Kriogeni motor. Kriogeni elektromotori. Princip rada kriogene rashladne jedinice

Motori su namijenjeni za uporabu na zrakoplovima s kriogenim gorivom, za brzi zemaljski transport, u električnim pogonskim sustavima morskih plovila, svemirskoj i općoj industrijskoj kriogenoj opremi za pogon kriogenih pumpi, "hladnih" aksijalnih kompresora itd.

Kao aktivni materijali za rotor koriste se visokotemperaturni supravodljivi (HTSC) keramički elementi na bazi itrija ili bizmuta.

Glavne prednosti

HTSC motori raznih tipova, koji rade u tekućem dušiku, imaju specifičnu izlaznu snagu 3-4 puta veću od konvencionalnih elektromotora.

Od 2005. godine MAI razvija visokodinamične elektromotore za pogone kriopumpa za vodikovu energiju i kriogene sustave opskrbe energetskih kabelskih JV kabela. Eksperimentalno je pokazano da visokodinamični motori s trajnim magnetima i volumetrijskim HTSC elementima imaju izlaznu snagu 1,3-1,5 puta veću od konvencionalnih sinkronih motora s istim načinima hlađenja u tekućem dušiku.

Godine 2007. u MAI-u zajedno s JSC NPO Energomash po imenu ak. VP Glushko "i OJSC" AKB Yakor "stvorili su i uspješno testirali industrijski prototip kriopumpe s HTSC električnim pogonom za kriogene sustave napajanja za energetske JV kabele.

Završen je razvoj i ispitivanje motora snage do 100 kW. U razvoju su motori do 500 kW.

Novost predloženih rješenja zaštićena je sa sedam patenata za izume.

Istraživanje se provodi u okviru zajedničkih njemačko-ruskih projekata koji objedinjuju MAI (Moskva), VNIINM im. A. A. Bochvara (Moskva), VEI (Moskva), ISSP RAS (naselje Chernogolovka, Moskovska regija), IPHT (Jena, Deutschland), Oswald Elektromeotoren GmbH (Miltenberg, Deutschland), IEMA (Stuttgart, Deutschland), IFW (Dresden, Deutschland) , kao i u sklopu projekta Science for Peace između MAI-a i Sveučilišta Oxford (Velika Britanija).

Glavne tehničke karakteristike

• Motori tipa histereze

• Reaktivni motori

Kao što je već spomenuto, za rad toplinskog stroja potrebni su toplinski stroj i hladnjak, koji po definiciji mora imati višu temperaturu. Temperatura hladnjaka je gotovo uvijek ista kao i temperatura zraka, dok temperatura izvora topline komore za izgaranje, reaktora ili solarnog kolektora može varirati. No, tijelo s temperaturom okoline iJ može se koristiti kao izvor topline.U tom slučaju, hladnjak će morati imati nižu temperaturu, što se može postići korištenjem kriogenih tekućina, koje se motori nazivaju kriogenim. Poznati su razvoji mentalnih motora koji rade prema otvorenom Rankineovom ciklusu koji koriste tekući dušik. Na sl. 3.16 prikazuje dijagram takvih brkova - * i.

Laki dušik je u posebnom kriogenom spremniku pod tlakom - Iz ovog rezervoara tekućina se usmjerava na izmjenjivač topline, kroz koji se radnom fluidu dovodi određena količina topline, dovoljna; o isparavanju. U tom slučaju ćemo dobiti već plinoviti dušik s tlakom pt __ i temperaturom Tv

u početnom položaju, izlazni ventil radnog cilindra je zatvoren, a ulaz je I íkrít. Cilindar prima | í kmol isparenog dušika. Gluma. Nizak tlak plina uzrokuje njegov pad. Taj se proces odvija uklanjanjem topline pri konstantnom tlaku (p2 = p,) i temperaturi (T2 = Ty) pora, sve dok plin ne ispuni volumen cilindra v2.

Imamo:

U sljedećem radnom položaju, ulazni ventil se zatvara. Visok tlak plina unutar cilindra dovest će do kontinuiranog kretanja klipa i povećati volumen sve dok tlak plina ne postane jednak p3 i volumen koji on zauzima - v3. Ovaj proces se može odvijati i izotermički (T3 = Tu) s nastavkom opskrbe toplinom i adijabatski (T3< Тх) в завн! симости от типа используемого устройства. Рассмотрим более предпочтительны изотермический процесс:

Razmotrimo sada slučaj adijabatskog širenja, što je mnogo lakše izvesti u stvarnom životu. Ako tijekom ekspanzije nema izmjene topline, temperatura plina će se mijenjati prema sljedećem zakonu:

Ovdje za dušik y = 1,4. Rad na proširenju

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

I / atm = Ra ™ "" 3 = ^ LT3 "

U ovom slučaju, koristan rad će biti jednak

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

Dakle, u gore opisanom primjeru, konačni rad dobiven tijekom širenja bit će jednak 4,2 MJ / kmol, odnosno 150 kJ / kg. Usporedite ovu brojku s 5,7 MJ / kmol, ili 204 kJ / kg, za slučaj izotermnog širenja i sa specifičnom toplinom izgaranja benzina 47 000 kJ / kg.

Jasno je da se specifična energija kriogenog radnog fluida može povećati -> povećanjem radnog tlaka. Međutim, ovo povećanje podliježe logaritamskom | Zakon. Dakle, s povećanjem tlaka 10 puta (do 10 MPa), specifična energija će se povećati na 11,4 MJ / kmol, ili samo 2 puta. Imajte na umu da tlak od 10 MPa odgovara 100 atm. Izrada motora za ovo radni tlak- težak tehnički problem: motor će biti težak i vrlo skup.

Benzinski motori s unutarnjim izgaranjem imaju prosječnu učinkovitost manju od 20%. To jest, korisni rad po 1 kg radnog fluida u benzinskom motoru jednak je 8000 kJ / kg ili više, ili gotovo 40 puta više nego u kriogenom motoru.

U stvorenim prvim eksperimentalnim kriogenim motorima, postignute vrijednosti specifičnog rada bile su manje od 50 kJ/kg. U demonstracijskom automobilu s ovim motorom potrošeno je 1 galo dušika na 0,3 milje. Odnosno, još nije bilo moguće stvoriti dovoljno praktičan kriogeni motor. Moguće je da nakon odgovarajućih izmjena učinkovitost bude sljedeća: * "motori se mogu značajno poboljšati1).

Kriogeni motori za vozila još nisu osigurali veliku kilometražu. Trenutni trošak tekućeg dušika je 0,5 dolara po kg, odnosno 1,52 dolara po galonu. Uzimajući u obzir postignute vrijednosti specifične kilometraže, to znači da će uz istu kilometražu trošak korištenog d - ovog goriva biti deset puta veći od benzinskih motora.

Istovremeno, veća specifična potrošnja "goriva" zahtijeva i veću njegovu rezervu. vozilo... A to, zauzvrat, dovodi do smanjenja nosivosti koju vozilo može nositi.

Cca. izd. Prvi i jedan od rijetkih programera kriogenog motora je. Sveučilište Washington (SAD), koje je stvorilo svoj prototip LN2000 na temelju Grumman-Olson poštanskog vozila. Na automobil je ugrađen iskusni 5-cilindarski motor kapaciteta 15 litara. s., radeći na tekućem dušiku u otvorenom Rankineovom ciklusu. Kriogeni motor osiguravao je maksimalnu brzinu vozila od 35,4 km/h, a Dewar posuda od 80 litara, koja se koristila za skladištenje tekućeg dušika pod tlakom od 24 bara, osiguravajući domet krstarenja od oko 2 milje (3,2 km). Kriogeni automobil nastao je sredinom 90-ih u potrazi za elektranama za automobil ekološke kategorije ZEV (s nultom zapreminom), alternativu električnom pogonu. U Rusiji također postoje entuzijasti koji pokušavaju stvoriti učinkovit kriogeni motor. Međutim, značajni uspjesi, koji govore o učinkovitosti i važnosti ovog smjera za cestovni prijevoz, ni u Rusiji ni u inozemstvu, još nije postignut.

Jedina nedvojbena prednost kriogenih motora je njihova ekološka prihvatljivost. Međutim, ekološka neškodljivost takvih sustava nije ravna nuli, jer proizvodnja tekućeg dušika zahtijeva utrošak rgi, praćen štetnim emisijama. Pitanje je kompenziraju li prednosti za okoliš ozbiljne nedostatke gore opisanih kriogenih plamenika.

Dokazati da je teoretska učinkovitost Stirlingovog motora bez regeneracije

gdje je PCamot učinkovitost Carnotovog ciklusa koji odgovara danom temperaturnom rasponu; v je broj stupnjeva slobode radnog fluida (plina); g - omjer kompresije.

Koji je plin bolje koristiti kao radni fluid? Objasni zašto?

U primjerima smo pretpostavili omjer kompresije od 10. Kolika bi bila učinkovitost motora s omjerom kompresije od 20? Koje će nedostatke imati gsto kod većeg omjera kompresije? Ima li smisla povećati omjer kompresije?

Nacrtajte procese tipične za Stirlingov motor u dijagramima i T, S za primjer dat u tekstu. Koje je fizičko značenje duljina ispod krivulja p, V - i 7 ~, V - za v i s i m osty?

Razmotrimo dva cilindra A i B s klipovima unutra. Zapremnine Ra - e unutar cilindara mogu se mijenjati neovisno. Maksimalni h svakog od ovih cilindara je 10 m3, minimalni volumen je nula. Cilindar - međusobno su hidraulički povezani tako da će plin u bilo kojoj točki volumena cilindara imati isti tlak. U početnom trenutku vremena volumen cilindra A jednak je 10 m3, a volumen cilindra B jednak je nuli. Drugim riječima, klip A će ići gore, a klip B ići dolje. Adijabatski eksponent njegovog tijela je y = 1,4.

U sustavu je samo plin (kmol) pri tlaku od 0,1 MPa i temperaturi od 400 K.

3. Zamislite sada da je klip A porastao tako da se volumen u cilindru smanji na 1 m3, a volumen u cilindru B ostaje nepromijenjen. Koliki su m> temperatura plina i njegov tlak pod uvjetom adijabatskog procesa? Kako se energija troši u kompresiji?

4. Zatim su se klipovi počeli kretati istovremeno sve dok volumen u cilindru A nije postao jednak nuli, a u cilindru B - 1 m3. Koliki su tlak i temperatura plina u cilindru B!

5. Sljedeći korak je prijenos topline u cilindar B tako da se * volumen poveća na 10 m3. Temperatura plina se ne mijenja tijekom procesa. Koliko je topline pri tom procesu prešlo na plin.Kakav je rad izvršio klip B? Koliki je konačni tlak plina?

6. Sada se klip B počinje dizati, dok se klip A spušta. Plin teče iz jednog cilindra u drugi. Ovaj proces." teoretski se događa bez potrošnje energije. Iz cilindra A toplina se ispušta u okolinu, a plin se hladi na temperaturu od 400. U konačnom položaju, kada cilindar A ima maksimalan volumen, ci se smatra potpuno završenim. Koliko je energije ispušteno u okoliš tijekom tog procesa?

7. Kolika je učinkovitost danog stroja, odnosno koliki je omjer količine obavljenog rada i topline primljene od grijača?

8. Kako je ta učinkovitost u usporedbi s učinkovitošću Carnotovog ciklusa?

9. Nacrtajte razmatrane procese u dijagramima p, Y - i 7, ^.

10. Dobijte formulu za omjer učinkovitosti u odnosu na kompresiju. Nacrtajte krivulju učinkovitosti u odnosu na g u rasponu 1< г < 100.

11. Ako se dobivena vrijednost učinkovitosti pokaže jasno precijenjenom (n realistično), na primjer, jednakom 10.000, kolika bi bila stvarna učinkovitost? Može li premašiti učinkovitost Carnotovog ciklusa? Objasnite svoje nalaze.

3.4. Zamislite određeni stroj opremljen motorom na svjećicu: unutarnjim izgaranjem (Otto ciklus). Ovaj motor koristi benzin (za 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.

Budući da benzinski motori mogu koristiti nol kao gorivo, vlasnik automobila ga je odlučio prenamijeniti na ovu vrstu goriva. U ovom koraku "kompresija" se povećala na 12. Pretpostavimo da je u svakom slučaju stvarno učinkovito vozilo približno jednako polovici teorijske učinkovitosti. Kolika je specifična potrošnja goriva automobila koji radi na etanol?

Najniža kalorijska vrijednost i gustoća tvari koje se razmatraju: pentan - 28,16 MJ / l, 0,626 kg / l; etanol - 21,15 MJ / l, 0,789 kg / l.

Riješite ovaj zadatak dvaput, jednom za y = 1,67, a drugi za y = 1,4.

3.5. Razmotrimo cilindar s klipom bez trenja. U početnoj fazi eksperimenta sadrži 1 litru plina (y = 1,4, c = 20 kJ / (K kmol)) na temperaturi od 400 K i tlaku od 105 Pa.

Koliko je plina, u kilometrima, u cilindru?

2 Koliki je umnožak pV u ovom slučaju!

GKst sada se klip pomiče sa smanjenjem volumena plina na 0,1 l. Kompresija je adijabatska.

Koliki je tlak plina nakon kompresije? í Čemu je jednaka temperatura plina?

J Koji je posao izvršio kompresor?

1 mjera izotermno dovodi 500 J topline u plin.

í Koliki je volumen plina nakon toga?

Što je bilo jednako začepljenju?

Budući da se pri dovodu topline plin širi (klip se pomiče), kakav rad obavlja?

Sada se plin adijabatski širi sve dok njegov volumen ne bude jednak 1 litri.

Koliki je tlak plina nakon adijabatskog širenja? í Kolika je temperatura plina?

koji se rad obavlja pri adijabatskom širenju?

Pustite da se toplina izotermno odvoji od plina dok njegov tlak ne bude jednak 105 Pa. U tom slučaju, sustav se vraća u stanje 1.

2. Koliki je ukupan rad klipa prenesen na vanjsko opterećenje? kolika je ukupna količina topline koju sustav prima (ovdje se odbijena toplina ne uzima u obzir)?

Kolika je učinkovitost uređaja?

5 Kolika je odgovarajuća učinkovitost Carnotovog ciklusa?

br. Nacrtaj procese i cijeli ciklus na str. K-dijagram.

Pretpostavimo da benzin ima oktanski broj 86. Oktanski broj etanola je 160. Pretpostavimo da je y = 1,4.

1. Kako se promijenila ogrjevna vrijednost 1 litre smjese u odnosu na ogrjevnu vrijednost čistog benzina?

2. Koliki je oktanski broj cijele smjese?

Pretpostavimo da je najveći dopušteni omjer kompresije goriva r = 0,093 Og, gdje je Og oktanski broj.

3. Koliki je maksimalni omjer kompresije kod benzinskog motora? Motor s miješanim gorivom?

4. Kolika je relativna učinkovitost motora?

5. Kolika je specifična potrošnja goriva po jedinici prijeđenog puta kada se koristi čisti benzin i kada se koristi mješavina goriva?

3.7. Klipni motor otvorenog kruga radi na atmosferskom zraku. koji u njega ulazi u količini od 23 * 10 () kmol pri temperaturi od 300 K i tlaku od 105 Pa. Omjer kompresije motora je 5,74.

Skupljanje i širenje su adijabatski. Toplina se dovodi izobarično, dok se toplina odvodi izotermno. 500 Jb topline se dovodi plinu po ciklusu. Zrak ima c. = 20 790 J/ (K - kmol) i y = 1,4.

Kolika je teoretska učinkovitost motora? Usporedite ovo s učinkovitošću Karnotovog ciklusa.

Prati ove korake:

izračunati početni volumen cilindra;

odrediti za proces adijabatske kompresije konačne vrijednosti V, p, T i traženi rad:

odrediti termodinamičke parametre sustava nakon opskrbe toplinom; izračunati savršeni rad u procesu širenja.

3.8. Neki Stirlingovi motori ostvaruju samo polovicu tijekom rada; njegovu teorijsku učinkovitost. Motor radi u temperaturnom rasponu od 1000 do 400 K. Kolika će biti učinkovitost uređaja u sljedećim slučajevima:

1. Ako koristite idealan regenerator topline, argon kao radni medij, a omjer kompresije je 10:1.

2. Pod istim uvjetima kao u zahtjevu 1, omjer kompresije je 20:1.

3. Pod istim uvjetima kao u točki 1, ali bez korištenja regeneratora.

4. Pod istim uvjetima kao u točki 2, ali bez korištenja regeneratora.

3 9. Kod korištenja bogatih smjesa smanjuje se učinkovitost Otto motora, dok pri radu na siromašnoj smjesi može doći do problema s paljenjem. Rješenje ovog problema može biti korištenje motora sa slojevitim izgaranjem.

Razmislite o motoru s omjerom kompresije 9:1. Bogata smjesa ima y = 1,2, siromašna smjesa y = 1,6. Pod svim ostalim jednakim uvjetima, koliki je omjer ■ »učinkovitosti korištenja posne smjese prema učinkovitosti korištenja - V. 4. bogate smjese?

3.8. Razmotrimo Otto motor na paljenje svjećice koji ima sljedeće karakteristike:

maksimalni volumen cilindra VQ = 1 l (KN m3); omjer kompresije r = 9: 1; tlak na kraju ulaza p0 = 5 104 Pa; temperatura smjese na kraju ulaza 70 = 400 K; prosječna vrijednost adijabatskog indeksa smjese je 1,4;

specifična toplina smjese (pri konstantnom volumenu) c = 20 kJDC - kmol).

Kolika se snaga prenosi na opterećenje ako se osovina motora okreće na > * 00 o/min?

Chtomnye mase: N - 1 daltona: C - 12 daltona; N - 14 Daltona: 0-16 Dal - ton. Prisutnost argona u smjesi može se zanemariti.

3.12. Najveća toplina izgaranja i-heptana (na 1 atm i 20 °C) je 48,11 MJ / kg. Kolika je neto kalorijska vrijednost?

3.13. Za 1 mol nekog plina (y = 1,6, cv = 13,86 J / (K kmol) na 300 K potrebno je 1 litru. Za svaki dolje opisan korak odredite vrijednosti p, Vu T.

Korak 1 -> 2.

Adijabatska kompresija plina do volumena od 0,1 l. Koliko je energije tV12 utrošeno na kompresiju?

Korak 2 -> 3.

Izotermni prijenos 10 kJ topline na radni fluid. Čemu je jednak vanjski rad?

Korak 3 -> 4.

Adijabatsko širenje plina 10:1.

Korak 4 -> 1.

Izotermno odvođenje topline s vraćanjem plina u stanje 1. Koliko je jednaka oduzeta energija?

Koja je ukupna učinkovitost ciklusa?

Kolika je učinkovitost odgovarajućeg Carnotovog ciklusa?

Koliku će snagu imati motor ako se njegova osovina okreće pri 5000 o/min (5000 ciklusa u minuti)?

3.14. U Stirlingovom motoru o kojem je ranije bilo riječi, javlja se izotermna kompresija, nakon čega slijedi izohorični unos topline, izotermna kompresija i izohorično odvođenje topline.

Izotermnu kompresiju je teško postići, osobito kod motora velikih brzina. Stoga pretpostavljamo da motor tijekom rada vrši adijabatsku kompresiju. Imajte na umu da ostale faze dotičnog motora odgovaraju fazama prethodno opisanog motora. Dakle, pri izotermnoj opskrbi toplinom radnom fluidu se dovodi 293 J. To jest, "vrući" cilindar nakon procesa adijabatskog kompresije imat će temperaturu od 652 K do kraja procesa opskrbe toplinom.

Odredite teoretsku učinkovitost motora (bez povrata topline) i usporedite je s učinkovitošću odgovarajućeg Carnotovog ciklusa.

Odredite snagu koju proizvodi jedan cilindar danog motora, uz pretpostavku da će učinkovitost stvarnog motora biti približno 2 puta manja od one idealnog motora. Brzina osovine motora je 1800 o/min. Svaki okret rotacije osovine odgovara jednom kompletnom ciklusu motora. Za izračune uzmite y = 1,4.

3.15. Pretpostavimo da motor radi u temperaturnom rasponu između 1000 i 500 K s učinkovitošću Carnotovog motora. Izvor topline ima snagu od 100 kW i temperaturu od 1500 K. Ova toplina se prenosi na radni fluid prethodno opisanog motora. Pretpostavimo da se prijenos toplinskog toka odvija s temperaturnim gradijentom koji smanjuje temperaturu sa 1500 na 1000 K. Pretpostavlja se da je učinkovitost prijenosa topline 100%, tj. 100 kW snage se dovodi do motora bez gubitaka .

Koja je učinkovitost gore opisanog motora koji radi na Iirno ciklusu? Kolika je neto snaga ovog sustava (motora)?

3.16. Parni kotao opskrbljuje paru parnoj turbini. U zidovima kotla postoje kanali kroz koje struji para. S jedne strane ti zidovi su u zoni plamena peći. Temperatura zagrijane pare je 500 K, temperatura stijenke u dodiru s plamenom je 1000 K. Kroz svaki kvadratni centimetar površine grijanja prolazi toplinski tok od 1 kW. Toplinska vodljivost metalnih stijenki kanala X ovisi o temperaturi kako slijedi: X = 355 - 0,111T (u SI). Temperatura je data u Kelvinima.

Izračunajte debljinu stijenke.

2 Odredite temperaturu na sredini između unutarnje i vanjske stijenke kanala.

I". 4-taktni Otto motor na svjećicu ima ukupni volumen od 2 litre i radi na metan (bruto kalorijska vrijednost 55,6 MJ/kg). Toplina kompresije u motoru je 10:1. gorivo na način da održava se specificirani stehiometrijski omjer. Adijabatski eksponent smjese je 1,4.< температуре 350 К, так как гидравлические потери на входе можно считать небрежимо малыми.

prenosi li motor na opterećenje ako je frekvencija vrtnje njegove osovine 5000 o/min? Uzimajući u obzir osobitosti motora, izračun treba izvršiti na temelju najniže topline izgaranja goriva.

18. Razmotrite motor s paljenjem svjećicom s omjerom kompresije 9:1. Plin unutar cilindra ima y = 1,5.

početno stanje radnog fluida ima sljedeće parametre: = I l;

I atm; Tx = 300 K.

Na kraju procesa kompresije ubrizgava se 10 mg benzina, tada je smjesa za paljenje g "I. Do izgaranja goriva dolazi trenutno. Pretpostavimo da je specifična toplina benzina 45 MJ / kg.

Odredite idealnu učinkovitost motora.

Izračunajte učinkovitost odgovarajućeg Carnotovog ciklusa.

3. Dokažite da će smanjenje količine ubrizganog goriva u jednom vrhuncu učinkovitost Otto ciklusa približiti učinkovitosti Carnot CEC-a.

3.19. U dizel motoru gorivo se ubrizgava u vrući komprimirani zrak u cilindru, nakon čega se smjesa spontano zapali. Pretpostavimo da se gorivo dovodi relativno sporo, tako da se izgaranje smjese odvija pri uglavnom konstantnom tlaku. G omjer kompresije koji se koristi u većini dizelskih motora je između 16:1 i 22:1. Kod dizel motora pouzdano dolazi do spontanog paljenja pri temperaturi zraka od najmanje 800 K.

Zrak ima omjer specifične topline pri konstantnom tlaku i specifične topline pri konstantnom volumenu, jednak 1,4 (y = 1,4). Startna temperatura zraka na ulazu u hladni dizel motor 300 K.

Koliki bi trebao biti minimalni omjer kompresije potreban za pokretanje motora?

3.20. Razmislite o stroju koji koristi zrak> i (y = 1,4) kao radni medij i izvodi uzastopni niz termodinamičkih procesa. Na kraju svakog procesa odredite karakteristike stanja plina (tlak, volumen i temperatura), kao i energetska karakteristika svakog procesa.

U početnom stanju (stanje 1) plin ima sljedeće karakteristike rh = 105 Pa; Vx = 10-3 m3; Tx = 300 K.

1. 1. proces (korak I -> 2): adijabatska kompresija, smanjenje volumena na 10-4 m3.

2. 2. proces (korak 2 -> 3): izobarična opskrba 200 J topline.

3.3. proces (korak 3 -> 4): adijabatsko širenje do V4 = 10_3m3.

Izračunajte svu toplinsku i mehaničku energiju koja se dovodi do motora i svu mehaničku energiju koja mu se oduzima. Na temelju toga odredite učinkovitost stroja. (Savjet: Obavezno razmotrite sve procese u kojima se energija uklanja.)

3.21 U ciklusu dizelskog motora mogu se razlikovati sljedeće faze:

faza 1 2. Adijabatska kompresija čistog zraka od volumena Vx do volumena ":

faza 2 -> 3. Izgaranje goriva pri konstantnom tlaku s ekspanzijom od volumena V2 do volumena K3;

faza 3 ^ 4. Adijabatsko širenje od volumena V3 do volumena V4; faza 4 - »1. Izohorično odvođenje topline, u kojem je plin u početnim uvjetima.

t ciklus je sličan Otto ciklusu s jedinom razlikom što se izgaranje u Otto niklu odvija izohorično, dok je u dizel motoru izobarično, gledamo ciklus u kojem je Fj = K) 3 m3, V2 = 50 W-6 m3 , V3 = 100 10-6 m3, = 105 Pa, 7] - 300 K i za sve procese smatrat ćemo y = 1,4.

Izračunajte teorijsku učinkovitost ciklusa.

Izračunajte učinkovitost pomoću jednadžbe učinkovitosti dizelskog ciklusa dobivene u pogl. 4.

Izračunajte učinkovitost procjenom sve mehaničke energije (kompresija i ekspanzija) i svih toplinskih procesa (unos i odvođenje topline). Budite dovoljno oprezni kada analizirate što se događa tijekom faze izgaranja (2-> 3), kada se energija izgaranja oslobađa i istovremeno se izvodi neki mehanički rad.

popusti na PP. 2 i 3 moraju biti isti.

Svi znamo da su jedan od temelja materijalnog života suvremenog čovječanstva dobro poznati minerali nafta i plin. Blagoslovljeni ugljikovodici prisutni su na ovaj ili onaj način u svakom području našeg života, a prvo što svakom čovjeku padne na pamet je gorivo. To su benzin, kerozin i prirodni plin koji se koriste u raznim energetskim sustavima (uključujući motore vozila).

Koliko je automobila na svjetskim cestama i aviona izgorjelo u zraku u svojim motorima... Ogroman je njihov broj, a isto tako ogromna je i količina goriva koja izlazi, da tako kažem, u cijev (i na ujedno nastoji svojim značajnim udjelom doprinijeti trovanju atmosfere :-)). Međutim, ovaj proces nije beskonačan. Zalihe nafte, iz kojih se proizvodi lavovski dio svjetskog goriva (unatoč činjenici da postupno gubi tlo pod utjecajem prirodnog plina), brzo se smanjuju. Stalno poskupljuje i sve se više osjeća njegov deficit.

Ova situacija dugo je prisiljavala istraživače i znanstvenike diljem svijeta da traže alternativne izvore goriva, uključujući i za zrakoplovstvo. Jedan od pravaca takve djelatnosti bio je razvoj korištenja zrakoplova kriogeno gorivo.

Kriogen znači " rođen od hladnoće”, A gorivo u ovom slučaju je ukapljeni plin, koji se pohranjuje na vrlo niskim temperaturama. Prvi plin koji je privukao pozornost programera u tom pogledu bio je vodik. Po svojoj ogrjevnoj vrijednosti, ovaj plin je tri puta veći od kerozina, a osim toga, kada se koristi u motoru, voda i vrlo mala količina dušikovih oksida ispuštaju se u atmosferu. Odnosno, bezopasan je za atmosferu.

Avion TU-154B-2.

Sredinom 80-ih godina prošlog stoljeća, dizajnerski biro A.N. Tupoleva počeo je stvarati zrakoplov koji koristi tekući vodik kao gorivo. Razvijen je na temelju serijskog TU-154B pomoću premosnog turbomlaznog motora NK-88. Ovaj motor je nastao u zgradi motora projektantski biro im. Kuznjecova(Samara), opet baziran na serijskom motoru za Tu-154 NK-8-2, a trebao je raditi na vodik ili prirodni plin. Valja reći da se u ovom uredu od 1968. godine radi na novim temama.

Isti Tu-155 je u skladištu... Nažalost, odvratno skladište :-(.

Nova letjelica radi kriogeno gorivo dobio naziv TU-155. Međutim, stvari nisu tako jednostavne. Poanta je da je vodik opasno gorivo. Izuzetno je zapaljiv i eksplozivan. Posjeduje iznimnu sposobnost prodiranja, te se može skladištiti i transportirati samo u ukapljenom stanju na vrlo niskim temperaturama, blizu apsolutne nule (-273 stupnja Celzijusa). Ove karakteristike vodika predstavljaju veliki problem.

Stoga je TU-155 bio leteći laboratorij za istraživanje i rješavanje postojećih problema, a bazni zrakoplov je tijekom stvaranja doživio radikalnu preinaku. Umjesto desnog motora NK-8-2 ugrađen je novi kriogeni NK-88 (druga dva su ostala rodbina :-)). U stražnjem dijelu trupa, na mjestu putničkog prostora, postavljen je poseban spremnik za kriogeno gorivo, tekući vodik, zapremine 20 kubnih metara. s pojačanim ekran-vakuum izolacija, gdje bi se vodik mogao pohraniti na temperaturama ispod minus 253 stupnja Celzijusa. Motori su se opskrbljivali posebnim turbo pumpna jedinica kao na raketi.

Motor NK-88. Masivni sklop turbo pumpe vidljiv je na vrhu motora.

Zbog velike opasnosti od eksplozije gotovo sva električna oprema morala je biti izvađena iz pretinca s spremnikom goriva kako bi se isključila i najmanja mogućnost iskrenja, a cijeli je pretinac stalno prozračen dušikom ili zrakom. Za upravljanje jedinicama elektrana stvoren je poseban sustav kontrole helija. Osim toga, vodikove pare iz spremnika morale su se preusmjeriti dalje od motora kako bi se izbjeglo paljenje. Za to je napravljen sustav odvodnje. Na avionu su jasno vidljive njegove grane u stražnjem dijelu trupa (osobito na kobilici).

Shema izgleda TU-155. Plava - spremnik goriva. Prednji odjeljak sadrži opremu za podršku. Kriogeni motor u crvenoj boji.

Općenito, stvoreno je i implementirano više od 30 novih zrakoplovnih sustava. Općenito, posao je obavljen ogroman :-). Ali postojala je i potreba za zemaljskom, ne manje složenom opremom koja bi omogućila punjenje goriva i skladištenje. Istina, tada je u punom zamahu bio razvoj sustava Buran, na raketi nosaču čiji je tekući vodik bio jedno od pogonskih goriva. Stoga se vjerovalo da će se sve opskrbljivati ​​na industrijskoj bazi i da goriva neće nedostajati. Ali, mislim, svi razumiju da kriogeno gorivo u takvom sustavu postaje jednostavno "zlato" u smislu troškova. A to znači da je komercijalna upotreba tekućeg vodika teško moguća u bliskoj budućnosti. Stoga su već tada bile u tijeku pripreme za prijelaz na drugu vrstu. kriogeno gorivo – ukapljeni prirodni plin(LNG).

Ipak, prvi let TU-155 na tekući vodik dogodio se 15. travnja 1988. godine. Osim toga, bila su 4 takva leta. Nakon toga, TU-155 je modificiran za letove na ukapljeni prirodni plin (LNG).

U usporedbi s vodikom, ova vrsta goriva je mnogo jeftinija i pristupačnija, štoviše, nekoliko je puta jeftinija od kerozina. Njegova kalorijska vrijednost je 15% veća od kerozina. Osim toga, on također malo zagađuje atmosferu, a može se skladištiti na temperaturi od minus 160 stupnjeva, što je čak 100 stupnjeva više od one u vodiku. Osim toga, na pozadini vodika, LNG je još manje opasan od požara (iako, naravno, takva opasnost i dalje postoji) i postoji dovoljno iskustva u održavanju u sigurnom stanju. Organizacija opskrbe plinom (LNG) aerodroma, općenito, također nije iznimno teška. Plinovodi su povezani s gotovo svakom većom zračnom lukom. Općenito, ima dovoljno prednosti :-).

Prvi letovi TU-155 već se koriste kriogeno gorivo ukapljeni prirodni plin dogodio se u siječnju 1989. (Video ispod govori o tome). Bilo je i oko 90 takvih letova. Svi su pokazali da je potrošnja goriva smanjena za gotovo 15% u usporedbi s kerozinom, odnosno da zrakoplov postaje ekonomičniji i isplativiji.

Sada malo o izgledima... Krajem 90-ih, glavni upravitelj ruskih rezervi plina, Gazprom, dao je inicijativu da se na početku izgradi teretno-putnički, a potom samo putnički avion, koji mogao u potpunosti raditi na LNG. Zrakoplov je dobio naziv TU-156 i nastao je na temelju postojećeg TU-155. Na njega su trebala biti ugrađena tri nova motora NK-89. Oni su slični NK-88, ali s dva neovisna sustava goriva: jedan za, a drugi za kriogeno gorivo(LNG). To je bilo zgodno u smislu da je daleko od uvijek bilo moguće napuniti gorivo plinom, a zrakoplov se mogao prebacivati ​​s jednog elektroenergetskog sustava na drugi prema potrebi. Prema razvijenoj tehnologiji, to je trajalo samo pet minuta. NK-89 je imao i izmjenjivač topline u turbinskom prostoru, gdje je ukapljeni plin prelazio u plinovito stanje i potom ulazio u komoru za izgaranje.

Provedeno je puno istraživačkih i projektantskih radova na preuređenju odjeljaka i smještaju spremnika goriva. Do 2000. trebala su se proizvoditi tri TU-156 u Zrakoplovnoj tvornici u Samari, te je trebalo započeti njihovo certificiranje i probni rad. Ali ... Nažalost, to nije učinjeno. A prepreke provedbi zamišljenih planova bile su isključivo financijske.

Nakon toga razvijeno je još nekoliko projekata zrakoplova koji koriste kriogeno gorivo (LNG), kao što su npr. TU-136 s turboelisnim motorima koji rade i na kerozin i na ukapljeni plin i širokotrupni TU-206 s turbomlaznim motorima na LNG.... No, trenutno su svi ti projekti i dalje projekti i ostali.

Model aviona Tu-136.

Model aviona TU-206 (TU-204K).

Vrijeme će pokazati kako će se stvari razvijati u ovom području zrakoplovne znanosti i tehnologije. Dok je stvaranje zrakoplova koristeći kriogeno gorivo ometaju razne okolnosti, objektivne i subjektivne. Ostaje još puno toga za napraviti u razvoju specijalnih zrakoplovnih sustava, razvoju zemaljske infrastrukture, sustava za transport i skladištenje goriva. Ali ova tema je iznimno obećavajuća (i, po meni, vrlo zanimljiva :-)). Vodik je sa svojim ogromnim energetskim intenzitetom i praktički neiscrpnim rezervama gorivo budućnosti. O tome možemo govoriti s potpunim povjerenjem. Prijelazna faza za to je korištenje prirodnog plina.

I ovaj odlučujući korak u budućnost napravljen je upravo u Rusiji. S ponosom to ponavljam :-). Nigdje u svijetu nije bilo i do danas nema aviona sličnih našem TU-155. Želio bih citirati riječi poznatog američkog zrakoplovnog inženjera Karla Brevera: “ Rusi su odradili posao u zrakoplovstvu srazmjeran letu prvog satelita Zemlje!»

Ovo je prava istina! Ja samo želim da ove stvari idu u struji (a Rusi to mogu :-)), i da ovaj stream bude kontinuiran, a ne da se kreće u trzajima, kako to kod nas često biva...

Dearman u partnerstvu sa znanstvenicima, voditeljima industrijska poduzeća a stručnjaci za kriogenu opremu specijalizirani su za razvoj tehnologija koje koriste ukapljene plinove. Glavno postignuće ovog istraživanja je Dearmanov motor, najsuvremeniji klipni motor koji radi ekspanzijom tekućeg dušika ili tekućeg zraka za proizvodnju ekološki prihvatljive hladne i mehaničke energije.

Kada dušik prijeđe iz tekućeg u plinovito agregatno stanje, taj se plin širi 710 puta. Ovo povećanje volumena koristi se za pogon klipova motora. Dearman motori rade kao Parni motori visokog tlaka, ali na niskom vrelištu tekućeg dušika. To znači da se i otpadna toplina i temperatura okoline mogu koristiti kao izvor toplinske energije, eliminirajući potrebu za tradicionalnim gorivima.

Jedinstvena značajka Dearman motora je korištenje mješavine vode i glikola kao rashladne tekućine. Kada se ova rashladna tekućina pomiješa s izrazito ohlađenim dušikom, ova tekućina se kvazi-izotermno širi, što uvelike poboljšava učinkovitost motora.

Važno je napomenuti da kada Dearman motor radi, emitira samo zrak ili dušik, bez emisija dušikovih oksida (NOx), ugljičnog dioksida (CO2) ili čestica.

Dearman tehnologija ima mnoge prednosti u odnosu na druge tehnologije s niskim udjelom ugljika:

• Niski kapitalni troškovi i povezani ugljik - Dearman motori se proizvode od uobičajenih materijala korištenjem tehnologija uobičajenih u industriji proizvodnje motora.
• Brzo punjenje - tekući plin se može prenositi između spremnika do velike brzine... Moderna plinska industrija koristi sustave koji mogu destilirati više od 100 litara tekućeg plina u minuti.
• Velike količine postojeće infrastrukture – plinska industrija je globalne prirode. Trenutno postoji dobro razvijen pogon za proizvodnju tekućeg dušika koji može raditi na tisuće Dearmanovih motora.
• Učinkovitost procesa proizvodnje "goriva" je ukapljivanje zraka, dugo uhodan proces koji zahtijeva samo zrak i električnu energiju.

• Postrojenje za ukapljivanje zraka može se koristiti vrlo fleksibilno - na primjer, za vrijeme izvan radnog vremena ili za vrijeme djelomičnog opterećenja. Obnovljivi izvori energije mogu se koristiti za daljnje smanjenje troškova.

Kako radi

Dearman motor radi na sljedeći način:
1. rashladna tekućina se pumpa u cilindre motora, ispunjavajući gotovo cijeli njihov volumen;

2. zatim se u cilindar uvodi kriogeni dušik koji dolazi u dodir s tekućinom za izmjenu topline i počinje se širiti;

3. toplinu rashladnog sredstva apsorbira ekspandirajući plin, što rezultira gotovo izotermnim širenjem;

4. klip se pomiče prema dolje, ispušni ventil se otvara, a mješavina plina i tekućine izlazi iz motora;

5. Rashladna tekućina se obnavlja, zagrijava i ponovno koristi, dok se dušik ili zrak ispuštaju u atmosferu.

Na području Instituta za istraživanje letenja Gromov u Žukovskom kod Moskve nalazi se avion s natpisom na Tu-155. Ovaj jedinstveni stroj je leteći laboratorij za ispitivanje kriogenih sustava goriva i motora. Radovi u tom smjeru vođeni su krajem 80-ih godina. Tu-155 je postao prvi zrakoplov na svijetu koji je kao gorivo koristio tekući vodik i ukapljeni prirodni plin. Prošlo je 27 godina od prvog leta ovog neobičnog stroja. I sada mirno stoji među razbijenim zrakoplovima. Nekoliko puta su ga htjeli rezati u metal. Dakle, što ovaj avion čini jedinstvenim?
1.

Prije nego što govorimo o ovom zrakoplovu, vrijedi objasniti što je kriogeno gorivo i po čemu se razlikuje od ugljikovodika. Kriogenika je promjena svojstava raznih tvari pri ekstremno niskim temperaturama. Odnosno, kriogeno gorivo znači "rođeno iz hladnoće". To je tekući vodik, koji se pohranjuje i transportira u tekućem stanju na vrlo niskim temperaturama. I o ukapljenom prirodnom plinu, koji također ima vrlo niske temperature.

U usporedbi s kerozinom, tekući vodik ima nekoliko prednosti. Ima tri puta veću kalorijsku vrijednost. Odnosno, kada gori jednake mase, vodik oslobađa više topline, što izravno utječe na ekonomske karakteristike elektrane. Osim toga, kada se koristi, voda i vrlo male količine dušikovih oksida oslobađaju se u atmosferu. To čini elektranu ekološki prihvatljivom. Međutim, vodik je vrlo opasno gorivo. Kada se pomiješa s kisikom, vrlo je zapaljiv i eksplozivan. Posjeduje izuzetnu sposobnost prodiranja, te se može skladištiti i transportirati samo u ukapljenom stanju na vrlo niskim temperaturama (-253°C).

Ove karakteristike vodika predstavljaju veliki problem. Zbog toga se uz tekući vodik i prirodni plin smatrao zrakoplovnim gorivom. U usporedbi s vodikom, puno je jeftiniji i pristupačniji. Može se skladištiti ukapljenom na -160°C, a u odnosu na kerozin ima 15% veću kalorijsku vrijednost. Nekoliko je puta jeftiniji od kerozina, što ga čini i ekonomski isplativim kao gorivo za zrakoplovstvo. Međutim, prirodni plin je jednako zapaljiv, iako u manjoj mjeri od vodika. Upravo su se s tim poteškoćama morali nositi inženjeri Projektnog biroa Tupoljev pri stvaranju eksperimentalnog zrakoplova Tu-155.
2.

Po prvi put, zrakoplovni dizajneri susreli su se s kriogenom tehnologijom. Stoga se dizajn nije odvijao samo u tišini dizajnerskih dvorana, već iu istraživačkim laboratorijima. Dizajneri su korak po korak uvodili nova projektna rješenja i tehnologije koje osiguravaju stvaranje temeljno novih zrakoplovnih sustava, kriogene elektrane i sustava koji omogućuju siguran rad.
3.

Leteći laboratorij nastao je na temelju serijskog Tu-154, modificiranog za standard Tu-154B. Broj ploče SSSR-85035. Vladimir Aleksandrovič Andrejev imenovan je glavnim konstruktorom Tu-155. Avion je imao mnogo temeljnih razlika u odnosu na osnovnu verziju. Kriogeni spremnik za gorivo zapremine 17,5 m 3, zajedno sa sustavom za opskrbu gorivom i sustavom za održavanje tlaka, činio je eksperimentalni kompleks goriva smješten u stražnjem dijelu trupa, odvojen od ostalih odjeljaka zrakoplova tampon zonom. Spremnik, cjevovodi i jedinice gorivnog kompleksa imali su izolaciju od sita-vakuma, osiguravajući specificirani protok topline. Tampon zone su štitile posadu i vitalne odjeljke zrakoplova u slučaju curenja u vodikovim sustavima.
4.

Zrakoplov je opremljen eksperimentalnim turbomlaznim zaobilaznim motorom NK-88, stvorenim u Samari u dizajnerskom birou za izgradnju motora pod vodstvom akademika Nikolaja Dmitrijeviča Kuznjecova na temelju serijskog motora za Tu-154 NK-8-2. Ugrađen je umjesto desnog običnog motora i za rad je koristio vodik ili prirodni plin. Druga dva motora bila su domaća i radila su na kerozin. Sada su uklonjeni. Ali NK-88 je ostao na mjestu.
5.

6.

7.

Postoji niz sustava za kontrolu i nadzor kriogenog kompleksa na zrakoplovu:

Helijev sustav koji upravlja jedinicama elektrane. Budući da je motor radio na vodik, bilo je nemoguće opskrbiti ga električnim pogonima. Zato je njegov upravljački sustav zamijenjen helijevim.

Sustav dušika koji zamjenjuje zrak u odjeljcima gdje je moguće curenje kriogenog goriva.

Sustav za kontrolu plina koji nadzire plinsko okruženje u odjeljcima zrakoplova i upozorava posadu u slučaju istjecanja vodika puno prije koncentracije eksploziva.

Sustav upravljanja vakuumom u toplinski izolacijskim šupljinama.

U teretnom odjeljku prednjeg trupa nalaze se okrugli cilindri dušika. Ugrađuju se i u kabinu zrakoplova iznad prozora. Na podu, umjesto suvozačkih sjedala, postavljeni su cilindri s helijem. Plus stalci s instrumentima i opremom za snimanje.

Općenito, stvoreno je i implementirano više od 30 novih zrakoplovnih sustava. Među novim tehnologijama, važno mjesto zauzima tehnološki proces koji osigurava čišćenje unutarnjih šupljina cjevovoda i jedinica. Jer uz visoko učinkovitu izolaciju i vakuumsku nepropusnost, čistoća je ključ sigurnosti vašeg budućeg leta.

Kokpit je doživio promjene. Pregrada je pomaknuta dublje u kabinu, a u kokpitu su postavljena radna mjesta drugog inženjera na brodu koji je bio odgovoran za rad pokusnog motora i ispitnog inženjera koji je kontrolirao rad brodskih eksperimentalnih sustava. U podu kokpita ugrađen je otvor za evakuaciju u nuždi.

Za servisiranje zrakoplova i izvođenje probnih radova stvoren je zrakoplovni kriogeni kompleks. Sastojao se od sustava za punjenje tekućeg vodika (ili ukapljenog prirodnog plina), pneumatskog napajanja, napajanja, televizijskog nadzora, analize plina, navodnjavanja vodom u slučaju požara i kriogene kontrole kvalitete goriva.

U fazi zemaljskih ispitivanja provjereno je funkcioniranje svih eksperimentalnih sustava, uključujući i rad motora NK-88 na tekući vodik. Razrađeni su načini punjenja goriva, održavanja vakuumskih sustava, načini rada sustava goriva i sustava održavanja tlaka u kombinaciji s upaljenim motorom. Istodobno se uvježbavala priprema zrakoplova za let, punjenje sustava gorivom helijem i dušikom.

Fotografija prikazuje dugačku cijev koja se proteže ispod trupa do mlaznice središnjeg motora. Ovo je sustav za ispuštanje u nuždi za tekući vodik (prirodni plin). Omogućio je, ako je potrebno, ispuštanje kriogenog goriva na rez mlaznice prosječnog standardnog motora. Tijekom terenskih ispitivanja razrađene su različite situacije povezane s opasnošću od eksplozije i požara.

9.

10.

11.

U procesu izravne pripreme za let, tekući vodik je isporučen dopunama goriva. Na zrakoplov su spojeni stacionarnim kriogenim cjevovodima sa zapornim i spojnim armaturama, čime su osigurani potrebni protupožarni razmaci između zrakoplova, tankera i mjesta gdje se ispušteni plinoviti vodik ispuštao u atmosferu. Nakon pristajanja tankera, izvršena je kontrola kvalitete tekućeg vodika pomoću posebnog uzorkivača i plinskog kromatografa. Uz uobičajene radnje u pripremi zrakoplova za let, izvršena je priprema eksperimentalnog motora, eksperimentalnih sustava zrakoplova i zemaljskog kompleksa. Posebna pozornost posvećena je protueksplozijskoj i protupožarnoj opremi, sustavima za kontrolu plina, sustavima za kontrolu dušika, regulaciji vakuuma u izolacijskim šupljinama, sustavima za gašenje požara, ventilaciji pretinca gorivnog kompleksa i gondole motora. Tijekom ispitivanja ispitana su različita sredstva zaštite od povećanja koncentracije vodika u odjeljcima, kako korištenjem neutralnog medija (dušika), tako i ventilacije zrakom iz sustava klimatizacije u vozilu.

Zbog velike opasnosti od eksplozije gotovo sva električna oprema morala je biti izvađena iz pretinca s spremnikom goriva. Time je otklonjena i najmanja mogućnost iskrenja, a cijeli se odjeljak neprestano pročišćavao dušikom ili zrakom. Osim toga, vodikove pare iz spremnika morale su se preusmjeriti dalje od motora kako bi se izbjeglo paljenje. Za to je napravljen sustav odvodnje. Jedan od njegovih elemenata je prvi koji upada u oči na kobilici zrakoplova. Ovo je oklop ispušnog razvodnika.
12.

13.

Zrakoplov je za prvi let pripreman u letno-razvojnoj bazi Žukovskaja Tupoljev (ZhLiDB). Tu-155 je odvučen do mjesta gdje su motori pali. "Ja sam 035, molim uzmite." "035, odobreno za polijetanje." Dana 15. travnja 1988. u 17.10 sati zrakoplov Tu-155 s motorom na tekući vodik poletio je sa aerodroma u blizini Moskve na svoj prvi let. Pilotirala ga je posada koju su činili: prvi pilot - počasni probni pilot SSSR-a Vladimir Andrejevič Sevankaev, drugi pilot - počasni probni pilot SSSR-a Andrej Ivanovič Talalakin, inženjer leta - Anatolij Aleksandrovič Kriulin, drugi inženjer leta - Jurij Mihajlovič Kremljev, vodeći inženjer ispitivanja - Valerij Vladimirovič Arkhipov.

Let se odvijao normalno. Sve zemaljske službe i prateći zrakoplov Tu-134 pratili su njegovu provedbu. Sustavi koji su ispitani i ispitani na zemlji po prvi su put testirani u zraku. Let je trajao samo 21 minutu u malim krugovima na različitim visinama ne većim od 600 metara. Završio je nešto prije nego što je planirano, za što je testni inženjer Valerij Arkhipov imao dobre razloge: u odjeljku za dušik senzori su zabilježili prisutnost dušika, koji se trebao automatski pojaviti u slučaju curenja vodika. Ali, hvala Bogu, razlog je bio drugačiji. Dušik se dovodio kroz balon ventil, koji je bio bez tlaka kada se zrakoplov naginjao na obje strane osi. To je postalo jasno tek na zemlji.

Učinjen je tek prvi korak prema rješavanju složenih problema uvođenja tekućeg vodika kao zrakoplovnog goriva. Tijekom letačkih testova obavljeni su letovi radi provjere rada elektrane i sustava zrakoplova u različitim režimima leta i tijekom evolucije zrakoplova. Pokrenut je eksperimentalni motor, ispitan je rad protupožarnih i protupožarnih sustava u režimima stvaranja neutralnog okruženja i ventilacije zraka. U lipnju 1988. godine završen je program testiranja leta na tekući vodik. Nakon toga, Tu-155 je modificiran za letove na ukapljeni prirodni plin. Prvi let na ovo gorivo dogodio se 18. siječnja 1989. godine. Zrakoplov je testirala posada koju su činili: zapovjednik broda - počasni probni pilot SSSR-a Vladimir Andrejevič Sevankajev, drugi pilot - Valerij Viktorovič Pavlov, inženjer leta - Anatolij Aleksandrovič Kriulin, drugi inženjer leta - Jurij Mihajlovič Kremljev, vodeći ispitni inženjer - Valerij Vladimirovič Arhipov ...

Kako je rekao generalni konstruktor Aleksej Andrejevič Tupolev: „Danas je prvi put u svijetu poletio zrakoplov koji je koristio ukapljeni prirodni plin kao gorivo. I nadamo se da će nam ovaj prvi let ovog zrakoplova dati priliku da prikupimo sve znanstvene i eksperimentalne podatke i napravimo zrakoplov koji će u bliskoj budućnosti moći letjeti putnicima.”

Ispitivanja su pokazala da je potrošnja goriva smanjena za gotovo 15% u odnosu na kerozin. Osim toga, potvrdili su mogućnost sigurnog rada zrakoplova korištenjem kriogenog goriva. Tijekom opsežnog niza testova na Tu-155, postavljeno je 14 svjetskih rekorda, kao i nekoliko međunarodnih letova iz Moskve za Bratislavu (Čehoslovačka), Nicu (Francuska) i Hannover (Njemačka). Ukupno vrijeme rada eksperimentalne elektrane premašilo je 145 sati.

Krajem 90-ih, glavni upravitelj ruskih rezervi plina, Gazprom, dao je inicijativu da se u početku izgradi teretno-putnički, a potom samo putnički avion, koji bi u potpunosti mogao raditi na ukapljeni prirodni plin. . Zrakoplov je dobio ime Tu-156 i nastao je na temelju postojećeg Tu-155. Na njega su trebala biti ugrađena tri nova motora NK-89, slična NK-88, ali s dva neovisna sustava goriva: jedan za kerozin, a drugi za kriogeno gorivo. Provedeno je puno istraživačkih i projektantskih radova na preuređenju odjeljaka i smještaju spremnika goriva.

Do 2000. trebala su se proizvoditi tri Tu-156 u Zrakoplovnoj tvornici u Samari i započeti njihovo certificiranje i probni rad. Nažalost, to nije učinjeno. A prepreke provedbi zamišljenih planova bile su isključivo financijske.

Vjerojatno možemo reći da je Tu-155 ispred svog vremena. Prvi put su koristili sustave kojima će se čovječanstvo vratiti. I Tu-155 je dostojan da bude u muzeju, a ne među zaboravljenim razbijenim zrakoplovima.

Na Međunarodnom zrakoplovno-svemirskom salonu MAKS-2015 Znanstveno-inženjerska tvrtka "NIK" i B Humanitarna zaklada Aviation Legends uz potporu Gradske uprave Žukovskog i OJSC-a Aviasalon po prvi je put predstavila široj javnosti ovaj jedinstveni zrakoplov.

Tekst je uglavnom prividno