Krüogeenne mootor. Krüogeensed elektrimootorid. Krüogeense külmutusseadme tööpõhimõte

Mootorid on ette nähtud kasutamiseks krüogeense kütusega lennukitel, kiireks maismaatranspordiks, merelaevade elektrilistes tõukejõusüsteemides, kosmose- ja üldistes tööstuslikes krüogeensetes seadmetes krüogeensete pumpade, "külmade" aksiaalkompressorite jms juhtimiseks.

Rootori aktiivmaterjalina kasutatakse ütriumil või vismutil põhinevaid kõrgtemperatuurilisi ülijuhtivaid (HTSC) keraamilisi elemente.

Peamised eelised

HTSC mootorid erinevad tüübid töötades vedela lämmastiku keskkonnas, on eriväljundvõimsus 3-4 korda suurem kui tavalistel elektrimootoritel.

Alates 2005. aastast on MAI arendanud ülidünaamilisi elektrimootoreid vesinikuenergia krüopumpade ajamite jaoks ja krüogeenseid toitesüsteeme toitekaabli JV kaablite jaoks. Eksperimentaalselt on näidatud, et püsimagnetite ja mahuliste HTSC elementidega ülidünaamiliste mootorite väljundvõimsus on 1,3-1,5 korda suurem kui tavalistel samade jahutusrežiimidega sünkroonmootoritel vedelas lämmastikus.

2007. aastal MAI-s koos JSC NPO Energomash nimega ak. VP Glushko ja OJSC AKB Yakor lõid ja katsetasid edukalt JV toitekaablite krüogeensete toitesüsteemide jaoks mõeldud HTSC elektriajamiga krüopumba tööstuslikku prototüüpi.

Lõpetati kuni 100 kW võimsusega mootorite arendus ja katsetamine. Arendamisel on mootorid kuni 500 kW.

Kavandatavate lahenduste uudsus on kaitstud seitsme leiutise patendiga.

Uuringud viiakse läbi Saksa-Vene ühisprojektide raames, mis ühendavad MAI (Moskva), VNIINM im. A. A. Bochvara (Moskva), VEI (Moskva), ISSP RAS (asundus Tšernogolovka, Moskva piirkond), IPHT (Jena, Saksamaa), Oswald Elektromeotoren GmbH (Miltenberg, Saksamaa), IEMA (Stuttgart, Saksamaa), IFW (Dresden, Saksamaa) , samuti MAI ja Oxfordi ülikooli (Suurbritannia) vahelise projekti Science for Peace raames.

Peamised tehnilised omadused

• Hüstereesi tüüpi mootorid

• Reaktiivmootorid

Nagu juba mainitud, on soojusmasina tööks vaja soojusmasinat ja külmkappi, mis definitsiooni järgi peavad olema kõrgema temperatuuriga. Külmiku temperatuur on peaaegu alati sama, mis õhu temperatuur, samas kui põlemiskambri, reaktori või päikesekollektori soojusallika temperatuur võib varieeruda. Küll aga saab soojusallikas kasutada välistemperatuuriga korpust iJ Sel juhul peaks külmikus olema madalam temperatuur, mida on võimalik saada krüogeensete vedelike abil, mille mootoreid nimetatakse krüogeenseteks. On teada _ vaimsete mootorite arendused, mis töötavad vastavalt avatud Rankine'i tsüklile, kasutades vedelat lämmastikku. Joonisel fig. 3.16 näitab selliste vuntside skeemi - * ja.

Kerge lämmastik on spetsiaalses krüogeenses reservuaaris rõhu all - Sellest reservuaarist suunatakse vedelik soojusvahetisse, mille kaudu antakse töövedelikku teatud kogus soojust, piisav; aurustumise kohta. Sel juhul saame juba gaasilise lämmastiku rõhuga pt __ ja temperatuuriga Tv

algasendis on töösilindri väljalaskeklapp suletud ja sisselaskeava on I ікріт. Silinder võtab vastu | і kmol aurustunud lämmastikku. Näitlemine. Madal gaasirõhk põhjustab selle languse. See protsess toimub soojuse eemaldamisega konstantse rõhu (p2 = p,) ja temperatuuri (T2 = Ty) pooridest, kuni gaas täidab silindri mahu v2.

Meil on:

Järgmises tööasendis sisselaskeklapp sulgub. Kõrge gaasirõhk silindris viib kolvi jätkuva liikumiseni ja suurendab mahtu, kuni gaasi rõhk muutub võrdseks p3-ga ja selle poolt hõivatud ruumalaga - v3. See protsess võib toimuda nii isotermiliselt (T3 = Tu) soojusvarustuse jätkumisel kui ka adiabaatiliselt (T3< Тх) в завн! симости от типа используемого устройства. Рассмотрим более предпочтительны изотермический процесс:

Vaatleme nüüd adiabaatilise laienemise juhtumit, mida on päriselus palju lihtsam läbi viia. Kui paisumisel soojusvahetust ei toimu, muutub gaasi temperatuur vastavalt järgmisele seadusele:

Siin lämmastiku jaoks y = 1,4. Laiendustööd

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

I / atm = Ra ™ "" 3 = ^ LT3 "

Sel juhul on kasulik töö võrdne

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

Seega on ülalkirjeldatud näites paisumisel saadud lõplik töö 4,2 MJ / kmol ehk 150 kJ / kg. Võrrelge seda näitajat 5,7 MJ / kmol ehk 204 kJ / kg isotermilise paisumise korral ja bensiini eripõlemissoojusega 47 000 kJ / kg.

On selge, et krüogeense töövedeliku erienergiat saab tõsta -> töörõhu tõstmisega. Selle kasvu suhtes kohaldatakse aga logaritmilist | seadus. Seega suureneb rõhu tõus 10 korda (kuni 10 MPa) erienergia 11,4 MJ / kmol-ni ehk ainult 2 korda. Pange tähele, et rõhk 10 MPa vastab 100 atm. Sellise töörõhu jaoks mootori loomine on keeruline tehniline ülesanne: mootor on raske ja väga kallis.

Bensiini sisepõlemismootorite keskmine kasutegur on alla 20%. See tähendab, et kasulik töö 1 kg töövedeliku kohta on bensiinimootoris 8000 kJ / kg või rohkem ehk peaaegu 40 korda rohkem kui krüogeensel mootoril.

Loodud esimestes eksperimentaalsetes krüogeensetes mootorites olid konkreetse töö saavutatud väärtused alla 50 kJ / kg. Selle mootoriga näidisautos kulus 0,3 miili kohta 1 gallo lämmastikku. See tähendab, et seni pole suudetud luua piisavalt praktilist krüogeenset mootorit. Võimalik, et pärast vastavaid muudatusi on efektiivsus järgmine: * "mootoreid saab oluliselt parandada1).

Sõidukite krüogeensed mootorid ei ole veel andnud suurt läbisõitu. Vedela lämmastiku praegune hind on 0,5 $ / kg või 1,52 $ / gallon. Võttes arvesse konkreetse läbisõidu saavutatud väärtusi, tähendab see, et sama läbisõidu korral on kasutatud d - selle kütuse maksumus kümme korda kõrgem kui bensiinimootoritel.

Samas nõuab „kütuse“ suurem erikulu selle suuremat varu. sõidukit... Ja see omakorda toob kaasa sõiduki kandevõime vähenemise.

u. toim. Esimene ja üks väheseid krüogeense mootori arendajaid on. Washingtoni ülikool (USA), mis lõi Grumman-Olsoni postisõiduki baasil oma LN2000 prototüübi. Autole paigaldati kogenud 5-silindriline mootor töömahuga 15 liitrit. koos., töötades avatud Rankine'i tsüklis vedela lämmastikuga. Krüogeenne mootor võimaldas sõiduki maksimaalset kiirust 35,4 km/h ja Dewari laeval 80 liitrit, mida kasutati vedela lämmastiku hoidmiseks rõhul 24 baari, mis tagab umbes 2 miili (3,2 km) sõiduulatuse. Krüogeenne auto loodi 90ndate keskel elektrijaamade otsimise käigus ökoloogilise kategooria autole ZEV (null töömahuga), alternatiiviks elektriajamile. Venemaal on ka entusiaste, kes üritavad luua tõhusat krüogeenset mootorit. Siiski on märkimisväärseid edusamme, mis räägivad selle suuna tõhususest ja asjakohasusest maanteetransport, ei Venemaal ega välismaal, pole veel saavutatud.

Krüogeensete mootorite ainus vaieldamatu eelis on nende keskkonnasõbralikkus. Selliste süsteemide ökoloogiline kahjutus ei ole aga null, kuna vedela lämmastiku tootmine nõuab rgi kulutusi, millega kaasnevad kahjulikud heitmed. Küsimus on selles, kas keskkonnakasu kompenseerib ülalkirjeldatud krüogeensete põletite tõsiseid puudusi.

Tõesta, et Stirlingi mootori teoreetiline kasutegur ilma regenereerimiseta

kus ПCamot on antud temperatuurivahemikule vastava Carnot’ tsükli efektiivsus; v on töövedeliku (gaasi) vabadusastmete arv; g - surveaste.

Millist gaasi on parem töövedelikuna kasutada? Selgita miks?

Näidetes oleme eeldanud surveastet 10. Milline oleks mootori kasutegur surveastmega 20? Millised puudused on gsto-l kõrgema tihendusastme korral? Kas tihendusastet on mõtet suurendada?

Joonistage skeemidel Stirlingi mootorile omased protsessid ja tekstis toodud näite puhul T, S. Mis on kõverate p, V - ja 7 ~, V - all olevate pikkuste füüsikaline tähendus v ja s ning m osty jaoks?

Mõelge kahele silindrile A ja B, mille sees on kolvid. Ra - e mahtusid silindrite sees saab muuta iseseisvalt. Iga sellise ballooni maksimaalne h on 10 m3, minimaalne maht on null. Silinder - need on hüdrauliliselt omavahel ühendatud, nii et gaasil on silindrite mahu mis tahes punktis sama rõhk. Algsel ajahetkel on ballooni A maht 10 m3 ja silindri B maht on null. Teisisõnu liigub kolb A üles ja kolb B alla. Tema keha adiabaatiline astendaja on y = 1,4.

Süsteemis on ainult gaas (kmol) rõhul 0,1 MPa ja temperatuuril 400 K.

3. Kujutage nüüd ette, et kolb A on tõusnud nii, et silindri maht väheneb 1 m3-ni ja silindri B maht jääb muutumatuks. Mis on gaasi m> temperatuur ja selle rõhk adiabaatilise protsessi tingimustes? Kuidas energiat kokkusurumisel kulutatakse?

4. Seejärel hakkasid kolvid liikuma üheaegselt, kuni silindri A maht võrdus nulliga ja silindris B - 1 m3. Milline on gaasi rõhk ja temperatuur balloonis B?

5. Järgmine samm on soojuse ülekandmine silindrisse B nii, et * maht on suurenenud 10 m3-ni. Gaasi temperatuur protsessi käigus ei muutu. Kui palju soojust selle protsessi käigus gaasile kandus. Millist tööd tegi kolb B? Mis on lõplik gaasirõhk?

6. Nüüd hakkab kolb B tõusma, samal ajal kui kolb A langeb. Gaas liigub ühest silindrist teise. See protsess." teoreetiliselt toimub ilma energiatarbimiseta. Silindrist A juhitakse soojust keskkonda ja gaas jahutatakse temperatuurini 400. Lõpp-asendis, kui balloonil A on maksimaalne maht, loetakse ci täielikult valmis. Kui palju energiat selle protsessi käigus keskkonda paiskus?

7. Kui suur on antud masina kasutegur ehk milline on tehtud töö hulga ja küttekehast saadava soojuse suhe?

8. Kuidas on see efektiivsus võrreldav Carnot' tsükli efektiivsusega?

9. Joonistage vaadeldavad protsessid p, Y - ja 7, ^ diagrammidesse.

10. Hankige valem tõhususe ja tihendussuhte kohta. Joonistage efektiivsuse kõver gs vahemikus 1< г < 100.

11. Kui saadud efektiivsuse väärtus osutub selgelt ülehinnatuks (n realistlik), näiteks võrdne 10 000-ga, milline oleks tegelik efektiivsus? Kas see võib ületada Carnot' tsükli efektiivsust? Selgitage oma leide.

3.4. Kujutage ette teatud masinat, mis on varustatud sädemootoriga: sisepõlemine (Otto tsükkel). See mootor kasutab bensiini (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.

Kuna bensiinimootorid võivad kütusena kasutada nol-i, otsustas auto omanik selle seda tüüpi kütusele ümber ehitada. Samal ajal tõusis samm ", kokkusurumine" 12-ni. Oletame, et igal juhul on tegelik efektiivne auto ligikaudu võrdne poolega teoreetilisest kasutegurist Kui suur on etanooliga sõitva auto kütuse erikulu?

Vaadeldavate ainete madalaim kütteväärtus ja tihedus: pentaan - 28,16 MJ / l, 0,626 kg / l; etanool - 21,15 MJ / l, 0,789 kg / l.

Lahendage see ülesanne kaks korda, üks kord, kui y = 1,67 ja teine, kui y = 1,4.

3.5. Mõelge hõõrdevaba kolviga silindrile. Katse algfaasis sisaldab see 1 liitrit gaasi (y = 1,4, c = 20 kJ / (K kmol)) temperatuuril 400 K ja rõhul 105 Pa.

Kui palju gaasi on balloonis kilomeetrites?

2 Mis on antud juhul korrutis pV!

GKst liigub kolb nüüd gaasimahu vähenemisega 0,1 liitrini. Kompressioon on adiabaatiline.

Mis on gaasi rõhk pärast kokkusurumist? і Millega võrdub gaasi temperatuur?

J Mis tööd kompressor tegi?

1 meede annab gaasi isotermiliselt 500 J soojust.

і Kui suur on gaasi maht pärast seda?

Mis oli närimise võrdsus?

Kuna soojuse andmisel gaas paisub (kolb liigub), mis tööd see teeb?

Nüüd paisub gaas adiabaatiliselt, kuni selle maht on võrdne 1 liitriga.

Mis on gaasi rõhk pärast adiabaatilist paisumist? і Mis on gaasi temperatuur?

millist tööd tehakse adiabaatilisel laienemisel?

Laske soojust gaasilt isotermiliselt eemaldada, kuni selle rõhk on 105 Pa. Sel juhul naaseb süsteem olekusse 1.

2. Kui suur on väliskoormusele üle kantud kolvi kogutöö? kui suur on kogu süsteemi poolt vastuvõetud soojushulk (siin ei võeta arvesse tagasilükatud soojust)?

Mis on seadme efektiivsus?

5 Milline on Carnot' tsükli vastav efektiivsus?

Nr Joonistage protsessid ja kogu tsükkel lk. K-diagramm.

Oletame, et bensiini oktaanarv on 86. Etanooli oktaanarv on 160. Oletame, et y = 1,4.

1. Kuidas on muutunud 1 liitri segu kütteväärtus võrreldes puhta bensiini kütteväärtusega?

2. Mis on kogu segu oktaanarv?

Oletame, et kütuse maksimaalne lubatud surveaste on r = 0,093 Og, kus Og on oktaanarv.

3. Mis on bensiinimootori maksimaalne surveaste? Segakütuse mootor?

4. Mis on mootori suhteline kasutegur?

5. Kui suur on kütuse erikulu läbitud vahemaa ühiku kohta, kui kasutatakse puhast bensiini ja kui kasutatakse kütusesegu?

3.7. Avatud ahelaga kolbmootor töötab atmosfääriõhul. mis siseneb sellesse koguses 23 * 10 () kmol temperatuuril 300 K ja rõhul 105 Pa. Mootori surveaste on 5,74.

Kokkutõmbumine ja paisumine on adiabaatiline. Soojus tarnitakse isobaariliselt, samas kui soojus eemaldatakse isotermiliselt. Ühe tsükli kohta antakse gaasile 500 Jb soojust. Õhus on c. = 20 790 J/(K - kmol) ja y = 1,4.

Mis on mootori teoreetiline kasutegur? Võrrelge seda Karnoti tsükli efektiivsusega.

Järgige neid samme.

arvutage silindri esialgne maht;

määrake adiabaatilise kokkusurumise protsessi jaoks V, p, T lõppväärtused ja vajalik töö:

määrata süsteemi termodünaamilised parameetrid pärast soojusvarustust; arvutage täiuslik töö laienemisprotsessis.

3.8. Mõned Stirlingi mootorid realiseerivad töötamise ajal vaid poole; selle teoreetiline tõhusus. Mootor töötab temperatuurivahemikus 1000–400 K. Milline on seadme efektiivsus järgmistel juhtudel:

1. Kui kasutate ideaalset soojusregeneraatorit, kasutage töökeskkonnaks argooni ja surveaste on 10:1.

2. Samadel tingimustel nagu nõudluspunktis 1, on surveaste 20:1.

3. Samadel tingimustel nagu punktis 1, kuid ilma regeneraatorit kasutamata.

4. Samadel tingimustel nagu punktis 2, kuid ilma regeneraatorit kasutamata.

3 9. Rikkalike segude kasutamisel Otto mootori kasutegur langeb, lahja seguga töötades võib tekkida probleeme süttimisega. Selle probleemi lahenduseks võib olla kihilise põlemisega mootorite kasutamine.

Mõelge mootorile, mille surveaste on 9:1. Rikkalikul segul on y = 1,2, lahjal segul y = 1,6. Kui kõik muud asjad on võrdsed, siis milline on ■ »lahja segu kasutamise efektiivsuse ja kasutamise efektiivsuse suhe - V. 4. rikkalikust segust?

3.8. Mõelge sädesüütega Otto mootorile, millel on järgmised omadused:

maksimaalne ballooni maht VQ = 1 l (KN m3); surveaste r = 9:1; rõhk sisselaskeava lõpus p0 = 5 104 Pa; segu temperatuur sisselaskeava lõpus 70 = 400 K; segu adiabaatilise indeksi keskmine väärtus on 1,4;

segu erisoojus (konstantse mahu juures) c = 20 kJDC - kmol).

Kui suur võimsus kandub üle koormusele, kui mootori võll pöörleb > * 00 p/min?

Chtomnye massid: N - 1 daltonit: C - 12 daltonit; N - 14 daltonit: 0-16 Dal - toon. Argooni olemasolu segus võib tähelepanuta jätta.

3.12. I-heptaani kõrgeim põlemissoojus (1 atm ja 20 ° C juures) on 48,11 MJ / kg. Mis on alakütteväärtus?

3.13. 1 mool gaasi (y = 1,6, cv = 13,86 J / (K kmol) 300 K juures) võtab 1 liitri. Iga allpool kirjeldatud etapi jaoks määrake p, Vu T väärtused.

1. samm –> 2.

Gaasi adiabaatiline kokkusurumine mahuni 0,1 l. Kui palju energiat tV12 kokkusurumisele kulutati?

2. samm –> 3.

10 kJ soojuse isotermiline ülekanne töövedelikule. Millega võrdub välistöö?

3. samm -> 4.

Adiabaatiline gaasipaisutamine 10:1.

4. samm –> 1.

Isotermiline soojuse eemaldamine gaasi tagasipöördumisega olekusse 1. Millega võrdub eemaldatud energia?

Mis on üldine tsükli efektiivsus?

Milline on vastava Carnot' tsükli efektiivsus?

Kui palju võimsust on mootoril, kui selle võll pöörleb kiirusel 5000 p/min (5000 tsüklit minutis)?

3.14. Varem käsitletud Stirlingi mootoris toimub isotermiline kokkusurumine, millele järgneb isohooriline soojussisend, isotermiline kokkusurumine ja isohooriline soojuse eemaldamine.

Isotermilist kompressiooni on raske saavutada, eriti kiiretel mootoritel. Seetõttu eeldame, et mootor teostab töötamise ajal adiabaatilist kompressiooni. Pange tähele, et kõnealuse mootori teised faasid vastavad eelnevalt kirjeldatud mootori faasidele. Niisiis, isotermilise soojusvarustuse korral antakse töövedelikku 293 J. See tähendab, et "kuuma" silindri temperatuur on pärast adiabaatilist kokkusurumisprotsessi kuni soojusvarustusprotsessi lõpuni 652 K.

Määrata mootori teoreetiline kasutegur (ilma soojustagastuseta) ja võrrelda seda vastava Carnot’ tsükli kasuteguriga.

Määrake antud mootori ühe silindri võimsus, eeldades, et tegeliku mootori kasutegur on umbes 2 korda väiksem kui ideaalsel mootoril. Mootori võlli pöörlemissagedus on 1800 pööret minutis. Iga võlli pöörlemise pööre vastab ühele täielikule mootoritsüklile. Arvutamiseks võta y = 1,4.

3.15. Oletame, et mootor töötab temperatuurivahemikus 1000–500 K Carnot’ mootori efektiivsusega. Soojusallika võimsus on 100 kW ja temperatuur 1500 K. See soojus kandub üle eelnevalt kirjeldatud mootori töövedelikule. Oletame, et soojusvoo ülekanne toimub temperatuurigradiendiga, mis alandab temperatuuri 1500 K-lt 1000 K-le. Soojusülekande efektiivsuseks eeldatakse 100%, st mootorile antakse kadudeta 100 kW võimsust. .

Milline on ülalkirjeldatud mootori kasutegur, mis töötab Iirno tsüklil? Kui suur on selle süsteemi (mootori) kasulik võimsus?

3.16. Aurukatel varustab auruga auruturbiin... Katla seintes on kanalid, mille kaudu aur voolab. Ühel küljel on need seinad ahju leegi tsoonis. Kuumutatud auru temperatuur on 500 K, leegiga kokkupuutuva seina temperatuur on 1000 K. Küttepinna iga ruutsentimeetrit läbib soojusvoog 1 kW. Kanali X metallseinte soojusjuhtivus sõltub temperatuurist järgmiselt: X = 355 - 0,111Т (SI-des). Temperatuur on antud kelvinites.

Arvutage seina paksus.

2 Määrake temperatuur kanali sise- ja välisseina vahelises keskpunktis.

I ". 4-taktilise Otto ottomootori kogumaht on 2 liitrit ja see töötab metaanil (kõrge kütteväärtus 55,6 MJ / kg). Mootori survesoojus on 10: 1. kütust selliselt, et Säilitatakse kindlaksmääratud stöhhiomeetriline suhe. Segu adiabaatiline eksponent on 1,4.< температуре 350 К, так как гидравлические потери на входе можно считать небрежимо малыми.

kas mootori võimsus kandub üle koormusele, kui selle võlli pöörlemissagedus on 5000 p/min? Võttes arvesse mootori iseärasusi, tuleks arvutus teha kütuse madalaima põlemissoojuse alusel.

18. Mõelge ottomootorile, mille surveaste on 9:1. Ballooni sees oleva gaasi y = 1,5.

töövedeliku algolekul on järgmised parameetrid: = I l;

I atm; Tx = 300 K.

Kompressiooniprotsessi lõpus pritsitakse 10 mg bensiini, seejärel on süütesegu g "I. Kütuse põlemine toimub hetkega. Oletame, et bensiini erisoojus on 45 MJ / kg.

Määrake ideaalne mootori efektiivsus.

Arvutage vastava Carnot' tsükli efektiivsus.

3. Tõesta, et sissepritsetud kütuse koguse vähendamine ühes tipus toob Otto tsükli efektiivsuse lähemale Carnot CEC efektiivsusele.

3.19. Diiselmootoris süstitakse kütust silindris olevasse kuuma suruõhku, misjärel segu süttib iseeneslikult. Oletame, et kütust tarnitakse suhteliselt aeglaselt, nii et segu põleb praktiliselt konstantsel rõhul. Enamikus diiselmootorites kasutatav surveaste g on vahemikus 16:1 kuni 22:1. Diiselmootorites toimub isesüttimine usaldusväärselt õhutemperatuuril vähemalt 800 K.

Õhu erisoojuse konstantsel rõhul ja konstantse ruumala erisoojuse suhe on 1,4 (y = 1,4). Käivitage õhutemperatuur külma diiselmootori sissepääsu juures 300 K.

Milline peaks olema mootori käivitamiseks vajalik minimaalne surveaste?

3.20. Vaatleme masinat, mis kasutab töökeskkonnana õhku> i (y = 1,4) ja teostab järjestikuseid termodünaamilisi protsesse. Iga protsessi lõpus määrake gaasi oleku omadused (rõhk, maht ja temperatuur), samuti igale protsessile iseloomulik energia.

Algolekus (olek 1) on gaasil järgmised omadused рх = 105 Pa; Vx = 10-3 m3; Tx = 300 K.

1. 1. protsess (samm I -> 2): adiabaatiline kokkusurumine, mahu vähendamine 10-4 m3-ni.

2. 2. protsess (samm 2 -> 3): 200 J soojuse isobaarne etteandmine.

3.3 protsess (samm 3 -> 4): adiabaatiline paisumine kuni V4 = 10_3m3.

Arvutage kogu mootorile tarnitav soojus- ja mehaaniline energia ning kogu sellest eemaldatav mehaaniline energia. Selle põhjal määrake masina efektiivsus. (Vihje: võtke kindlasti arvesse kõiki protsesse, mille käigus energia eemaldatakse.)

3.21 Diiselmootori tsüklis saab eristada järgmisi faase:

1. faas 2. Puhta õhu adiabaatiline kokkusurumine mahust Vx mahuni ":

faas 2 -> 3. Kütuse põletamine konstantsel rõhul, paisudes mahult V2 mahuni K3;

faas 3^4. Adiabaatiline paisumine mahult V3 mahuni V4; faas 4 - »1. Isohooriline soojuse eemaldamine, milles gaas on algtingimustes.

t tsükkel sarnaneb Otto tsükliga selle ainsa erinevusega, et Otto niklis toimub põlemine isohooriliselt, diiselmootoris aga isobaariliselt, vaatleme tsüklit, milles Fj = K) 3 m3, V2 = 50 W-6 m3 , V3 = 100 10-6 m3, = 105 Pa, 7] - 300 K ja kõigi protsesside puhul arvestame y = 1,4.

Arvutage tsükli teoreetiline efektiivsus.

Arvutage kasutegur, kasutades Ch. saadud diislitsükli efektiivsuse võrrandit. 4.

Arvutage efektiivsus, hinnates kogu mehaanilist energiat (kokkusurumine ja paisumine) ja kõiki soojusprotsesse (soojuse sisend ja eemaldamine). Olge väga ettevaatlik, kui analüüsida, mis toimub põlemisfaasis (2-> 3), mil kütuse põlemisel vabaneb energia ja samal ajal tehakse mehaanilisi töid.

allahindlused PP-le. 2 ja 3 peavad olema samad.

Me kõik teame, et tänapäeva inimkonna materiaalse elu üks aluseid on tuntud mineraalid nafta ja gaas. Õnnistatud süsivesinikud esinevad ühel või teisel viisil igas meie eluvaldkonnas ja esimene asi, mis igale inimesele meelde tuleb, on kütus. Need on bensiin, petrooleum ja maagaas, mida kasutatakse erinevates energiasüsteemides (sh sõidukite mootorites).

Kui palju autosid maailma teedel ja lennukeid nende mootorites õhku põlevad... Nende arv on tohutu ja sama suur on ka kütuse hulk, mis nii-öelda torusse (ja samal ajal püüab anda oma märkimisväärse osa atmosfäärimürgitusse :-)). See protsess pole aga lõputu. Naftavarud, millest toodetakse lõviosa maailma kütusest (vaatamata sellele, et see maagaasile järk-järgult kaotab), vähenevad kiiresti. See läheb pidevalt kallimaks ja selle defitsiiti annab üha rohkem tunda.

Selline olukord on pikka aega sundinud teadlasi ja teadlasi üle maailma otsima alternatiivseid kütuseallikaid, sealhulgas lennunduses. Sellise tegevuse üheks suunaks oli lennukite arendamine krüogeenne kütus.

Krüogeenne tähendab " külmast sündinud”, Ja kütus on sel juhul vedelgaas, mida hoitakse väga madalatel temperatuuridel. Esimene gaas, mis selles osas arendajate tähelepanu äratas, oli vesinik. Kütteväärtuselt on see gaas kolm korda kõrgem kui petrooleum ja lisaks eraldub mootoris kasutamisel atmosfääri vett ja väga väikeses koguses lämmastikoksiide. See tähendab, et see on atmosfäärile kahjutu.

Lennuk TU-154B-2.

Eelmise sajandi 80ndate keskel hakkas A.N. Tupolevi disainibüroo looma lennukit, mis kasutab kütusena vedelat vesinikku. See töötati välja seeriamudeli TU-154B baasil, kasutades NK-88 möödaviigu turboreaktiivmootorit. See mootor loodi mootorihoones disainibüroo im. Kuznetsova(Samara), mis põhineb jällegi Tu-154 NK-8-2 seeriamootoril ja oli mõeldud töötama vesiniku või maagaasiga. Peab ütlema, et selles büroos on uutel teemadel tööd tehtud alates 1968. aastast.

Laos on seesama Tu-155 ... Kahjuks vastik hoidla :-(.

Uus lennuk sõidab krüogeenne kütus sai nime TU-155. Asjad pole aga nii lihtsad. Asi on selles, et vesinik on ohtlik kütus. See on äärmiselt tule- ja plahvatusohtlik. Sellel on erakordne läbitungimisvõime ning seda saab säilitada ja transportida ainult veeldatud olekus väga madalatel temperatuuridel, absoluutse nulli lähedal (-273 kraadi Celsiuse järgi). Need vesiniku omadused on suur probleem.

Seetõttu oli TU-155 lendav laboratoorium olemasolevate probleemide uurimiseks ja lahendamiseks ning baaslennuk läbis loomise käigus radikaalse muudatuse. Õige mootori NK-8-2 asemele paigaldati uus krüogeenne NK-88 (teised kaks jäid sugulasteks :-)). Kere tagaossa, sõitjateruumi asemele oli paigutatud spetsiaalne paak. krüogeenne kütus, vedel vesinik, mahuga 20 kuupmeetrit. täiustatud ekraan-vaakum isolatsioon, kus vesinikku saaks säilitada temperatuuril alla miinus 253 kraadi Celsiuse järgi. See tarniti mootoritele spetsiaalselt turbopumba seade nagu raketi peal.

NK-88 mootor. Mootori peal on näha massiivne turbopumba koost.

Suure plahvatusohu tõttu tuli kambrist koos kütusepaagiga eemaldada peaaegu kõik elektriseadmed, et välistada vähimgi sädemete tekkimise võimalus ning kogu kambrit puhastati pidevalt lämmastiku või õhuga. Üksuste juhtimiseks elektrijaam loodi spetsiaalne heeliumi juhtimissüsteem. Lisaks tuli paagist vesinikuaurud süttimise vältimiseks mootoritest eemale juhtida. Selle jaoks tehti drenaažisüsteem. Lennukis on selle oksad tagumises keres selgelt näha (eriti kiilul).

TU-155 paigutusskeem. Sinine – kütusepaak. Esiosa sisaldab tugivarustust. Krüogeenne mootor punane.

Üldiselt loodi ja rakendati üle 30 uue lennukisüsteemi. Üldiselt sai töö tehtud tohutult :-). Kuid vaja oli ka maapealseid, mitte vähem keerulisi seadmeid, mis tagaksid tankimise ja ladustamise. Tõsi, siis oli täies hoos Burani süsteemi arendamine, mille kanderaketil oli üheks raketikütuseks vedel vesinik. Seetõttu usuti, et kõike tarnitakse tööstuslikult ja kütusest puudust ei tule. Kuid ma arvan, et kõik mõistavad, et krüogeenne kütus muutub sellises süsteemis kulude osas lihtsalt "kuldseks". Ja see tähendab, et vedela vesiniku kaubanduslik kasutamine on lähitulevikus vaevalt võimalik. Seetõttu tehti juba siis ettevalmistusi teisele liigile üleminekuks. krüogeenne kütus – veeldatud maagaas(LNG).

Sellest hoolimata toimus TU-155 esimene lend vedelal vesinikul 15. aprillil 1988. aastal. Peale selle toimus 4 sellist lendu. Pärast seda muudeti TU-155 veeldatud maagaasi (LNG) kasutavate lendude jaoks.

Võrreldes vesinikuga on seda tüüpi kütus palju odavam ja kättesaadavam, pealegi ka kordades odavam kui petrooleum. Selle kütteväärtus on 15% kõrgem kui petrooleumil. Lisaks ei saasta see vähe ka atmosfääri ja seda saab säilitada temperatuuril miinus 160 kraadi, mis on vesiniku omast lausa 100 kraadi kõrgem. Lisaks on LNG vesiniku taustal endiselt vähem tuleohtlik (kuigi selline oht on loomulikult endiselt olemas) ja selle ohutus seisundis hoidmisel on piisavalt kogemusi. Lennuväljade gaasivarustuse (LNG) korraldamine ei ole üldiselt samuti eriti keeruline. Gaasitorud on ühendatud peaaegu iga suurema lennujaamaga. Üldiselt on plusse piisavalt :-).

TU-155 esimesed lennud juba kasutusel krüogeenne kütus veeldatud maagaas toimus 1989. aasta jaanuaris. (Allpool olev video räägib sellest). Selliseid lende oli samuti umbes 90. Kõik need näitasid, et kütusekulu väheneb petrooleumiga võrreldes peaaegu 15%, see tähendab, et lennuk muutub ökonoomsemaks ja kasumlikumaks.

Nüüd natuke väljavaadetest ... 90ndate lõpus tuli Venemaa gaasivarude peamine haldaja Gazprom välja algatusega ehitada alguses kauba-reisilennuk ja seejärel lihtsalt reisilennuk, mis võiks töötada täielikult LNG-ga. Lennuk sai nime TU-156 ja loodi olemasoleva TU-155 baasil. Sellele kavatseti paigaldada kolm uut NK-89 mootorit. Need on sarnased NK-88-ga, kuid neil on kaks sõltumatut kütusesüsteemi: üks jaoks ja teine krüogeenne kütus(LNG). See oli selles mõttes mugav, et kaugeltki alati polnud võimalik gaasi tankida ja lennuk sai vastavalt vajadusele ühelt elektrisüsteemilt teisele lülituda. Väljatöötatud tehnoloogia järgi kulus selleks vaid viis minutit. NK-89-l oli ka turbiiniruumis soojusvaheti, kus vedelgaas läks gaasilisse olekusse ja sisenes seejärel põlemiskambrisse.

Sektsioonide ümberpaigutamisel ja kütusepaakide paigutamisel tehti palju uurimis- ja projekteerimistööd. Aastaks 2000 pidi Samara lennutehases tootma kolm TU-156 ning algama nende sertifitseerimine ja katsetamine. Aga ... Kahjuks jäi see tegemata. Ja kavandatud plaanide elluviimise takistused olid eranditult rahalised.

Pärast seda töötati välja veel mitu krüogeenset kütust (LNG) kasutavate lennukite projekte, näiteks TU-136 turbopropellermootoritega, mis töötavad nii petrooleumil kui ka vedelgaasil ja laia kerega TU-206 turboreaktiivmootoriga. LNG.... Kuid hetkel on kõik need projektid ikkagi projektid ja jäänud.

Tu-136 lennukimudel.

Lennukimudel TU-206 (TU-204K).

Aeg näitab, kuidas asjad selles lennundusteaduse ja -tehnoloogia valdkonnas arenevad. Kuigi lennukite loomisel kasutades krüogeenne kütus takistavad erinevad asjaolud, nii objektiivsed kui ka subjektiivsed. Lennuki erisüsteemide väljatöötamisel, maapealse taristu, kütuse transpordi- ja ladustamissüsteemide arendamisel on veel palju teha. Aga see teema on ääretult paljulubav (ja minu arust väga huvitav :-)). Vesinik oma tohutu energiamahukuse ja praktiliselt ammendamatute varudega on tuleviku kütus. Võime sellest täiesti enesekindlalt rääkida. Üleminekuetapp sellele on maagaasi kasutamine.

Ja see otsustav samm tulevikku on tehtud just Venemaal. Mul on hea meel seda veel kord öelda :-). Kusagil maailmas neid ei olnud ja tänaseni pole meie TU-155-ga sarnaseid lennukeid. Tahaksin tsiteerida kuulsa Ameerika lennuinseneri Karl Breveri sõnu: “ Venelased on teinud lennunduses Maa esimese satelliidi lennule vastava töö!»

See on tõeline tõde! Ma lihtsalt tahan, et need asjad läheksid ojana (ja venelased saavad seda teha :-)) ja et see voog oleks pidev, mitte ei liiguks jõnksatades, nagu meil sageli juhtub ...

Dearman koostöös teadlaste ja juhtidega tööstusettevõtted ja krüogeensete seadmete spetsialistid on spetsialiseerunud veeldatud gaase kasutavate tehnoloogiate väljatöötamisele. Selle uurimistöö peamine saavutus on Dearmani mootor, kaasaegne kolbmootor, mis töötab vedela lämmastiku või vedela õhu paisutamise teel, et toota keskkonnasõbralikku külma ja mehaanilist energiat.

Kui lämmastik läheb vedelast agregatsioonigaasi, paisub see gaas 710 korda. Seda mahu suurenemist kasutatakse mootori kolbide käitamiseks. Dearmani mootorid töötavad nagu aurumootorid kõrgsurve, kuid vedela lämmastiku madalal keemistemperatuuril. See tähendab, et soojusenergia allikana saab kasutada nii heitsoojust kui ka ümbritseva õhu temperatuuri, mistõttu ei ole vaja traditsioonilisi kütuseid.

Dearmani mootorite unikaalne omadus on vee ja glükooli segu kasutamine jahutusvedelikuna. Kui see jahutusvedelik segada väga jahutatud lämmastikuga, paisub see vedelik kvaasiisotermiliselt, mis parandab oluliselt mootori efektiivsust.

Oluline on märkida, et Dearmani mootor eraldab ainult õhku või lämmastikku, ilma lämmastikoksiidide (NOx), süsinikdioksiidi (CO2) ega tahkete osakeste emissioonita.

Dearmani tehnoloogial on teiste vähese süsinikdioksiidiheitega tehnoloogiate ees palju eeliseid:

• Madal kapitalikulu ja sellega seotud süsinik – Dearmani mootorid on valmistatud tavalistest materjalidest, kasutades mootoritööstuses levinud tehnoloogiaid.
• Kiire täitmine – vedelgaasi saab paakide vahel üle kanda suured kiirused... Kaasaegne gaasitööstus kasutab süsteeme, mis suudavad destilleerida rohkem kui 100 liitrit vedelgaasi minutis.
• Suured kogused olemasolevat infrastruktuuri – gaasitööstus on oma olemuselt globaalne. Praegu on hästi arenenud vedela lämmastiku tootmisüksus, mis suudab käitada tuhandeid Dearmani mootoreid.
• "Kütuse" tootmisprotsessi efektiivsus seisneb õhu vedeldamises, kauaaegses protsessis, mis nõuab ainult õhku ja elektrit.

• Õhuvedeldamisseadet saab kasutada väga paindlikult – näiteks töövälisel ajal või osalise koormuse ajal. Kulude edasiseks vähendamiseks saab kasutada taastuvaid energiaallikaid.

Kuidas see töötab

Dearmani mootor töötab järgmiselt:
1.jahutusvedelik pumbatakse mootori silindritesse, täites peaaegu kogu nende mahu;

2. seejärel juhitakse silindrisse krüogeenset lämmastikku, mis puutub kokku soojusvahetusvedelikuga ja hakkab paisuma;

3. paisuv gaas neelab jahutusvedeliku soojuse, mille tulemuseks on peaaegu isotermiline paisumine;

4. kolb liigub allapoole, väljalaskeklapp avaneb ja gaasi-vedeliku segu väljub mootorist;

5. Jahutusvedelik kogutakse, kuumutatakse ja taaskasutatakse, samal ajal kui lämmastik või õhk lastakse atmosfääri.

Moskva lähedal Žukovskis asuva Gromovi lennuuuringute instituudi territooriumil on Tu-155 pardal lennuk, millel on kiri. See ainulaadne masin on lendav laboratoorium krüogeensete kütusesüsteemide ja mootorite testimiseks. Töö selles suunas tehti 80ndate lõpus. Tu-155-st sai esimene lennuk maailmas, mis kasutas kütusena vedelat vesinikku ja veeldatud maagaasi. Selle ebatavalise masina esimesest lennust on möödunud 27 aastat. Ja nüüd seisab ta vaikselt kasutusest kõrvaldatud lennukite seas. Mitu korda taheti seda metalliks lõigata. Mis teeb selle lennuki ainulaadseks?
1.

Enne sellest lennukist rääkimist tasub selgitada, mis on krüogeenne kütus ja mille poolest see erineb süsivesinikkütusest. Krüogeensus on erinevate ainete omaduste muutumine ülimadalatel temperatuuridel. See tähendab, et krüogeenne kütus tähendab "külmast sündinud". See on vedel vesinik, mida hoitakse ja transporditakse vedelas olekus väga madalatel temperatuuridel. Ja veeldatud maagaasist, mille temperatuur on samuti väga madal.

Võrreldes petrooleumiga on vedelal vesinikul mitmeid eeliseid. Sellel on kolm korda suurem kütteväärtus. See tähendab, et võrdsete masside põletamisel eraldab vesinik rohkem soojust, mis mõjutab otseselt majanduslikud omadused elektrijaam. Lisaks eraldub kasutamisel atmosfääri vett ja väga väikeses koguses lämmastikoksiide. See muudab elektrijaama keskkonnasõbralikuks. Vesinik on aga väga ohtlik kütus. Hapnikuga segatuna on see äärmiselt tule- ja plahvatusohtlik. Sellel on erakordne läbitungimisvõime ning seda saab säilitada ja transportida ainult veeldatud olekus väga madalatel temperatuuridel (-253 ° C).

Need vesiniku omadused on suur probleem. Seetõttu peeti ka maagaasi koos vedela vesinikuga lennukikütuseks. Võrreldes vesinikuga on see palju odavam ja soodsam. Seda saab säilitada veeldatud temperatuuril -160 ° C ja võrreldes petrooleumiga on selle kütteväärtus 15% kõrgem. See on kordades odavam kui petrooleum, mis teeb selle ka majanduslikult otstarbekaks lennukikütusena. Maagaas on aga sama tuleohtlik, kuigi vähemal määral kui vesinik. Just nende raskustega pidid Tupolevi projekteerimisbüroo insenerid eksperimentaalse Tu-155 lennuki loomisel toime tulema.
2.

Esmakordselt puutuvad lennundusdisainerid kokku krüogeense tehnoloogiaga. Seetõttu ei käinud projekteerimine mitte ainult projekteerimissaalide vaikuses, vaid ka uurimislaborites. Disainerid tutvustasid samm-sammult uusi disainilahendusi ja tehnoloogiaid, mis tagavad põhimõtteliselt uute lennukisüsteemide, krüogeense elektrijaama ja selle ohutut töötamist võimaldavate süsteemide loomise.
3.

Lendav laboratoorium loodi Tu-154B standardi jaoks modifitseeritud seeria Tu-154 baasil. Tahvli number USSR-85035. Vladimir Aleksandrovitš Andrejev määrati Tu-155 peakonstruktoriks. Lennukil oli põhiversioonist palju põhimõttelisi erinevusi. Krüogeenne kütusepaak mahuga 17,5 m 3 koos kütuse etteandesüsteemi ja rõhu säilitamise süsteemiga moodustas katselise kütusekompleksi, mis paiknes kere tagumises sektsioonis, mis on teistest lennukiruumidest eraldatud puhvertsooniga. Kütusekompleksi paak, torustikud ja sõlmed olid varustatud sõel-vaakum-isolatsiooniga, mis tagab ettenähtud soojusvoo. Puhvertsoonid kaitsesid meeskonda ja elutähtsaid lennukiruume vesinikusüsteemide lekke korral.
4.

Lennuk oli varustatud eksperimentaalse turboreaktiivmootoriga NK-88, mis loodi Samaras mootoriehituse projekteerimisbüroos akadeemik Nikolai Dmitrijevitš Kuznetsovi juhtimisel Tu-154 NK-8-2 seeriamootori baasil. See paigaldati parempoolse tavalise mootori asemele ja kasutas töötamiseks vesinikku või maagaasi. Ülejäänud kaks mootorit olid algupärased ja töötasid petrooleumiga. Nüüd on need eemaldatud. Kuid NK-88 jäi oma kohale.
5.

6.

7.

Lennuki krüogeense kompleksi juhtimiseks ja jälgimiseks on mitmeid süsteeme:

Heeliumisüsteem, mis juhib elektrijaama plokke. Kuna mootor töötas vesinikul, ei olnud võimalik sellele elektriajamiga varustada. Seetõttu asendati selle juhtimissüsteem heeliumiga.

Lämmastikusüsteem, mis asendab õhku ruumides, kus on võimalik krüogeense kütuse lekkeid.

Gaasi juhtimissüsteem, mis jälgib gaasikeskkonda lennukiruumides ja hoiatab meeskonda vesinikulekete korral juba ammu enne plahvatusohtlikku kontsentratsiooni.

Vaakumjuhtimissüsteem soojust isoleerivates õõnsustes.

Eesmise kere kaubaruumis on ümmargused lämmastikuballoonid. Need on paigaldatud ka lennukikabiini akende kohale. Põrandale on reisijaistmete asemel paigaldatud heeliumi silindrid. Pluss stendid mõõteriistade ja salvestusseadmetega.

Üldiselt loodi ja rakendati üle 30 uue lennukisüsteemi. Uute tehnoloogiate seas on olulisel kohal tehnoloogiline protsess, mis tagab torustike ja sõlmede sisemiste õõnsuste puhastamise. Sest ülitõhusa isolatsiooni ja vaakumitihedusega on puhtus teie tulevase lennu ohutuse võti.

Kabiinis on tehtud muudatusi. Vahesein viidi sügavamale salongi ning kokpitti paigaldati teise pardainseneri töökohad, kes vastutas katsemootori töö eest ning katseinseneri töökohad, kes kontrollis pardakatsesüsteemide tööd. Piloodikabiini põrandale paigaldati hädaabiluuk.

Lennukite teenindamiseks ja katsetööde tegemiseks loodi lennunduse krüogeenne kompleks. See koosnes vedela vesiniku (või veeldatud maagaasi) täitesüsteemist, pneumaatilisest toiteallikast, toiteallikast, teleseirest, gaasianalüüsist, vee niisutamisest tulekahju korral ja krüogeensest kütusekvaliteedi kontrollist.

Maapealsete katsete etapis kontrolliti kõigi katsesüsteemide toimimist, sealhulgas NK-88 mootori tööd vedelal vesinikul. Töötati välja tankimise režiimid, vaakumsüsteemide hooldus, kütusesüsteemi ja rõhu säilitamise süsteemi töörežiimid koos töötava mootoriga. Samal ajal harjutati lennuki ettevalmistamist lennuks, pardasüsteemide tankimist heeliumi ja lämmastikuga.

Fotol on pikk toru, mis ulatub kere alt kuni keskmootori otsikuni. See on vedela vesiniku (maagaas) avariiväljastussüsteem. See võimaldas vajadusel krüogeenset kütust tühjendada keskmise standardmootori otsikule. Maapealsete katsetuste käigus töötati välja erinevaid plahvatus- ja tulekahjuohuga seotud olukordi.

9.

10.

11.

Lennu otsese ettevalmistamise käigus tarnisid tankijad vedelat vesinikku. Need ühendati lennukiga läbi statsionaarsete krüogeensete torustike koos sulge- ja ühendusliitmikega, mis tagasid vajalikud tuletõkkevahed lennuki, tankeri ja tühjendatud vesinikgaasi atmosfääri paiskamise koha vahel. Pärast tankerite dokkimist viidi läbi vedela vesiniku kvaliteedikontroll spetsiaalse proovivõtturi ja gaasikromatograafi abil. Lisaks tavapärastele operatsioonidele lennuki lennuks ettevalmistamisel valmistati ette katsemootor, lennuki katsesüsteemid ja maapealne kompleks. Erilist tähelepanu pöörati plahvatus- ja tuleohutusseadmetele, gaasijuhtimissüsteemidele, lämmastiku juhtimissüsteemidele, vaakumjuhtimisele isolatsiooniõõntes, tulekustutussüsteemidele, kütusekompleksi kambri ventilatsioonile ja mootori gondlile. Katsete käigus katsetati erinevaid kaitsevahendeid vesiniku kontsentratsiooni suurenemise vastu sektsioonides, kasutades nii neutraalset keskkonda (lämmastik) kui ka ventilatsiooni õhuga pardakliimasüsteemist.

Suure plahvatusohu tõttu tuli kambrist koos kütusepaagiga eemaldada peaaegu kõik elektriseadmed. See välistas vähimagi sädemete tekkimise ja kogu sektsiooni puhastati pidevalt lämmastiku või õhuga. Lisaks tuli süttimise vältimiseks paagist väljuvad vesinikuaurud mootoritest eemale juhtida. Selle jaoks tehti drenaažisüsteem. Selle üks elemente jääb esimesena silma lennuki kiilule. See on väljalaskekollektori kaitsekate.
12.

13.

Esimeseks lennuks valmistati lennuk ette Tupolevi Žukovskaja katse- ja arendusbaasis (ZhLiDB). Tu-155 pukseeriti mootorite käivitamise kohta. "Ma olen 035, palun startige." "035, lubatud stardiks." 15. aprillil 1988 kell 17.10 tõusis Moskva lähistel asuvalt lennuväljalt oma esmalennule õhku vedelvesinikmootoriga lennuk Tu-155. Seda juhtis meeskond, kuhu kuulusid: esimene piloot - NSV Liidu austatud katsepiloot Vladimir Andrejevitš Sevankajev, teine ​​piloot - NSV Liidu austatud katsepiloot Andrei Ivanovitš Talalakin, pardainsener - Anatoli Aleksandrovitš Kriulin, teine ​​pardainsener - Juri Mihhailovitš Kremlev, juhtiv katseinsener - Valeri Vladimirovitš Arkhipov.

Lend kulges normaalselt. Kõik maapealsed teenistused ja saatelennuk Tu-134 jälgisid selle rakendamist. Maapinnal katsetatud ja katsetatud süsteeme on esimest korda õhus katsetatud. Lend kestis vaid 21 minutit väikestel ringidel erinevatel kõrgustel mitte kõrgemal kui 600 meetrit. See lõppes plaanitust veidi varem, milleks testiinsener Valeri Arhipovil olid mõjuvad põhjused: lämmastikukambris registreerisid andurid lämmastiku olemasolu, mis oleks pidanud automaatselt ilmuma vesinikulekete korral. Aga jumal tänatud, põhjus oli teine. Lämmastikku tarniti õhupalli klapi kaudu, mis langes rõhu alla, kui lennuk kaldus telje mõlemale küljele. See sai selgeks alles maa peal.

Alles esimene samm tehti vedela vesiniku lennukikütusena kasutuselevõtu keerukate probleemide lahendamise suunas. Lennukatsete käigus tehti lende, et kontrollida elektrijaama ja lennukisüsteemide tööd erinevatel lennurežiimidel ning lennuki evolutsiooni käigus. Käivitati katsemootor, katsetati plahvatus- ja tuleohutussüsteemide tööd neutraalse keskkonna loomise ja õhuventilatsiooni režiimides. 1988. aasta juunis viidi läbi vedela vesiniku lennukatsete programm. Pärast seda muudeti Tu-155 veeldatud maagaasi kasutavate lendude jaoks. Esimene lend selle kütusega toimus 18. jaanuaril 1989. aastal. Lennukit katsetas meeskond, kuhu kuulusid: laevaülem - NSVLi austatud katsepiloot Vladimir Andrejevitš Sevankaev, teine ​​piloot - Valeri Viktorovitš Pavlov, pardainsener - Anatoli Aleksandrovitš Kriulin, teine ​​pardainsener - Juri Mihhailovitš Kremlev, katsejuht - Valeri Vladimirovitš Arhipov ...

Nagu ütles kindraldisainer Aleksei Andrejevitš Tupolev: "Täna tõusis esimest korda maailmas õhku lennuk, kasutades kütusena veeldatud maagaasi. Ja loodame, et selle lennuki esimene lend annab meile võimaluse koguda kõik teaduslikud ja eksperimentaalsed andmed ning ehitada lennuk, mis suudab lähitulevikus reisijaid lennata.

Testid on näidanud, et kütusekulu väheneb petrooleumiga võrreldes ligi 15%. Lisaks kinnitasid nad õhusõiduki ohutu käitamise võimalust krüogeense kütusega. Tu-155 ulatuslike katsete käigus püstitati 14 maailmarekordit, samuti tehti mitu rahvusvahelist lendu Moskvast Bratislavasse (Tšehhoslovakkia), Nice'i (Prantsusmaa) ja Hannoveri (Saksamaa). Katseelektrijaama kogutööaeg ületas 145 tundi.

90ndate lõpus tuli Venemaa gaasivarude peamine haldaja Gazprom välja algatusega ehitada alguses kauba-reisilennuk ja seejärel lihtsalt reisilennuk, mis võiks töötada täielikult veeldatud maagaasil. . Lennuk sai nimeks Tu-156 ja loodi olemasoleva Tu-155 baasil. Sellele kavatseti paigaldada kolm uut NK-88 mootorit, mis on sarnased NK-88-ga, kuid millel on kaks sõltumatut kütusesüsteemi: üks petrooleumi ja teine ​​krüogeense kütuse jaoks. Sektsioonide ümberpaigutamisel ja kütusepaakide paigutamisel tehti palju uurimis- ja projekteerimistööd.

Aastaks 2000 pidi Samara lennutehases tootma kolm Tu-156 ning algama nende sertifitseerimine ja katsetamine. Kahjuks seda ei tehtud. Ja kavandatud plaanide elluviimise takistused olid eranditult rahalised.

Tõenäoliselt võime öelda, et Tu-155 on oma ajast ees. Esimest korda kasutasid nad süsteeme, mille juurde inimkond naaseb. Ja Tu-155 on väärt muuseumis viibimist, mitte unustatud kasutusest kõrvaldatud lennukite hulgas.

Rahvusvahelisel lennundus- ja kosmosesalongil MAKS-2015 Teadus- ja inseneriettevõte "NIK" ja B Heategevusfond Aviation Legends esitles Žukovski linnavalitsuse ja Aviasalon OJSC toel seda ainulaadset lennukit esimest korda laiemale avalikkusele.

Tekst on enamasti ilmselt