Мда.
Конкретно с Вами я спорить более не буду.
Если вы считаете, что ваши прикидки и ваш здравый смысл стоит превыше расчетов, математики и реального положения дел, то это полное отсутствие того самого здравого смысла.
Прежде расчетов неплохо бы и знания иметь - а то какие цифры, допущения и граничные условия подставлять будете? Про умение анализироавать и приходить к оптимуму вообще молчу для многих в данной аудитории.
Я ведь предлагаю пари для всех "просвященных оптимистов" выше - а пока ваши "расчеты" и "реальное положение дел" даже на 100 у.е. не тянут.
Какие такие нулевые зазоры? О них вспоминалось только в максималистском теоретическом смысле. А всерьез я прикидывал потери от утечек газов при зазорах 0, 15 мм на сторону (0,3 мм на диаметр) и и считаю что при повышении оборотов потери от утечек газов будут меньше потерь на трение уплотнительных колец. Грубо говоря берем обычный двигатель, снимаем кольца, обеспечиваем отсутствие трения поршня о цилиндр, повышаем обороты и получаем двигатель с тем же КПД, но с гораздо большей удельной мощностью.
Ну так снимите кольца с обычного поршневика и повышайте КПД без трения колец
- когда поршень "подгорать" начнет не удивляйтесь - а если там лабиритнае уплотнения будут, то очень быстро они "исчезнут".
Кстати повысить обороты при отсутствии трения колец и низком аэродинамическом сопротивлении газового тракта ничего не мешает.
Глубоко ошибочное мнение - трение особо никак не мешает и в поршневиках обороты поднимать . ДВС формулы 1 и мотоциклетные раскручиваются до 12-16000.
Сопротивление тракта тоже никак не критично - обычный наддув или резонансный относительно прост и отработан.
Все удельные мощности-обороты-теплонапряженности ограничиваются лишь надежностью и ресурсом - поршневик здесь остается все равно оптимальным решением.
А зачем это нужно? Для обеспечения нулевых зазоров? Так они не нужны. А еще зачем? Температура лопаток и стенок камеры сжатия может быть как у изолятора свечи зажигания поршневого двигателя. Проблем с получением нужного теплового режима нет никаких.
Это фантазии или непонимание реалий.
Для справки - коэффициент линейного расширения силуминов от 11 до 20, стали - 11, а нитрида кремния всего 3*10^-6/град. То есть если и корпус и лопасти изготовить из нитрида кремния, то проблем с зазорами не будет и при более высоких температурах, чем у обычных ДВС. Тем более что корпусу можно позволить греться до той же температуры, что и лопасти. В отличие от ДВС, где люминивые поршня с бОльшим коэффициентом линейного расширения греются сильнее, чем охлаждаемые цилиндры.
Ошибка на ошибке в выводах и предпосылках. Алюминий в поршнях для того чтобы иметь ниже температуру поверхности (отодвинуть детонацию) и массу - тепловое расширение алюминия в сравнении со сталью вообще не причем, так как уплотняется все кольцами и зазоры не проблема.
Нитрид кремния как несущий конструкционный материал работает только в фантазиях малограмотных конструкторов (пардон) - проекты адиабатных двигателей остались на бумаге так как никакие жаропрочные материалы не обладают НУЖНОЙ СОВОКУПНОСТЬЮ меххарактеристик даже близко в сравнении с металлами.
Интересно, почему они выше чем консольные нагрузки на шатунную шейку коленвала? А там они вполне нормальные, на уровне свойств существующих уже более 100 лет материалов.
Нет там ничего консольного -еще посмотрите сколь массивны шейки кривошипа и коленвал в целом, при том что они просто "спокойно"вращаются. Инерционные нагрузки в РЛД, да еще при столь массивных лопатках будут просто сверхзапредельными - кирдык придет полюбому при сопоставимых оборотах.
А так же в этих схемах есть шестерни с режимом работы не намного хуже, чем в коробках передач автомобилей. Вы когда-нибудь слышали о неразрешимых проблемах шестеренчатых редукторов? Их нет, просто нужен грамотный расчет.
Разбиритесь, что стоит между коробкой и коленвалом в автомобиле или что стоит после коробки - ничего близкого с РЛД.
Грамотный расчет (тут кто-тот грозился, хотя и 100у.е на этот расчет не поставил никто) приведет к неадекватным габаритам и массе РЛД - все просто - РЛД это клиника с точки зрения оптимальности решений.
А в РЛД нет ограничений нипо скорости трения деталей, ни по газодинамическим потерям. Именно поэтому высокоскоростные РЛД будут обладать преимуществом перед обычными ДВС как по ресурсу работы, так и по удельной мощности.
Опять фантазии?
- зациклились на трении, зато всех остальных потерь и "граблей" в упор не видим? Если нужна высокая удельная мощность, то есть турбина.
Например нитрид кремния начал применяться сравнительно недавно. Причем в основном в газотурбинных двигателях, где вообще никакой металл не справляется. Но применению нитрида кремния в обычных ДВС препятствует его низкая стойкость к трению скольжения и высокая абразивность продуктов его износа. А применению нитрида кремния в РЛД с бесконтактными уплотнениями ничего не мешает.
Опять двадцать пять - турбина работает на больших расходах и скоростях газа, просто равномерно вращаясь - РЛД развалиться от инерционных нагрузок, а без уплотнений "профукает" все КПД сквозь свои щели на любых адекватных для себя оборотах, а потом очень быстро прогорят его лопатки. Нитрид кремния существенно помочь никак не может.
А отсюда феноменально высокий КПД, недостижимый ни в дизелях, ни в газовых турбинах. Удельная мощность будет конечно меньше, чем у газовых турбин большой мощности, но сможет составить конкуренцию газовым турбинам малых мощностей. Не говоря уже о критически низком КПД газовых турбин малых мощностей. Так что у РЛД с бесконтактными уплотнениями есть своя ниша, свой диапазон мощностей, в котором он будет вне конкуренции с ДВС с одной стороны, за которыми останутся мощности ниже 10-50 л.с. и газовыми турбинами с мощностями 500-2000 л.с.
При применении трущихся уплотнений диапазон мощностей РЛД в принципе может быть сдвинут в меньшую сторону, но при одновременном снижении удельной мощности и потерей значительной части конкурентного преимущества по сравнению с обычными ДВС. А с газовыми турбинами он будет конкурировать в том же диапазоне мощностей, что и обычные ДВС. То есть резонов для освоения новых технологий в машиностроении для производства РЛД с трущимися уплотнениями действительно мало.
Там везде облом - с уплотнениями или без - ждите "волшебных" материалов.
Для справки - горячепрессованный нитрид кремния имеет прочность на изгиб 90 кГ/мм кв. при температурах до 1200 градусов. Это гораздо выше прочности многих хороших сталей при комнатной температуре. А уж при высоких температурах о прочности сталей только вспоминать приходится. При этом удельный вес горячепрессованного нитрида кремния всего 3,1 кг/л. Почти как у алюминиевого сплава, применяемого для поршней. Только прочность в 10 раз выше даже при комнатных температурах. Не говоря уже о температурах 600-800 градусов, желательных для лопастей РЛД.
А вы говорите - материалы...
У вас очень упрощенное понимание характеристик материалов - углепластик формально в десятки раз прочнее стали - много видели углепластиковых шатунов или хотя бы картеров коробки передач и т.п.?
Судя по вниманию к жаропрочным материалам Вы все дизельный цикл РЛД пророчите - тогда он при тех степенях сжатия и мехнагрузках вообще еще быстрее развалиться.
