Motor criogenic. Motoare electrice criogenice. Principiul de funcționare al unei unități frigorifice criogenice

Motoarele sunt destinate utilizării pe aeronave cu combustibil criogenic, pentru transport terestru de mare viteză, în sisteme de propulsie electrică pentru nave maritime, echipamente criogenice spațiale și industriale generale pentru antrenarea pompelor criogenice, compresoarelor axiale „reci”, etc.

Elementele ceramice supraconductoare de înaltă temperatură (HTSC) pe bază de ytriu sau bismut sunt utilizate ca materiale active pentru rotor.

Principalele avantaje

Motoarele HTSC de diferite tipuri, care funcționează în azot lichid, au o putere specifică de ieșire de 3-4 ori mai mare decât motoarele electrice convenționale.

Din 2005, MAI a dezvoltat motoare electrice foarte dinamice pentru acţionarea criopompelor pentru energie cu hidrogen şi sisteme de alimentare criogenică pentru cablurile de alimentare JV. S-a demonstrat experimental că motoarele foarte dinamice cu magneți permanenți și elemente volumetrice HTSC au o putere de ieșire de 1,3-1,5 ori mai mare decât motoarele sincrone convenționale cu aceleași moduri de răcire în azot lichid.

În 2007 la MAI împreună cu JSC NPO Energomash numit după ak. VP Glushko „și OJSC” AKB Yakor „au creat și testat cu succes un prototip industrial al unei criopompe cu o unitate electrică HTSC pentru sistemele de alimentare criogenică pentru cablurile JV de alimentare.

S-a finalizat dezvoltarea și testarea motoarelor cu o putere de până la 100 kW. Motoare de până la 500 kW sunt în curs de dezvoltare.

Noutatea soluțiilor propuse este protejată de șapte brevete de invenție.

Cercetarea este realizată în cadrul proiectelor comune germano-ruse care unesc MAI (Moscova), VNIINM im. A. A. Bochvara (Moscova), VEI (Moscova), ISSP RAS (așezarea Chernogolovka, regiunea Moscova), IPHT (Jena, Deutschland), Oswald Elektromeotoren GmbH (Miltenberg, Deutschland), IEMA (Stuttgart, Deutschland), IFW (Dresda, Deutschland) , precum și în cadrul proiectului Science for Peace între MAI și Universitatea Oxford (Marea Britanie).

Principalele caracteristici tehnice

• Motoare de tip histerezis

• Motoare reactive

După cum sa menționat deja, un motor termic și un frigider sunt necesare pentru funcționarea unui motor termic, care, prin definiție, trebuie să aibă o temperatură mai mare. Temperatura frigiderului este aproape întotdeauna aceeași cu temperatura aerului, în timp ce temperatura sursei de căldură a camerei de ardere, a reactorului sau a colectorului solar poate varia. Totuși, într-o sursă de căldură poate fi folosit un corp cu o temperatură ambiantă iJ.În acest caz, frigiderul ar trebui să aibă o temperatură mai scăzută, care poate fi obținută folosind lichide criogenice, motoarele care se numesc criogenice. Sunt cunoscute dezvoltări ale motoarelor mentale care funcționează conform ciclului Rankine deschis folosind azot lichid. În fig. 3.16 prezintă o diagramă a unei astfel de mustăți - * și.

Azotul ușor se află într-un rezervor criogenic special sub presiune - Din acest rezervor, lichidul este direcționat către schimbătorul de căldură, prin care o anumită cantitate de căldură este furnizată fluidului de lucru, suficientă; despre evaporare. În acest caz, vom obține azot deja gazos cu o presiune pt __ și temperatura Tv

în poziția inițială, supapa de evacuare a cilindrului de lucru este închisă, iar admisia este I ікріт. Cilindrul primește | і kmoli de azot evaporat. Actorie. Presiunea scăzută a gazului face ca acesta să scadă. Acest proces are loc prin îndepărtarea căldurii la presiune constantă (p2 = p,) și temperatură (T2 = Ty) porilor, până când gazul umple volumul cilindrului v2.

Avem:

În următoarea poziție de funcționare, supapa de admisie se închide. Presiunea mare a gazului din interiorul cilindrului va duce la mișcarea continuă a pistonului și va crește volumul până când presiunea gazului devine egală cu p3 și volumul ocupat de acesta - v3. Acest proces poate avea loc atât izoterm (T3 = Tu) cu continuarea alimentării cu căldură, cât și adiabatic (T3< Тх) в завн! симости от типа используемого устройства. Рассмотрим более предпочтительны изотермический процесс:

Să luăm acum în considerare cazul expansiunii adiabatice, care este mult mai ușor de realizat în viața reală. Dacă nu există schimb de căldură în timpul expansiunii, temperatura gazului se va modifica conform următoarei legi:

Aici pentru azot y = 1,4. Lucrare de extindere

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

I / atm = Ra ™ "" 3 = ^ LT3 "

În acest caz, munca utilă va fi egală cu

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

Astfel, în exemplul discutat mai sus, lucrul final obținut în timpul expansiunii va fi egal cu 4,2 MJ/kmol, sau 150 kJ/kg. Comparați această cifră cu 5,7 MJ/kmol, sau 204 kJ/kg, în cazul expansiunii izoterme și cu căldura specifică de ardere a benzinei 47 000 kJ/kg.

Este clar că energia specifică a fluidului de lucru criogenic poate fi mărită -> prin creșterea presiunii de lucru. Cu toate acestea, această creștere este supusă logaritmului | Legea. Astfel, cu o creștere a presiunii de 10 ori (până la 10 MPa), energia specifică va crește la 11,4 MJ/kmol, sau doar de 2 ori. Rețineți că o presiune de 10 MPa corespunde la 100 atm. Construirea unui motor pentru asta presiunea de lucru- o problemă tehnică dificilă: motorul va fi greu și foarte scump.

Motoarele cu ardere internă pe benzină au o eficiență medie mai mică de 20%. Adică, munca utilă per 1 kg de fluid de lucru într-un motor pe benzină este de 8000 kJ / kg sau mai mult, sau de aproape 40 de ori mai mult decât într-un motor criogenic.

În primele motoare criogenice experimentale create, valorile realizate ale lucrării specifice au fost mai mici de 50 kJ/kg. Într-o mașină demonstrativă cu acest motor, s-a consumat 1 gal de azot la 0,3 mile. Adică nu a fost încă posibil să se creeze un motor criogenic suficient de practic. Este posibil ca după modificări corespunzătoare, eficiența să fie următoarea: * „motoarele pot fi îmbunătățite semnificativ1).

Motoarele criogenice pentru vehicule nu au furnizat încă un kilometraj mare. Costul actual al azotului lichid este de 0,5 USD / kg sau 1,52 USD / galon. Luând în considerare valorile atinse ale kilometrajului specific, aceasta înseamnă că, cu același kilometraj, costul d - acest combustibil va fi de zece ori mai mare decât cel al motoarelor pe benzină.

În același timp, un consum specific mai mare de „combustibil” necesită o rezervă mai mare a acestuia. vehicul... Și aceasta, la rândul său, duce la o scădere a sarcinii utile pe care o poate transporta vehiculul.

Aproximativ. ed. Primul și unul dintre puținii dezvoltatori ai unui motor criogenic este. Universitatea din Washington (SUA), care și-a creat prototipul LN2000 bazat pe vehiculul poștal Grumman-Olson. Pe mașină a fost instalat un motor experimentat cu 5 cilindri, cu o capacitate de 15 litri. cu., lucrând pe azot lichid într-un ciclu Rankine deschis. Motorul criogenic a furnizat o viteză maximă a vehiculului de 35,4 km/h și un vas Dewar de 80 de litri, care a fost folosit pentru a stoca azot lichid la o presiune de 24 de bari, oferind o autonomie de croazieră de aproximativ 2 mile (3,2 km). Mașina criogenică a fost creată la mijlocul anilor 90 în cursul căutării centralelor electrice pentru o mașină din categoria ecologică ZEV (cu deplasare zero), alternativă la propulsia electrică. Există și entuziaști în Rusia care încearcă să creeze un motor criogenic eficient. Cu toate acestea, succese semnificative, care vorbesc despre eficiența și relevanța acestei direcții pentru transport rutier, nici în Rusia, nici în străinătate, nu a fost încă realizat.

Singurul avantaj incontestabil al motoarelor criogenice este respectarea mediului. Cu toate acestea, inofensivitatea ecologică a unor astfel de sisteme nu este zero, deoarece producția de azot lichid necesită cheltuieli de rgi, însoțite de emisii nocive. Întrebarea este dacă beneficiile de mediu compensează dezavantajele grave ale arzătoarelor criogenice descrise mai sus.

Demonstrați că eficiența teoretică a unui motor Stirling fără regenerare

unde ПCamot este eficiența ciclului Carnot corespunzătoare intervalului de temperatură dat; v este numărul de grade de libertate ale fluidului de lucru (gaz); g - raportul de compresie.

Ce gaz este mai bine să utilizați ca fluid de lucru? Explică de ce?

În exemple, am presupus un raport de compresie de 10. Care ar fi randamentul motorului cu un raport de compresie de 20? Ce dezavantaje va avea gsto la un raport de compresie mai mare? Are sens să măresc raportul de compresie?

Desenați procesele tipice motorului Stirling în diagrame și T, S pentru exemplul dat în text. Care este semnificația fizică a lungimii sub curbele p, V - și 7 ~, V - pentru v și s și m osty?

Luați în considerare doi cilindri A și B cu pistoane în interior. Ra - e volumele din interiorul cilindrilor pot fi schimbate independent. Maximul h al fiecăruia dintre acești cilindri este de 10 m3, volumul minim este zero. Cilindru - sunt interconectate hidraulic astfel încât gazul în orice punct al volumului buteliilor va avea aceeași presiune. La momentul inițial de timp, volumul cilindrului A este egal cu 10 m3, iar volumul cilindrului B este zero. Cu alte cuvinte, pistonul A va merge în sus și pistonul B va coborî. Exponentul adiabatic al corpului său este y = 1,4.

Doar gazul (kmol) este în sistem la o presiune de 0,1 MPa și o temperatură de 400 K.

3. Acum imaginați-vă că pistonul A a crescut astfel încât volumul din cilindru este redus la 1 m3, iar volumul din cilindrul B rămâne neschimbat. Care sunt temperatura m> a gazului și presiunea acestuia în condițiile unui proces adiabatic? Cum se consumă energia în compresie?

4. Apoi pistoanele au început să se miște simultan până când volumul din cilindrul A a devenit egal cu zero, iar în cilindrul B - 1 m3. Care sunt presiunea și temperatura gazului din cilindrul B!

5. Următorul pas este transferul de căldură către cilindrul B astfel încât * volumul să crească la 10 m3. Temperatura gazului nu se modifică în timpul procesului. Câtă căldură a fost transferată gazului în timpul acestui proces.Ce lucru a făcut pistonul B? Care este presiunea finală a gazului?

6. Acum pistonul B începe să se ridice, în timp ce pistonul A este coborât. Gazul curge dintr-un cilindru în altul. Acest proces. " teoretic are loc fără consum de energie. Din cilindrul A, căldura este evacuată în mediu, iar gazul este răcit la o temperatură de 400. În poziția finală, când cilindrul A are un volum maxim, ci este considerat complet complet. Câtă energie a fost eliberată în mediu în timpul acestui proces?

7. Care este randamentul unei mașini date, adică care este raportul dintre cantitatea de muncă efectuată și căldura primită de la încălzitor?

8. Cum se compară această eficiență cu eficiența ciclului Carnot?

9. Desenați procesele considerate în diagramele p, Y - și 7, ^.

10. Obțineți formula eficienței față de raportul de compresie Desenați o curbă a eficienței față de g în intervalul 1< г < 100.

11. Dacă valoarea eficienței obținută se dovedește a fi clar supraestimată (n realistă), de exemplu, egală cu 10.000, care ar fi eficiența reală? Poate depăși eficiența ciclului Carnot? Explicați-vă descoperirile.

3.4. Imaginează-ți o anumită mașină echipată cu un motor cu scânteie: ardere internă (ciclul Otto). Acest motor folosește benzină (pentru 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.

Deoarece motoarele pe benzină pot folosi nol ca combustibil, proprietarul mașinii a decis să o transforme la acest tip de combustibil. În același timp, pasul „, compresie” a crescut la 12. Să presupunem că, în orice caz, mașina efectivă reală este aproximativ egală cu jumătate din eficiența teoretică. Care este consumul specific de combustibil al unei mașini care funcționează cu etanol?

Cea mai mică putere calorică și densitate a substanțelor luate în considerare: pentan - 28,16 MJ/l, 0,626 kg/l; etanol - 21,15 MJ/l, 0,789 kg/l.

Rezolvați această problemă de două ori, o dată pentru y = 1,67 și cealaltă pentru y = 1,4.

3.5. Luați în considerare un cilindru cu un piston fără frecare. În etapa inițială a experimentului, acesta conține 1 litru de gaz (y = 1,4, c = 20 kJ / (K kmol)) la o temperatură de 400 K și presiuni de 105 Pa.

Cât de mult gaz, în kilometri, este în butelie?

2 Care este produsul pV în acest caz!

GKst acum pistonul se mișcă cu o scădere a volumului de gaz la 0,1 l. Compresia este adiabatică.

Care este presiunea gazului după compresie? і Cu ce ​​este egală temperatura gazului?

J Ce lucrare a făcut compresorul?

1 măsoară izoterm furnizează 500 J de căldură gazului.

і Care este volumul de gaz după aceea?

Care a fost egalul cu călușarea?

Deoarece atunci când este furnizată căldură, gazul se dilată (pistonul se mișcă), ce lucru face?

Acum gazul se extinde adiabatic până când volumul său este egal cu 1 litru.

Care este presiunea gazului după expansiunea adiabatică? і Care este temperatura gazului?

ce lucru se face în expansiunea adiabatică?

Lăsați căldura să fie îndepărtată izotermic din gaz până când presiunea acestuia este egală cu 105 Pa. În acest caz, sistemul revine la starea 1.

2. Care este munca totală a pistonului transferată la sarcina externă? care este cantitatea totală de căldură primită de sistem (căldura respinsă nu este luată în considerare aici)?

Care este eficiența dispozitivului?

5 Care este eficiența corespunzătoare a ciclului Carnot?

Nu. Desenați procesele și întregul ciclu în p. Diagrama K.

Să presupunem că benzina are un număr octanic de 86. Cifra octanică al etanolului este 160. Să presupunem că y = 1,4.

1. Cum sa schimbat puterea calorică a 1 litru de amestec în comparație cu puterea calorică a benzinei pure?

2. Care este cifra octanica a intregului amestec?

Să presupunem că raportul de compresie maxim admisibil al combustibilului este r = 0,093 Og, unde Og este cifra octanică.

3. Care este raportul maxim de compresie al unui motor pe benzină? Motor cu combustibil mixt?

4. Care este randamentul relativ al motorului?

5. Care este consumul specific de combustibil pe unitatea de distanță parcursă atunci când se utilizează benzină pură și când se utilizează un amestec de combustibil?

3.7. Motorul cu piston cu circuit deschis funcționează cu aer atmosferic. care intră în el în cantitate de 23 * 10 () kmol la o temperatură de 300 K și o presiune de 105 Pa. Raportul de compresie al motorului este de 5,74.

Contracția și expansiunea sunt adiabatice. Căldura este furnizată izobar, în timp ce căldura este îndepărtată izotermic. 500 Jb de căldură sunt furnizate gazului pe ciclu. Aerul are c. = 20 790 J/(K - kmol) și y = 1,4.

Care este randamentul teoretic al motorului? Comparați acest lucru cu eficiența ciclului Karnot.

Urmați acești pași:

calculați volumul inițial al cilindrului;

determinați pentru procesul de compresie adiabatică valorile finale ale lui V, p, T și munca necesară:

determinați parametrii termodinamici ai sistemului după alimentarea cu căldură; calculați lucrarea perfectă în procesul de extindere.

3.8. Unele motoare Stirling realizează doar jumătate atunci când funcționează; eficacitatea sa teoretică. Motorul funcționează în intervalul de temperatură de la 1000 la 400 K. Care va fi eficiența dispozitivului în următoarele cazuri:

1. Dacă utilizați un regenerator de căldură ideal, argonul ca mediu de lucru, iar raportul de compresie este de 10: 1.

2. În aceleași condiții ca în revendicarea 1, raportul de compresie este de 20: 1.

3. În aceleași condiții ca la punctul 1, dar fără utilizarea unui regenerator.

4. În aceleași condiții ca la punctul 2, dar fără utilizarea unui regenerator.

3 9. Când se utilizează amestecuri bogate, eficiența motorului Otto scade, în timp ce atunci când se lucrează la un amestec slab, pot apărea probleme de aprindere. Soluția la această problemă poate fi utilizarea motoarelor cu ardere stratificată.

Luați în considerare un motor cu un raport de compresie de 9: 1. Un amestec bogat are y = 1,2, un amestec slab y = 1,6. Toate celelalte lucruri fiind egale, care este raportul dintre ■ »eficienţa utilizării amestecului slab şi eficienţa utilizării - V. 4-a din amestecul bogat?

3.8. Luați în considerare un motor Otto cu aprindere prin scânteie care are următoarele caracteristici:

volumul maxim al cilindrului VQ = 1 l (KN m3); raport de compresie r = 9: 1; presiunea la capătul admisiei p0 = 5 104 Pa; temperatura amestecului la capătul de intrare 70 = 400 K; valoarea medie a indicelui adiabatic al amestecului este de 1,4;

căldura specifică a amestecului (la volum constant) c = 20 kJDC - kmol).

Ce putere este transferată sarcinii dacă arborele motorului se rotește la > * 00 rpm?

Mase Chtomnye: N - 1 daltoni: C - 12 daltoni; N - 14 Daltoni: 0-16 Dal - ton. Prezența argonului în amestec poate fi neglijată.

3.12. Cea mai mare căldură de ardere a i-heptanului (la 1 atm și 20 ° C) este de 48,11 MJ / kg. Care este puterea calorică netă?

3.13. 1 mol de ceva gaz (y = 1,6, cv = 13,86 J / (K kmol) la 300 K necesită 1 litru. Pentru fiecare pas descris mai jos, determinați valorile lui p, Vu T.

Pasul 1 -> 2.

Comprimarea adiabatică a gazului la un volum de 0,1 l. Câtă energie a fost cheltuită tV12 în compresie?

Pasul 2 -> 3.

Transfer izotermic a 10 kJ de căldură către fluidul de lucru. Cu ce ​​este egală munca externă?

Pasul 3 -> 4.

Expansiune gaz adiabatic 10: 1.

Pasul 4 -> 1.

Eliminarea izotermă a căldurii cu revenirea gazului în starea 1. Cu ce ​​este egală energia îndepărtată?

Care este eficiența generală a ciclului?

Care este eficiența ciclului Carnot corespunzător?

Câtă putere va avea motorul dacă axul său se rotește la 5000 rpm (5000 cicluri pe minut)?

3.14. În motorul Stirling discutat mai devreme, are loc compresia izotermă, urmată de intrarea de căldură izocoră, compresia izotermă și îndepărtarea căldurii izocoră.

Compresia izotermă este dificil de realizat, mai ales la motoarele de mare viteză. Prin urmare, presupunem că motorul efectuează compresie adiabatică în timpul funcționării. Rețineți că celelalte faze ale motorului în cauză corespund fazelor motorului descris anterior. Deci, cu alimentare izotermă de căldură, fluidului de lucru este furnizat 293 J. Adică, cilindrul „fierbinte” după procesul de comprimare adiabatică va avea o temperatură de 652 K până la sfârșitul procesului de alimentare cu căldură.

Determinați randamentul teoretic al motorului (fără recuperare de căldură) și comparați-l cu randamentul ciclului Carnot corespunzător.

Determinați puterea produsă de un cilindru al unui motor dat, presupunând că randamentul unui motor real va fi de aproximativ 2 ori mai mic decât cel al unui motor ideal. Turația arborelui motorului este de 1800 rpm. Fiecare rotație a arborelui corespunde unui ciclu complet al motorului. Pentru calcule, luați y = 1,4.

3.15. Să presupunem că motorul funcționează într-un interval de temperatură între 1000 și 500 K cu eficiența unui motor Carnot. Sursa de căldură are o putere de 100 kW și o temperatură de 1500 K. Această căldură este transferată în fluidul de lucru al motorului descris anterior. Să presupunem că transferul fluxului de căldură se realizează cu un gradient de temperatură care reduce temperatura de la 1500 la 1000 K. Se presupune că eficiența transferului de căldură este de 100%, adică o putere de 100 kW este furnizată motorului fără pierderi. .

Care este randamentul motorului descris mai sus, care funcționează pe ciclul Iirno? Care este puterea netă a acestui sistem (motor)?

3.16. Cazanul de abur furnizează abur turbinei cu abur. Există canale în pereții cazanului prin care curge aburul. Pe de o parte, acești pereți sunt în zona flăcării cuptorului. Temperatura aburului încălzit este de 500 K, temperatura peretelui în contact cu flacăra este de 1000 K. Un flux de căldură de 1 kW trece prin fiecare centimetru pătrat al suprafeței de încălzire. Conductivitatea termică a pereților metalici ai canalului X depinde de temperatură după cum urmează: X = 355 - 0,111Т (în SI). Temperatura este dată în Kelvin.

Calculați grosimea peretelui.

2 Determinați temperatura la mijlocul dintre pereții interior și exterior ai conductei.

I ". Motorul cu aprindere prin scânteie Otto în 4 timpi are un volum total de 2 litri și funcționează pe metan (putere calorică brută 55,6 MJ/kg). Căldura de compresie în motor este de 10: 1. Sistemul de injecție folosește o injecție. sistem care furnizează combustibil în așa fel încât să se mențină raportul stoechiometric specificat.Exponentul adiabatic al amestecului este 1.4.< температуре 350 К, так как гидравлические потери на входе можно считать небрежимо малыми.

este puterea transmisă de motor către sarcină dacă frecvența de rotație a arborelui său este de 5000 rpm? Ținând cont de particularitățile motorului, calculul ar trebui făcut pe baza căldurii celei mai scăzute de ardere a combustibilului.

18. Luați în considerare un motor cu aprindere prin scânteie cu un raport de compresie de 9: 1. Gazul din interiorul cilindrului are y = 1,5.

starea inițială a fluidului de lucru are următorii parametri: = I l;

eu atm; Tx = 300 K.

La sfârșitul procesului de compresie, se injectează 10 mg de benzină, apoi amestecul de aprindere este g „I. Arderea combustibilului are loc instantaneu. Să presupunem că căldura specifică a benzinei este de 45 MJ/kg.

Determinați randamentul ideal al motorului.

Calculați eficiența ciclului Carnot corespunzător.

3. Demonstrați că reducerea cantității de combustibil injectat într-un singur vârf va aduce eficiența ciclului Otto mai aproape de eficiența Carnot CEC.

3.19. Într-un motor diesel, combustibilul este injectat în aer comprimat fierbinte din cilindru, după care amestecul se aprinde spontan. Să presupunem că combustibilul este furnizat relativ lent, astfel încât arderea amestecului are loc la presiune substanțial constantă. Raportul de compresie g utilizat în majoritatea motoarelor diesel este între 16: 1 și 22: 1. La motoarele diesel, aprinderea spontană are loc în mod fiabil la o temperatură a aerului de cel puțin 800 K.

Aerul are un raport dintre căldura specifică la presiune constantă și căldura specifică la volum constant, egal cu 1,4 (y = 1,4). Temperatura aerului de pornire la intrarea într-un motor diesel rece 300 K.

Care ar trebui să fie raportul minim de compresie necesar pentru a porni motorul?

3.20. Luați în considerare o mașină care utilizează aer> i (y = 1,4) ca mediu de lucru și efectuează o serie secvențială de procese termodinamice. La sfârșitul fiecărui proces, determinați caracteristicile stării gazului (presiune, volum și temperatură), precum şi energia caracteristică fiecărui proces.

În starea inițială (starea 1), gazul are următoarele caracteristici рх = 105 Pa; Vx = 10-3 m3; Tx = 300 K.

1. Procesul 1 (etapa I -> 2): compresie adiabatica, reducerea volumului la 10-4 mc.

2. Al 2-lea proces (pasul 2 -> 3): alimentare izobară de 200 J căldură.

Procesul 3.3 (pasul 3 -> 4): expansiune adiabatică până la V4 = 10_3m3.

Calculați toată energia termică și mecanică care este furnizată motorului și toată energia mecanică care este îndepărtată din acesta. Pe baza acesteia, determinați eficiența mașinii. (Sugestie: asigurați-vă că luați în considerare toate procesele în care energia este îndepărtată.)

3.21 În ciclul unui motor diesel se pot distinge următoarele faze:

faza 1 2. Compresia adiabatică a aerului curat de la volumul Vx la volum ":

faza 2 -> 3. Arderea combustibilului la presiune constantă cu expansiune de la volumul V2 la volumul K3;

faza 3 ^ 4. Expansiune adiabatică de la volumul V3 la volumul V4; faza 4 - » 1. Îndepărtare izocorică de căldură, în care gazul se află în condiţiile iniţiale.

ciclul t este similar cu ciclul Otto cu singura diferență că arderea în nichelul Otto are loc izocor, în timp ce într-un motor diesel este izobar, ne uităm la un ciclu în care Fj = K) 3 m3, V2 = 50 W-6 m3 , V3 = 100 10-6 m3, = 105 Pa, 7] - 300 K și pentru toate procesele vom considera y = 1,4.

Calculați eficiența teoretică a ciclului.

Calculați randamentul folosind ecuația de eficiență a ciclului Diesel obținută în cap. 4.

Calculați eficiența evaluând toată energia mecanică (compresie și expansiune) și toate procesele termice (aportul și îndepărtarea căldurii). Fiți suficient de atenți atunci când analizați ce se întâmplă în faza de ardere (2-> 3), când se eliberează energie de ardere și se efectuează în același timp unele lucrări mecanice.

reduceri la PP. 2 și 3 trebuie să fie la fel.

Știm cu toții că unul dintre fundamentele vieții materiale a omenirii moderne este binecunoscutele minerale, petrol și gaz. Hidrocarburile binecuvântate sunt prezente într-un fel sau altul în fiecare domeniu al vieții noastre, iar primul lucru care îi vine în minte oricărei persoane este combustibilul. Acestea sunt benzina, kerosenul și gazele naturale utilizate în diferite sisteme energetice (inclusiv motoarele vehiculelor).

Câte mașini pe drumurile lumii și avioane sunt arse în aer în motoarele lor... Numărul lor este imens și la fel de mare este cantitatea de combustibil care iese, ca să spunem așa, în conductă (și la În același timp, se străduiește să contribuie cu cota sa considerabilă la otrăvirea atmosferei :-)). Cu toate acestea, acest proces nu este nesfârșit. Rezervele de petrol, din care se produce cea mai mare parte a combustibilului mondial (în ciuda faptului că pierde treptat teren în fața gazelor naturale), scade rapid. Se scumpește în permanență și deficitul său se simte din ce în ce mai mult.

Această situație a forțat de mult cercetătorii și oamenii de știință din întreaga lume să caute surse alternative de combustibil, inclusiv pentru aviație. Una dintre direcțiile unei astfel de activități a fost dezvoltarea utilizării aeronavelor combustibil criogenic.

Criogenic înseamnă " născut din frig”, Iar combustibilul în acest caz este gaz lichefiat, care este depozitat la temperaturi foarte scăzute. Primul gaz care a atras atenția dezvoltatorilor în acest sens a fost hidrogenul. Acest gaz are puterea calorică de trei ori mai mare decât a kerosenului și, în plus, atunci când este folosit într-un motor, se eliberează în atmosferă apă și o cantitate foarte mică de oxizi de azot. Adică este inofensiv pentru atmosferă.

Avionul TU-154B-2.

La mijlocul anilor 80 ai secolului trecut, biroul de proiectare al lui A.N. Tupolev a început să creeze o aeronavă care folosește hidrogen lichid ca combustibil. A fost dezvoltat pe baza seriei TU-154B folosind motorul turboreactor bypass NK-88. Acest motor a fost creat în clădirea motoarelor birou de proiectare im. Kuznetsova(Samara), din nou bazat pe un motor în serie pentru Tu-154 NK-8-2 și era destinat să funcționeze cu hidrogen sau gaz natural. Trebuie spus că în acest birou se lucrează pe teme noi încă din 1968.

Același Tu-155 este în depozit... Din păcate, stocare dezgustătoare :-(.

Avioane noi care rulează combustibil criogenic a primit numele TU-155. Cu toate acestea, lucrurile nu sunt atât de simple. Ideea este că hidrogenul este un combustibil periculos. Este extrem de inflamabil și exploziv. Posedă o capacitate de penetrare excepțională și poate fi depozitat și transportat doar în stare lichefiată la temperaturi foarte scăzute, aproape de zero absolut (-273 grade Celsius). Aceste caracteristici ale hidrogenului sunt o mare problemă.

Prin urmare, TU-155 a fost un laborator zburător pentru cercetarea și rezolvarea problemelor existente, iar aeronava de bază a suferit o modificare radicală în timpul creării sale. În locul motorului potrivit NK-8-2 a fost instalat un nou NK-88 criogenic (ceilalți doi au rămas rude :-)). În spatele fuselajului, în locul habitaclului, a fost amplasat un rezervor special pentru combustibil criogenic, hidrogen lichid, cu un volum de 20 de metri cubi. cu îmbunătățită ecran-vid izolație, unde hidrogenul ar putea fi stocat la temperaturi sub minus 253 de grade Celsius. A fost furnizat motoarelor cu o specială unitate de pompare turbo ca pe o rachetă.

motor NK-88. Un ansamblu masiv de pompă turbo este vizibil deasupra motorului.

Din cauza pericolului mare de explozie, aproape toate echipamentele electrice au trebuit să fie scoase din compartimentul cu rezervorul de combustibil pentru a exclude cea mai mică posibilitate de scânteie, iar întregul compartiment a fost purjat în mod constant cu azot sau aer. Pentru a controla unitatile centrală electrică a fost creat un sistem special de control al heliului. În plus, vaporii de hidrogen din rezervor au trebuit să fie deviați departe de motoare pentru a evita aprinderea. Pentru aceasta a fost realizat un sistem de drenaj. În avion, ramurile sale din fuzelajul pupa sunt clar vizibile (în special pe chilă).

Diagrama de amplasare a TU-155. Albastru - rezervor de combustibil. Compartimentul frontal conține echipament de sprijin. Motor criogenic în roșu.

În general, au fost create și implementate peste 30 de noi sisteme de aeronave. În general, munca a fost realizată extraordinar :-). Dar era și nevoie de echipamente la sol, nu mai puțin complexe, care să asigure realimentarea și depozitarea. Adevărat, atunci dezvoltarea sistemului Buran era în plină desfășurare, pe racheta purtătoare a cărei hidrogen lichid era unul dintre propulsori. Prin urmare, se credea că totul va fi furnizat pe bază industrială și nu va lipsi combustibilul. Dar, cred, toată lumea înțelege că combustibilul criogenic într-un astfel de sistem devine pur și simplu „aur” din punct de vedere al costului. Și asta înseamnă că utilizarea comercială a hidrogenului lichid este greu posibilă în viitorul apropiat. Prin urmare, chiar și atunci erau în curs de pregătire pentru trecerea la o altă specie. combustibil criogenic – gaz natural lichefiat(GNL).

Cu toate acestea, primul zbor al TU-155 pe hidrogen lichid a avut loc pe 15 aprilie 1988. Pe lângă asta, au existat 4 astfel de zboruri. După aceea, TU-155 a fost modificat pentru zborurile cu gaz natural lichefiat (GNL).

În comparație cu hidrogenul, acest tip de combustibil este mult mai ieftin și mai accesibil; în plus, este și de câteva ori mai ieftin decât kerosenul. Puterea sa calorică este cu 15% mai mare decât cea a kerosenului. În plus, poluează puțin atmosfera și poate fi păstrat la o temperatură de minus 160 de grade, care este cu până la 100 de grade mai mare decât cea a hidrogenului. În plus, pe fondul hidrogenului, GNL este încă mai puțin periculos de incendiu (deși, desigur, un astfel de pericol încă există) și există suficientă experiență în menținerea lui într-o stare sigură. Organizarea aprovizionării cu gaze (GNL) a aerodromurilor, în general, nu este, de asemenea, extrem de dificilă. Conductele de gaze sunt conectate la aproape toate aeroporturile importante. In general, sunt destule avantaje :-).

Primele zboruri ale TU-155 folosesc deja combustibil criogenic gaz natural lichefiat a avut loc în ianuarie 1989. (Videoclipul de mai jos vorbește despre asta). Au fost și aproximativ 90 de astfel de zboruri. Toți au arătat că consumul de combustibil este redus cu aproape 15% în comparație cu kerosenul, adică aeronava devine mai economică și mai profitabilă.

Acum puțin despre perspectivele... La sfârșitul anilor 90, principalul manager al rezervelor de gaze rusești, Gazprom, a venit cu o inițiativă de a construi la început un avion de marfă-pasageri și apoi doar un avion de pasageri, care ar putea funcționa în întregime cu GNL. Aeronava a primit numele TU-156 și a fost creată pe baza TU-155 existentă. Trei noi motoare NK-89 urmau să fie instalate pe el. Acestea sunt similare cu NK-88, dar cu două sisteme de combustibil independente: unul pentru și celălalt pentru combustibil criogenic(GNL). Acest lucru era convenabil în sensul că nu era întotdeauna posibil să se realimenteze cu benzină, iar avionul putea trece de la un sistem de alimentare la altul după cum era necesar. Conform tehnologiei dezvoltate, acest lucru a durat doar cinci minute. NK-89 avea și un schimbător de căldură în spațiul turbinei, unde gazul lichefiat a trecut în stare gazoasă și apoi a intrat în camera de ardere.

S-au efectuat o mulțime de lucrări de cercetare și proiectare privind rearanjarea compartimentelor și amplasarea rezervoarelor de combustibil. Până în 2000, trei TU-156 urmau să fie produse la Uzina de Aviație Samara, iar certificarea și funcționarea lor de probă urmau să înceapă. Dar... Din păcate, acest lucru nu s-a făcut. Iar obstacolele în calea implementării planurilor concepute au fost exclusiv financiare.

După aceea, au fost dezvoltate mai multe proiecte de aeronave care utilizează combustibil criogenic (GNL), cum ar fi, de exemplu, TU-136 cu motoare turbopropulsoare care funcționează atât cu kerosen, cât și cu gaz lichefiat și TU-206 cu caroserie largă cu motoare turboreactor care funcționează pe GNL.... Totuși, în acest moment, toate aceste proiecte sunt încă proiecte și au rămas.

Model de avion Tu-136.

Model de avion TU-206 (TU-204K).

Timpul va arăta cum se vor dezvolta lucrurile în acest domeniu al științei și tehnologiei aviației. În timp ce crearea de aeronave folosind combustibil criogenicîmpiedicat de diverse circumstanțe, atât obiective, cât și subiective. Rămân multe de făcut în dezvoltarea sistemelor speciale de aeronave, în dezvoltarea infrastructurii terestre, a sistemelor de transport și stocare a combustibilului. Dar acest subiect este extrem de promițător (și, după părerea mea, foarte interesant :-)). Hidrogenul, cu enorma sa intensitate energetică și cu rezervele practic inepuizabile, este combustibilul viitorului. Putem vorbi despre asta cu deplină încredere. Etapa de tranziție la aceasta este utilizarea gazelor naturale.

Iar acest pas decisiv în viitor a fost făcut tocmai în Rusia. Sunt mândru să spun asta din nou :-). Nicăieri în lume nu a fost acolo și până în prezent nu există aeronave similare cu TU-155-ul nostru. Aș dori să citez cuvintele celebrului inginer de aviație american Karl Brever: „ Rușii au făcut o treabă în aviație pe măsura zborului primului satelit al Pământului!»

Acesta este adevăratul adevăr! Vreau doar ca aceste lucruri să meargă într-un flux (și rușii o pot face :-)), și astfel încât acest flux să fie continuu și să nu se miște în smucitură, așa cum se întâmplă adesea la noi...

Dragă, în parteneriat cu oameni de știință, lideri întreprinderile industriale iar specialistii in echipamente criogenice sunt specializati in dezvoltarea de tehnologii care folosesc gaze lichefiate. Principala realizare a acestei cercetări este motorul Dearman, un motor alternativ de ultimă generație care funcționează prin extinderea azotului lichid sau a aerului lichid pentru a produce energie rece și mecanică ecologică.

Când azotul trece de la o stare de agregare lichidă la o stare gazoasă, acest gaz se extinde de 710 de ori. Această creștere a volumului este utilizată pentru a antrena pistoanele motorului. Dearman motoarele funcționează ca motoare cu aburi presiune mare, dar la un punct de fierbere scăzut al azotului lichid. Aceasta înseamnă că atât căldura reziduală, cât și temperatura ambiantă pot fi folosite ca sursă de energie termică, eliminând nevoia de combustibili tradiționali.

O caracteristică unică a motoarelor Dearman este utilizarea unui amestec de apă și glicol ca lichid de răcire. Când acest lichid de răcire este amestecat cu azot extrem de răcit, acest lichid se extinde cvasiizotermic, ceea ce îmbunătățește foarte mult eficiența motorului.

Este important de reținut că atunci când motorul Dearman este în funcțiune, emite doar aer sau azot, fără emisii de oxizi de azot (NOx), dioxid de carbon (CO2) sau particule.

Tehnologia Dearman are multe avantaje față de alte tehnologii cu emisii reduse de carbon:

• Cost redus de capital și carbon asociat - Motoarele Dearman sunt fabricate din materiale obișnuite folosind tehnologii comune în industria de fabricare a motoarelor.
• Umplere rapidă - gazul lichid poate fi transferat între rezervoare viteze mari... Industria modernă a gazelor utilizează sisteme capabile să distileze mai mult de 100 de litri de gaz lichid pe minut.
• Cantități mari de infrastructură existentă - industria gazelor este de natură globală. În prezent, există o instalație de producție de azot lichid bine dezvoltată, capabilă să opereze mii de motoare Dearman.
• Eficiența procesului de producție „combustibil” este lichefierea aerului, un proces de lungă durată care necesită doar aer și electricitate.

• Instalația de lichefiere a aerului poate fi utilizată în mod foarte flexibil - de exemplu, în timpul orelor libere sau în timpul perioadelor de încărcare parțială. Sursele regenerabile de energie pot fi folosite pentru a reduce în continuare costurile.

Cum functioneaza

Motorul Dearman funcționează după cum urmează:
1.Lichidul de răcire este pompat în cilindrii motorului, umplându-le aproape întregul volum;

2. apoi se introduce în cilindru azotul criogenic care vine în contact cu lichidul de schimb de căldură și începe să se dilate;

3. căldura din lichidul de răcire este absorbită de gazul în expansiune, rezultând o dilatare aproape izotermă;

4. pistonul se deplasează în jos, supapa de evacuare se deschide, iar amestecul gaz-lichid iese din motor;

5. Lichidul de răcire este recuperat, încălzit și refolosit, în timp ce azotul sau aerul este eliberat în atmosferă.

Pe teritoriul Institutului de Cercetare a Zborului Gromov din Jukovski, lângă Moscova, există un avion cu o inscripție la bordul lui Tu-155. Această mașină unică este un laborator zburător pentru testarea sistemelor și motoarelor de combustibil criogenic. Lucrările în această direcție au fost efectuate la sfârșitul anilor 80. Tu-155 a devenit prima aeronavă din lume care a folosit drept combustibil hidrogen lichid și gaz natural lichefiat. Au trecut 27 de ani de la primul zbor al acestei mașini neobișnuite. Și acum stă în liniște printre avioanele dezafectate. De câteva ori au vrut să o taie în metal. Deci, ce face acest avion unic?
1.

Înainte de a vorbi despre această aeronavă, merită să explicăm ce este combustibilul criogenic și cum diferă de combustibilul cu hidrocarburi. Criogenia este o modificare a proprietăților diferitelor substanțe la temperaturi extrem de scăzute. Adică, combustibilul criogenic înseamnă „născut din frig”. Este hidrogen lichid, care este depozitat și transportat în stare lichidă la temperaturi foarte scăzute. Și despre gazul natural lichefiat, care are și temperaturi foarte scăzute.

Comparativ cu kerosenul, hidrogenul lichid are mai multe avantaje. Are putere calorică de trei ori mai mare. Adică, la arderea unor mase egale, hidrogenul eliberează mai multă căldură, ceea ce afectează direct caracteristicile economice ale centralei electrice. În plus, atunci când este utilizat, apa și cantități foarte mici de oxizi de azot sunt eliberate în atmosferă. Acest lucru face ca centrala electrică să fie prietenoasă cu mediul. Cu toate acestea, hidrogenul este un combustibil foarte periculos. Când este amestecat cu oxigen, este extrem de inflamabil și exploziv. Posedă o capacitate de penetrare excepțională și poate fi depozitat și transportat numai în stare lichefiată la temperaturi foarte scăzute (-253 ° C).

Aceste caracteristici ale hidrogenului sunt o mare problemă. De aceea, alături de hidrogenul lichid, gazul natural a fost considerat și combustibil pentru aviație. În comparație cu hidrogenul, este mult mai ieftin și mai accesibil. Se poate pastra lichefiat la -160°C, iar fata de kerosen, are putere calorica cu 15% mai mare. Este de câteva ori mai ieftin decât kerosenul, ceea ce îl face și viabil din punct de vedere economic ca combustibil pentru aviație. Cu toate acestea, gazele naturale sunt la fel de inflamabile, deși într-o măsură mai mică decât hidrogenul. Cu aceste dificultăți, inginerii Biroului de proiectare Tupolev au trebuit să facă față atunci când au creat un avion experimental Tu-155.
2.

Pentru prima dată, designerii de aviație au întâlnit tehnologia criogenică. Prin urmare, designul a mers nu numai în liniștea sălilor de proiectare, ci și în laboratoarele de cercetare. Designerii, pas cu pas, au introdus noi soluții de proiectare și tehnologii care asigură crearea unor sisteme de aeronave fundamental noi, a unei centrale electrice criogenice și a sistemelor care permit funcționarea în siguranță a acesteia.
3.

Laboratorul de zbor a fost creat pe baza seriei Tu-154, modificat pentru standardul Tu-154B. Număr de bord URSS-85035. Vladimir Aleksandrovich Andreev a fost numit proiectant-șef al lui Tu-155. Avionul avea multe diferențe fundamentale față de versiunea de bază. Un rezervor de combustibil criogenic cu un volum de 17,5 m 3, împreună cu un sistem de alimentare cu combustibil și un sistem de menținere a presiunii, au constituit un complex experimental de combustibil situat în compartimentul pupa al fuzelajului, separat de alte compartimente aeronave printr-o zonă tampon. Rezervorul, conductele și unitățile complexului de combustibil aveau o izolație ecran-vid, furnizând fluxul de căldură specificat. Zonele tampon au protejat echipajul și compartimentele vitale ale aeronavei în cazul unei scurgeri în sistemele de hidrogen.
4.

Aeronava a fost echipată cu un motor de bypass turbojet experimental NK-88, creat la Samara la biroul de proiectare a clădirii de motoare sub conducerea academicianului Nikolai Dmitrievich Kuznetsov, pe baza motorului de serie pentru Tu-154 NK-8-2. A fost instalat în locul motorului obișnuit din dreapta și a folosit hidrogen sau gaz natural pentru funcționare. Celelalte două motoare erau native și funcționau cu kerosen. Acum au fost eliminate. Dar NK-88 a rămas pe loc.
5.

6.

7.

Există o serie de sisteme pentru controlul și monitorizarea complexului criogenic de pe aeronavă:

Sistem cu heliu care controlează unitățile centralei electrice. Deoarece motorul funcționa pe hidrogen, era imposibil să-i furnizeze unități electrice. De aceea, sistemul său de control a fost înlocuit cu unul cu heliu.

Sistem cu azot care înlocuiește aerul în compartimentele în care sunt posibile scurgeri de combustibil criogenic.

Sistem de control al gazelor care monitorizează mediul gazos din compartimentele aeronavei și avertizează echipajul în caz de scurgeri de hidrogen cu mult înainte de concentrația explozivă.

Sistem de control al vidului în cavități termoizolante.

În compartimentul de marfă al fuzelajului din față există cilindri rotunzi de azot. De asemenea, sunt instalate în cabina aeronavei deasupra ferestrelor. Pe podea, în loc de scaune pentru pasageri, sunt instalați cilindri cu heliu. Plus standuri cu instrumente și echipamente de înregistrare.

În general, au fost create și implementate peste 30 de noi sisteme de aeronave. Printre noile tehnologii, un loc important îl ocupă procesul tehnologic, care asigură curățarea cavităților interne ale conductelor și unităților. Deoarece, cu o izolație foarte eficientă și etanșeitate la vid, curățenia este cheia siguranței zborului dumneavoastră viitor.

Carlinga a suferit modificări. Partiția a fost mutată mai adânc în cabină, iar locurile de muncă ale celui de-al doilea inginer de bord au fost instalate în cabină, care era responsabil pentru funcționarea motorului experimental și inginerul de testare, care controla funcționarea sistemelor experimentale de la bord. O trapă de evacuare de urgență a fost instalată în podeaua cabinei.

A fost creat un complex criogenic de aviație pentru întreținerea aeronavei și efectuarea lucrărilor de testare. Acesta a constat dintr-un sistem de umplere cu hidrogen lichid (sau gaz natural lichefiat), alimentare pneumatică, alimentare cu energie, monitorizare televizoare, analiză de gaz, irigare cu apă în caz de incendiu și control al calității combustibilului criogenic.

În etapa testelor la sol, a fost verificată funcționarea tuturor sistemelor experimentale, inclusiv funcționarea motorului NK-88 pe hidrogen lichid. Au fost elaborate modurile de realimentare, întreținerea sistemelor de vid, modurile de funcționare a sistemului de combustibil și sistemul de menținere a presiunii în combinație cu un motor în funcțiune. Totodată, s-a practicat pregătirea aeronavei pentru zbor, realimentarea sistemelor de bord cu heliu și azot.

Fotografia arată un tub lung care se extinde de sub fuzelaj până la duza motorului central. Acesta este un sistem de descărcare de urgență pentru hidrogen lichid (gaz natural). A făcut posibilă, dacă este necesar, scurgerea combustibilului criogenic pe duza tăiată a unui motor standard mediu. În cadrul testelor la sol s-au rezolvat diverse situații asociate cu pericolul de explozie și incendiu.

9.

10.

11.

În procesul de pregătire directă pentru zbor, hidrogenul lichid a fost livrat de realimentari. Acestea au fost conectate la aeronavă prin conducte criogenice staționare cu fitinguri de închidere și de conectare, care asigurau golurile necesare de prevenire a incendiilor între aeronavă, cisternă și locul în care gazul de hidrogen drenat a fost evacuat în atmosferă. După andocarea cisternelor, controlul calității hidrogenului lichid a fost efectuat cu ajutorul unui prelevator special și al unui gaz cromatograf. Pe lângă operațiunile obișnuite de pregătire a aeronavei pentru zbor, a fost efectuată pregătirea motorului experimental, a sistemelor experimentale ale aeronavei și a complexului de sol. O atenție deosebită a fost acordată echipamentelor de protecție împotriva exploziilor și incendiilor, sistemelor de control al gazelor, sistemelor de control al azotului, controlului vidului în cavitățile izolatoare, sistemelor de stingere a incendiilor, ventilației compartimentului complexului de combustibil și a nacelei motorului. În cadrul testelor au fost testate diverse mijloace de protecție împotriva creșterii concentrației de hidrogen în compartimente, atât cu utilizarea unui mediu neutru (azot), cât și ventilație cu aer din sistemul de aer condiționat de la bord.

Din cauza pericolului mare de explozie, aproape toate echipamentele electrice au trebuit să fie scoase din compartimentul cu rezervorul de combustibil. Acest lucru a eliminat cea mai mică posibilitate de scânteie, iar întregul compartiment a fost purjat în mod constant cu azot sau aer. În plus, vaporii de hidrogen din rezervor au trebuit să fie deviați departe de motoare pentru a evita aprinderea. Pentru aceasta a fost realizat un sistem de drenaj. Unul dintre elementele sale este primul care atrage atenția asupra chilei aeronavei. Acesta este carenul galeriei de evacuare.
12.

13.

Pentru primul zbor, aeronava a fost pregătită la baza de testare și dezvoltare de zbor Zhukovskaya din Tupolev (ZhLiDB). Tu-155 a fost remorcat până la locul unde au fost pornite motoarele. „Sunt 035, vă rog să plecați”. „035, autorizat pentru decolare”. Pe 15 aprilie 1988, la ora 17.10, o aeronavă Tu-155 cu un motor cu hidrogen lichid a decolat de pe un aerodrom de lângă Moscova, în zborul său inaugural. A fost pilotat de un echipaj format din: primul pilot - pilot de test onorat al URSS Vladimir Andreevici Sevankaev, al doilea pilot - pilot de test onorat al URSS Andrei Ivanovich Talalakin, inginer de zbor - Anatoly Aleksandrovich Kriulin, al doilea inginer de zbor - Yuri Mikhailovici Kremlev, inginer principal de testare - Valery Vladimirovich Arkhipov.

Zborul a decurs normal. Toate serviciile terestre și aeronava de escortă Tu-134 monitorizau implementarea acesteia. Sistemele care au fost testate și testate la sol au fost testate în aer pentru prima dată. Zborul a durat doar 21 de minute în cercuri mici la diferite altitudini nu mai mari de 600 de metri. S-a încheiat puțin mai devreme decât era planificat, pentru care inginerul de testare Valery Arkhipov a avut motive întemeiate: în compartimentul de azot, senzorii au înregistrat prezența azotului, care ar fi trebuit să apară automat în cazul unor scurgeri de hidrogen. Dar, slavă Domnului, motivul a fost altul. Azotul a fost furnizat printr-o supapă cu balon, care a fost depresurizată atunci când aeronava se înclina pe ambele părți ale axei. Acest lucru a devenit clar doar pe pământ.

Doar primul pas a fost făcut spre rezolvarea problemelor complexe ale introducerii hidrogenului lichid ca combustibil pentru aviație. În timpul testelor de zbor au fost efectuate zboruri pentru verificarea funcționării centralei electrice și a sistemelor aeronavei în diferite moduri de zbor și pe parcursul evoluției aeronavei. Motorul experimental a fost pornit, funcționarea sistemelor de siguranță la explozie și incendiu a fost testată în modurile de creare a unui mediu neutru și ventilație a aerului. În iunie 1988, programul de testare în zbor cu hidrogen lichid a fost finalizat. După aceea, Tu-155 a fost modificat pentru zboruri cu gaz natural lichefiat. Primul zbor cu acest combustibil a avut loc pe 18 ianuarie 1989. Aeronava a fost testată de echipajul format din: comandantul navei - pilot de test onorat al URSS Vladimir Andreevici Sevankaev, al doilea pilot - Valery Viktorovich Pavlov, inginer de zbor - Anatoly Aleksandrovich Kriulin, al doilea inginer de zbor - Yuri Mikhailovici Kremlev, inginer principal de testare - Valery Vladimirovici Arhipov...

Așa cum a spus designerul general Alexey Andreevich Tupolev: „Astăzi, pentru prima dată în lume, un avion a decolat, folosind gaz natural lichefiat drept combustibil. Și sperăm că acest prim zbor al acestei aeronave ne va oferi posibilitatea de a colecta toate datele științifice și experimentale și de a construi o aeronavă care să poată transporta pasageri în viitorul apropiat”.

Testele au arătat că consumul de combustibil este redus cu aproape 15% față de kerosen. În plus, au confirmat posibilitatea exploatării în siguranță a aeronavei folosind combustibil criogenic. În timpul unui set extins de teste pe Tu-155, au fost stabilite 14 recorduri mondiale, precum și mai multe zboruri internaționale de la Moscova la Bratislava (Cehoslovacia), Nisa (Franța) și Hanovra (Germania). Durata totală de funcționare a centralei experimentale a depășit 145 de ore.

La sfârșitul anilor 90, principalul administrator al rezervelor de gaze rusești, Gazprom, a venit cu o inițiativă de a construi, la început, un avion marfă-pasageri, iar apoi doar un avion de pasageri, care ar putea funcționa complet cu gaz natural lichefiat. . Aeronava a fost numită Tu-156 și a fost creată pe baza Tu-155 existentă. Pe el urmau să fie instalate trei noi motoare NK-89, similare cu NK-88, dar având două sisteme de alimentare independente: unul pentru kerosen și celălalt pentru combustibil criogenic. S-au efectuat o mulțime de lucrări de cercetare și proiectare privind rearanjarea compartimentelor și amplasarea rezervoarelor de combustibil.

Până în 2000, trei avioane Tu-156 urmau să fie produse la uzina de aviație Samara, iar certificarea și funcționarea lor de probă urmau să înceapă. Din păcate, acest lucru nu s-a făcut. Iar obstacolele în calea implementării planurilor concepute au fost exclusiv financiare.

Probabil, putem spune că Tu-155 este înaintea timpului său. Pentru prima dată, au folosit sisteme la care omenirea se va întoarce. Și Tu-155 este demn de a fi într-un muzeu și nu printre aeronavele uitate dezafectate.

La Salonul Internațional de Aviație și Spațiu MAKS-2015 Compania științifică și de inginerie „NIK” și B Fundația de caritate Aviation Legends, cu sprijinul administrației orașului Jukovski și al Aviasalon OJSC, a prezentat publicului larg această aeronavă unică pentru prima dată.

Textul este în mare parte aparent