. Es extremadamente inflamable y explosivo. Posee una capacidad de penetración excepcional, y solo se puede almacenar y transportar en estado licuado a temperaturas muy bajas, cercanas al cero absoluto (-273 grados Celsius). Estas características del hidrógeno son un gran problema.

Por tanto, el TU-155 fue un laboratorio de vuelo para investigar y resolver problemas existentes, y la aeronave base sufrió una alteración radical durante su creación. En lugar del motor derecho NK-8-2, se instaló un nuevo NK-88 criogénico (los otros dos siguieron siendo parientes :-)). En la parte trasera del fuselaje, en el lugar del habitáculo, se colocó un tanque especial para combustible criogénico, hidrógeno líquido, con un volumen de 20 metros cúbicos. con mejorado pantalla-aspiradora aislamiento, donde el hidrógeno podría almacenarse a temperaturas inferiores a menos 253 grados Celsius. Se suministró a los motores con un especial unidad de bomba turbo como en un cohete.

Motor NK-88. Un enorme conjunto de bomba turbo es visible en la parte superior del motor.

Debido al alto riesgo de explosión, se tuvo que retirar casi todo el equipo eléctrico del compartimiento con el tanque de combustible para excluir la más mínima posibilidad de chispas, y todo el compartimiento se purgó constantemente con nitrógeno o aire. Para controlar las unidades planta de energía Se creó un sistema especial de control de helio. Además, los vapores de hidrógeno del tanque debían desviarse de los motores para evitar la ignición. Para ello, se realizó un sistema de drenaje. En el avión, sus ramas en el fuselaje de popa son claramente visibles (especialmente en la quilla).

Diagrama de distribución del TU-155. Azul - tanque de combustible. El compartimento delantero contiene equipo de apoyo. Motor criogénico en rojo.

En general, se crearon e implementaron más de 30 nuevos sistemas de aeronaves. En general, el trabajo se hizo tremendo :-). Pero también existía la necesidad de equipos terrestres, no menos complejos, que proporcionaran repostaje y almacenamiento. Es cierto que el desarrollo del sistema Buran estaba en pleno apogeo, en el cohete portador del cual el hidrógeno líquido era uno de los propulsores. Por tanto, se creía que todo se abastecería de forma industrial y no habría escasez de combustible. Pero creo que todo el mundo entiende que el combustible criogénico en un sistema de este tipo se convierte simplemente en "oro" en términos de costo. Y esto significa que el uso comercial de hidrógeno líquido es prácticamente imposible en un futuro próximo. Por lo tanto, incluso entonces se estaban realizando preparativos para la transición a otra especie. combustible criogénico – gas natural licuado(GNL).

Sin embargo, el primer vuelo del TU-155 en hidrógeno líquido tuvo lugar el 15 de abril de 1988. Además de eso, hubo 4 vuelos de este tipo. Posteriormente, el TU-155 fue modificado para vuelos que utilizan gas natural licuado (GNL).

En comparación con el hidrógeno, este tipo de combustible es mucho más económico y accesible; además, también es varias veces más barato que el queroseno. Su poder calorífico es un 15% superior al del queroseno. Además, también contamina poco la atmósfera y se puede almacenar a una temperatura de menos 160 grados, que es hasta 100 grados más alta que la del hidrógeno. Además, en el contexto del hidrógeno, el GNL es aún menos peligroso para el fuego (aunque, por supuesto, ese peligro todavía existe) y hay suficiente experiencia en su mantenimiento en un estado seguro. La organización del suministro de gas (GNL) de los aeródromos, en general, tampoco es extremadamente difícil. Los gasoductos están conectados a casi todos los aeropuertos principales. En general, hay suficientes ventajas :-).

Los primeros vuelos del TU-155 que ya utilizan combustible criogénico El gas natural licuado tuvo lugar en enero de 1989. (El video a continuación habla de esto). También hubo alrededor de 90 vuelos de este tipo. Todos demostraron que el consumo de combustible se reduce en casi un 15% en comparación con el queroseno, es decir, la aeronave se vuelve más económica y rentable.

Ahora un poco sobre las perspectivas ... A finales de los años 90, el principal administrador de las reservas de gas rusas, Gazprom, ideó una iniciativa para construir al principio un avión de carga y pasajeros, y luego solo un avión de pasajeros, que podría funcionar completamente con GNL. El avión recibió el nombre TU-156 y fue creado sobre la base del TU-155 existente. Se instalarían tres nuevos motores NK-89. Estos son similares a NK-88, pero con dos sistemas de combustible independientes: uno para y otro para combustible criogénico(GNL). Esto era conveniente en el sentido de que estaba lejos de ser siempre posible repostar con gasolina, y el avión podía cambiar de un sistema de energía a otro según fuera necesario. Según la tecnología desarrollada, esto tomó solo cinco minutos. NK-89 también tenía un intercambiador de calor en el espacio de la turbina, donde el gas licuado pasaba a un estado gaseoso y luego ingresaba a la cámara de combustión.

Se llevó a cabo una gran cantidad de trabajo de investigación y diseño sobre la reorganización de los compartimentos y la ubicación de los tanques de combustible. Para el año 2000, se iban a producir tres TU-156 en la Planta de Aviación de Samara, y se iba a iniciar su certificación y operación de prueba. Pero ... Desafortunadamente, esto no se hizo. Y los obstáculos para la implementación de los planes concebidos fueron exclusivamente económicos.

Posteriormente, se desarrollaron varios proyectos más de aviones que utilizan combustible criogénico (GNL), como, por ejemplo, el TU-136 con motores turbohélice que funcionan tanto con queroseno como con gas licuado y el TU-206 de fuselaje ancho con motores turborreactores que funcionan con GNL. ... Sin embargo, por el momento, todos estos proyectos siguen siendo proyectos y se han mantenido.

Modelo de avión Tu-136.

Modelo de avión TU-206 (TU-204K).

El tiempo mostrará cómo se desarrollarán las cosas en esta área de la ciencia y tecnología de la aviación. Mientras que la creación de aviones utilizando combustible criogénico obstaculizado por diversas circunstancias, tanto objetivas como subjetivas. Queda mucho por hacer en el desarrollo de sistemas aeronáuticos especiales, el desarrollo de la infraestructura terrestre, el transporte de combustible y los sistemas de almacenamiento. Pero este tema es extremadamente prometedor (y, en mi opinión, muy interesante :-)). El hidrógeno, con su enorme intensidad energética y sus reservas prácticamente inagotables, es el combustible del futuro. Podemos hablar de esto con total confianza. La etapa de transición a esto es el uso de gas natural.

Y este paso decisivo hacia el futuro se ha dado precisamente en Rusia. Me enorgullece decir esto de nuevo :-). En ningún lugar del mundo estaban allí y hasta el día de hoy no hay aviones similares a nuestro TU-155. Me gustaría citar las palabras del famoso ingeniero de aviación estadounidense Karl Brever: “ ¡Los rusos han hecho un trabajo en aviación acorde con el vuelo del primer satélite de la Tierra!»

¡Ésta es la verdad verdadera! Solo quiero que estas cosas vayan en una secuencia (y los rusos pueden hacerlo :-)), y para que esta secuencia sea continua, y no se mueva en tirones, como suele pasar con nosotros ...

Dearman en asociación con científicos, líderes empresas industriales y especialistas en equipos criogénicos se especializa en el desarrollo de tecnologías que utilizan gases licuados. El principal logro de esta investigación es el motor Dearman, un motor alternativo de última generación que funciona expandiendo nitrógeno líquido o aire líquido para producir energía fría y mecánica respetuosa con el medio ambiente.

Cuando el nitrógeno pasa de un estado líquido a un estado gaseoso de agregación, este gas se expande 710 veces. Este aumento de volumen se utiliza para impulsar los pistones del motor. Los motores Dearman funcionan como máquinas de vapor alta presión, pero a bajo punto de ebullición del nitrógeno líquido. Esto significa que tanto el calor residual como la temperatura ambiente se pueden utilizar como fuente de energía térmica, eliminando la necesidad de combustibles tradicionales.

Una característica única de los motores Dearman es el uso de una mezcla de agua y glicol como refrigerante. Cuando este refrigerante se mezcla con nitrógeno extremadamente frío, este líquido se expande casi isotérmicamente, lo que mejora enormemente la eficiencia del motor.

Es importante tener en cuenta que el motor Dearman solo emite aire o nitrógeno, sin emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de carbono (CO2) o partículas.

La tecnología Dearman tiene muchas ventajas sobre otras tecnologías bajas en carbono:

• Bajo costo de capital y carbono asociado: los motores Dearman se fabrican a partir de materiales comunes utilizando tecnologías comunes en la industria de fabricación de motores.
• Llenado rápido: el gas líquido se puede transferir entre tanques a altas velocidades... La industria moderna del gas utiliza sistemas capaces de destilar más de 100 litros de gas licuado por minuto.
• Grandes cantidades de infraestructura existente: la industria del gas es de naturaleza global. Actualmente, existe una instalación de producción de nitrógeno líquido bien desarrollada capaz de operar miles de motores Dearman.
• La eficiencia del proceso de producción de "combustible" es la licuefacción del aire, un proceso establecido desde hace mucho tiempo que solo requiere aire y electricidad.

• La instalación de licuefacción de aire se puede utilizar de manera muy flexible, por ejemplo, durante las horas de inactividad o durante los tiempos de carga parcial. Se pueden utilizar fuentes de energía renovables para reducir aún más los costos.

Cómo funciona

El motor Dearman funciona de la siguiente manera:
1. el refrigerante se bombea a los cilindros del motor, llenando casi todo su volumen;

2. luego se introduce nitrógeno criogénico en el cilindro, que entra en contacto con el líquido intercambiador de calor y comienza a expandirse;

3. el calor del refrigerante es absorbido por el gas en expansión, lo que resulta en una expansión casi isotérmica;

4. el pistón se mueve hacia abajo, la válvula de escape se abre y la mezcla gas-líquido sale del motor;

5. El refrigerante se recupera, se calienta y se reutiliza, mientras se libera nitrógeno o aire a la atmósfera.

En el territorio del Instituto de Investigación de Vuelo Gromov en Zhukovsky, cerca de Moscú, hay un avión con una inscripción a bordo del Tu-155. Esta máquina única es un laboratorio de vuelo para probar sistemas y motores de combustible criogénico. El trabajo en esta dirección se llevó a cabo a finales de los años 80. El Tu-155 se convirtió en el primer avión del mundo en utilizar hidrógeno líquido y gas natural licuado como combustible. Han pasado 27 años desde el primer vuelo de esta máquina inusual. Y ahora ella está tranquilamente parada entre los aviones desmantelados. Varias veces quisieron cortarlo en metal. Entonces, ¿qué hace que este avión sea único?
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Antes de hablar de esta aeronave, conviene explicar qué es el combustible criogénico y en qué se diferencia del combustible de hidrocarburos. La criogenia es un cambio en las propiedades de varias sustancias a temperaturas extremadamente bajas. Es decir, combustible criogénico significa "nacido del frío". Es hidrógeno líquido, que se almacena y transporta en estado líquido a muy bajas temperaturas. Y del gas natural licuado, que también tiene temperaturas muy bajas.

En comparación con el queroseno, el hidrógeno líquido tiene varias ventajas. Tiene tres veces el poder calorífico. Es decir, al quemar masas iguales, el hidrógeno libera más calor, lo que afecta directamente las características económicas de la central eléctrica. Además, cuando se usa, se liberan a la atmósfera agua y cantidades muy pequeñas de óxidos de nitrógeno. Esto hace que la planta de energía sea respetuosa con el medio ambiente. Sin embargo, el hidrógeno es un combustible muy peligroso. Cuando se mezcla con oxígeno, es extremadamente inflamable y explosivo. Posee una capacidad de penetración excepcional y solo se puede almacenar y transportar en estado licuado a muy bajas temperaturas (-253 ° C).

Estas características del hidrógeno son un gran problema. Por eso, junto con el hidrógeno líquido, el gas natural también se consideró como combustible de aviación. Comparado con el hidrógeno, es mucho más económico y asequible. Se puede almacenar licuado a -160 ° C, y en comparación con el queroseno, tiene un poder calorífico un 15% más alto. Es varias veces más barato que el queroseno, lo que lo hace también económicamente viable como combustible de aviación. Sin embargo, el gas natural es igual de inflamable, aunque en menor medida que el hidrógeno. Fue con estas dificultades que los ingenieros de la Oficina de Diseño de Tupolev tuvieron que hacer frente al crear un avión experimental Tu-155.
2.

Por primera vez, los diseñadores de aviación se han encontrado con la tecnología criogénica. Por lo tanto, el diseño no solo se llevó a cabo en el silencio de las salas de diseño, sino también en los laboratorios de investigación. Los diseñadores, paso a paso, introdujeron nuevas soluciones de diseño y tecnologías que aseguran la creación de sistemas aeronáuticos fundamentalmente nuevos, una planta de energía criogénica y sistemas que permiten su operación segura.
3.

El laboratorio de vuelo fue creado sobre la base del Tu-154 de serie, modificado para el estándar Tu-154B. Número de placa USSR-85035. Vladimir Aleksandrovich Andreev fue nombrado diseñador jefe del Tu-155. El avión tenía muchas diferencias fundamentales con la versión básica. Un tanque de combustible criogénico con un volumen de 17,5 m 3, junto con un sistema de suministro de combustible y un sistema de mantenimiento de presión, constituían un complejo de combustible experimental ubicado en el compartimiento de popa del fuselaje, separado de otros compartimentos de aeronaves por una zona de amortiguamiento. El tanque, las tuberías y las unidades del complejo de combustible tenían un aislamiento de pantalla-vacío, que proporcionaba el flujo de calor especificado. Las zonas de amortiguación protegían a la tripulación y los compartimentos vitales de la aeronave en caso de una fuga en los sistemas de hidrógeno.
4.

El avión estaba equipado con un motor de derivación de turborreactor experimental NK-88, creado en Samara en la oficina de diseño de construcción de motores bajo el liderazgo del académico Nikolai Dmitrievich Kuznetsov sobre la base del motor en serie para Tu-154 NK-8-2. Se instaló en lugar del motor normal de la derecha y utilizó hidrógeno o gas natural para su funcionamiento. Los otros dos motores eran nativos y funcionaban con queroseno. Ahora se han eliminado. Pero NK-88 permaneció en su lugar.
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Existen varios sistemas para el control y seguimiento del complejo criogénico en la aeronave:

Sistema de helio que controla las unidades de la planta de energía. Dado que el motor funcionaba con hidrógeno, era imposible suministrarle propulsores eléctricos. Es por eso que su sistema de control fue reemplazado por uno de helio.

Sistema de nitrógeno que reemplaza el aire en compartimentos donde es posible que se produzcan fugas de combustible criogénico.

Sistema de control de gas que monitorea el entorno del gas en los compartimentos de la aeronave y advierte a la tripulación en caso de fugas de hidrógeno mucho antes de la concentración explosiva.

Sistema de control de vacío en cavidades termoaislantes.

En el compartimento de carga del fuselaje delantero hay cilindros de nitrógeno redondos. También se instalan en la cabina del avión por encima de las ventanas. En el suelo, en lugar de los asientos de los pasajeros, se instalan cilindros de helio. Plus stands con instrumentación y equipo de grabación.

En general, se crearon e implementaron más de 30 nuevos sistemas de aeronaves. Entre las nuevas tecnologías, un lugar importante lo ocupa el proceso tecnológico, que asegura la limpieza de las cavidades internas de tuberías y unidades. Porque con un aislamiento altamente eficiente y una estanqueidad al vacío, la limpieza es la clave para la seguridad de su futuro vuelo.

La cabina ha sufrido cambios. La división se movió más profundamente en la cabina, y los lugares de trabajo del segundo ingeniero a bordo se instalaron en la cabina, quien era responsable del funcionamiento del motor experimental y el ingeniero de pruebas, que controlaba el funcionamiento de los sistemas experimentales a bordo. Se instaló una trampilla de escape de emergencia en el suelo de la cabina.

Se creó un complejo criogénico de aviación para dar servicio a la aeronave y realizar trabajos de prueba. Consistía en un sistema de llenado de hidrógeno líquido (o gas natural licuado), suministro de energía neumática, suministro de energía, monitoreo de televisión, análisis de gases, riego de agua en caso de incendio y control de calidad del combustible criogénico.

En la etapa de pruebas en tierra, se verificó el funcionamiento de todos los sistemas experimentales, incluido el funcionamiento del motor NK-88 con hidrógeno líquido. Se elaboraron los modos de repostaje, mantenimiento de los sistemas de vacío, modos de funcionamiento del sistema de combustible y del sistema de mantenimiento de la presión en combinación con un motor en marcha. Al mismo tiempo, se practicó la preparación de la aeronave para el vuelo, repostaje de los sistemas a bordo con helio y nitrógeno.

La foto muestra un tubo largo que se extiende desde debajo del fuselaje hasta la boquilla del motor central. Este es un sistema de descarga de emergencia para hidrógeno líquido (gas natural). Hizo posible, si es necesario, drenar el combustible criogénico en el corte de la boquilla de un motor estándar promedio. En el curso de las pruebas en tierra, se resolvieron diversas situaciones asociadas con el peligro de explosión e incendio.

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En el proceso de preparación directa para el vuelo, los reabastecedores suministraron hidrógeno líquido. Fueron conectados a la aeronave a través de tuberías criogénicas estacionarias con accesorios de cierre y conexión, que proporcionaron los espacios de prevención de incendios necesarios entre la aeronave, el petrolero y el lugar donde se descargó el gas hidrógeno drenado a la atmósfera. Después del atraque de los camiones cisterna, se llevó a cabo el control de calidad del hidrógeno líquido mediante un muestreador especial y un cromatógrafo de gases. Además de las operaciones habituales en la preparación de la aeronave para el vuelo, se llevó a cabo la preparación del motor experimental, los sistemas experimentales de la aeronave y el complejo terrestre. Se prestó especial atención a los dispositivos de seguridad contra incendios y explosiones, los sistemas de control de gas, los sistemas de control de nitrógeno, el control de vacío en las cavidades aislantes, los sistemas de extinción de incendios, la ventilación del compartimiento del complejo de combustible y la góndola del motor. Durante las pruebas, se probaron diversos medios de protección contra un aumento de la concentración de hidrógeno en los compartimentos, tanto con el uso de un medio neutro (nitrógeno), como ventilación con aire del sistema de aire acondicionado de a bordo.

Debido al alto riesgo de explosión, casi todo el equipo eléctrico tuvo que ser retirado del compartimiento con el tanque de combustible. Esto eliminó la más mínima posibilidad de chispas y todo el compartimento se purgó constantemente con nitrógeno o aire. Además, los vapores de hidrógeno del tanque debían desviarse de los motores para evitar la ignición. Para ello, se realizó un sistema de drenaje. Uno de sus elementos es el primero en llamar la atención sobre la quilla de la aeronave. Este es el carenado del colector de escape.
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Para el primer vuelo, la aeronave se preparó en la base de desarrollo y pruebas de vuelo Zhukovskaya de Tupolev (ZhLiDB). Tu-155 fue remolcado al lugar donde se pusieron en marcha los motores. "Soy 035, por favor lárgate". "035, autorizado para el despegue". El 15 de abril de 1988, a las 5.10 pm, un avión Tu-155 con un motor de hidrógeno líquido despegó de un aeródromo cerca de Moscú en su primer vuelo. Fue pilotado por una tripulación compuesta por: primer piloto - piloto de pruebas de honor de la URSS Vladimir Andreevich Sevankaev, segundo piloto - piloto de pruebas de honor de la URSS Andrei Ivanovich Talalakin, ingeniero de vuelo - Anatoly Aleksandrovich Kriulin, segundo ingeniero de vuelo - Yuri Mikhailovich Kremlev, ingeniero principal de pruebas - Valery Vladimirovich Arkhipov.

El vuelo se desarrolló con normalidad. Todos los servicios terrestres y el avión de escolta Tu-134 estaban monitoreando su implementación. Los sistemas que han sido probados y probados en tierra se han probado en el aire por primera vez. El vuelo duró solo 21 minutos en pequeños círculos a diferentes altitudes no superiores a los 600 metros. Terminó un poco antes de lo planeado, por lo que el ingeniero de pruebas Valery Arkhipov tenía razones de peso: en el compartimento de nitrógeno, los sensores registraron la presencia de nitrógeno, que debería haber aparecido automáticamente en caso de fugas de hidrógeno. Pero, gracias a Dios, la razón fue diferente. El nitrógeno se suministró a través de una válvula de globo, que se despresurizó cuando la aeronave se inclinaba hacia ambos lados del eje. Esto quedó claro solo en la tierra.

Solo se dio el primer paso para resolver los complejos problemas de la introducción de hidrógeno líquido como combustible de aviación. Durante las pruebas de vuelo, se realizaron vuelos para verificar el funcionamiento de la planta de energía y los sistemas de la aeronave en varios modos de vuelo y durante la evolución de la aeronave. Se puso en marcha el motor experimental, se probó el funcionamiento de los sistemas de seguridad contra incendios y explosiones en los modos de creación de un entorno neutro y ventilación de aire. En junio de 1988, se completó el programa de pruebas de vuelo de hidrógeno líquido. Después de eso, el Tu-155 fue modificado para vuelos con gas natural licuado. El primer vuelo con este combustible tuvo lugar el 18 de enero de 1989. El avión fue probado por la tripulación compuesta por: comandante del barco - piloto de pruebas de honor de la URSS Vladimir Andreevich Sevankaev, segundo piloto - Valery Viktorovich Pavlov, ingeniero de vuelo - Anatoly Aleksandrovich Kriulin, segundo ingeniero de vuelo - Yuri Mikhailovich Kremlev, ingeniero principal de pruebas - Valery Vladimirovich Arkhipov ...

Como dijo el diseñador general Alexey Andreevich Tupolev: “Hoy, por primera vez en el mundo, despegó un avión que usaba gas natural licuado como combustible. Y esperamos que este primer vuelo de esta aeronave nos brinde la oportunidad de recopilar todos los datos científicos y experimentales y construir una aeronave que pueda transportar pasajeros en un futuro próximo ”.

Las pruebas han demostrado que el consumo de combustible se reduce en casi un 15% en comparación con el queroseno. Además, confirmaron la posibilidad de operación segura de la aeronave usando combustible criogénico. En el transcurso de un extenso conjunto de pruebas en el Tu-155, se establecieron 14 récords mundiales, así como se realizaron varios vuelos internacionales desde Moscú a Bratislava (Checoslovaquia), Niza (Francia) y Hannover (Alemania). El tiempo total de funcionamiento de la central eléctrica experimental superó las 145 horas.

A finales de los 90, el principal gestor de reservas de gas de Rusia, Gazprom, ideó una iniciativa para construir, al principio, un avión de carga y pasajeros, y luego solo un avión de pasajeros, que pudiera funcionar completamente con gas natural licuado. . El avión se llamó Tu-156 y fue creado sobre la base del Tu-155 existente. Se instalarían tres nuevos motores NK-89, similares al NK-88, pero con dos sistemas de combustible independientes: uno para queroseno y otro para combustible criogénico. Se llevó a cabo una gran cantidad de trabajo de investigación y diseño sobre la reorganización de los compartimentos y la ubicación de los tanques de combustible.

Para el año 2000, se iban a producir tres Tu-156 en la Planta de Aviación de Samara y se iba a iniciar su certificación y operación de prueba. Desafortunadamente, esto no se hizo. Y los obstáculos para la implementación de los planes concebidos fueron exclusivamente económicos.

Probablemente, podamos decir que el Tu-155 está adelantado a su tiempo. Por primera vez, utilizaron sistemas a los que volverá la humanidad. Y el Tu-155 es digno de estar en un museo, y no entre los aviones olvidados fuera de servicio.

En el Salón Internacional de la Aviación y el Espacio MAKS-2015 Empresa científica y de ingeniería "NIK" y B La Fundación Benéfica Aviation Legends con el apoyo de la Administración de la Ciudad de Zhukovsky y Aviasalon OJSC presentó este avión único al público en general por primera vez.

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