Альтернативные варианты кинематических схем авиационных двигателей

[KAA]

Вера в великую экономику СССР и мудрого ИВС- одно из неучтённых религиозных течений.

Я разработал знакомому бизнесмену гидропресс для вырубки, гибки и штамповки. До этого он обратился в частное КБ с просьбой разработать документацию на данное оборудование. Они "зарядили" ему 650 тысяч рублей,

Нормальная цена кстати, для предприятия, которое платит зарплату сотрудникам и налоги. Если вы сделали это вчетверо дешевле за наличку, так это была только ваша ЗП. Экономика, однако...

 

[RVD]

Потому что плановая экономика была, станков перепроизвели ненужных, а про нужные простым людям вещи забыли.

Не совсем. Когда исчезли министерства распределяющие средства, деньги пошли на прямую к производителю, он стал заказывать оборудование (или скажем так средства производства, новые технологии) у тех компаний, которые стояли на передовых позициях - а все передовые позиции кучковались на западе, наши институты стали хиреть из-за отсутствия заказов.
Отдельной строкой, даже там где у научных коллективов была своя промышленная база, так вот эта база (поголовно) стала отделяться даже от собственных КБ - разбившийся на "осколки" коллектив некогда одной компании попадал в неравные условия. Больше всего повезло тем, кто отхватил склад готовой продукции, им в некоторых случаях более 20 лет удавалось удержаться на плаву, так как и без всякого производства они продавали неликвиды, которых было в наших отраслях немерено, в любой сфере. А когда продукция закончилась, то обнаружилось, что и научная школа к концу распродаж вымерла, как и динозавры, а цех, где по инерции что-то еще выпускали, тоже вдруг обнаруживал что их продукция со временем уже никому не нужна, а обновлять её некому, динозавры закончились.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

выученные Имперскими Учителями

Мне и Игорю Петровичу повезло, нас учили Ученики Имперских Учителей. То что сейчас происходит в политехах это жесть. Хотелось рынка и демократии, вот и получили, кушайте не обляпайтесь.

где-то с годов 60-х-70-х накапливалось научно-технологическое отставание от развитых стран.

"Отставание" было в мозгах у партократии, до сих пор ещё на том "отставании" живём. Китайцы воспользовались тем "отставанием" и сейчас толи первая, толи вторая экономика Мира. Меньше читайте опусы наших либеральных экономистов. Главные бредоносцы в нашей стране это экономисты, юристы и примкнувшие к ним журналисты. Пока эти товарищи, без структурированных точными науками мозгов, будут править страной так и будем болтыхаться из крайности в крайность.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

зарабатывают же Хирт, Зауэр, Джабиру...

Зри в корень, как говорил Козьма Прутков. Не нужно ориентироваться на эти фирмы и пытаться повторить их успех. Данные фирмы относятся к англо-саксонской цивилизации, их совокупный рынок более 600 миллионов человек, а с учётом стран находящихся в экономической зависимости от них так и более нескольких миллиардов. У них развита авиация общего назначения поэтому есть и определённые доли на этом рынке. Теперь возьмём Россию, численность населения несколько больше 140 миллионов. Авиация общего назначения вообще полное убожество, и то базируется на импортных аппаратах. Вам очень хочется посоревноваться экономически с этими фирмами? Я так подозреваю, вы просто хотите лично для себя сделать один мотор, ну может быть несколько. Посчитайте во что вам это выльется. Сделать мотор это только 10% затрат, дальше потребуются испытания и доводка. Про постановку на производство вообще молчу. Ну и потом, бельгийское правительство профинансировало разработку и постановку на производство тех же D-моторов. Что-то мне подсказывает что не обошлось без этого и у других, выше перечисленных, фирм. Способы поддержки ведь разные бывают. Так что не нужно сравнивать не сравнимое, мы разные и экономические условия у нас разные.

 

[RVD]

Свои тезисы хочу дополнить одним, всё поясняющим примером. В 2002-2004 году, когда наш институт уже едва держался на плаву, заводу "Звезда" в лице тогдашнего директора Плавника государство выделили на создание нового двигателя более 3 миллиардов рублей. Проект назвали "Пульсар". Что сделал Плавник, он заказал на эти деньги проект не у нас, а у австрийской компании "AVL", те успешно освоили всё что им дали: сделали проект, плюс прислали изготовленное по бумажкам "железо" (см.рис. или по ссылке: «ОАО «Звезда» изготовило и продемонстрировало перспективный дизельный двигатель Пульсар» в блоге «Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения» - Сделано у нас (sdelanounas.ru) ). И что дальше, а дальше обнаружилось, что этот двигатель всем хорош, только он не подходит под наши технологии, и мы не можем его производить... . Он так и остался в единственном экземпляре как неприкаянный, а наш институт благополучно канул в лету. Кто-то ответил ? и да и нет... через 10 лет Плавника всё равно застукали за присвоение то ли 70 толи 100 миллионов, не помню уже, короче отобрали все акции завода и посадили на нары. Ну и кому то стало легче жить, нет, все деньги просто пустили по ветру.

 

[KarnoKul]

Свои тезисы хочу дополнить одним, всё поясняющим примером. В 2002-2004 году, когда наш институт уже едва держался на плаву, заводу "Звезда" в лице тогдашнего директора Плавника государство выделили на создание нового двигателя более 3 миллиардов рублей....
... все деньги просто пустили по ветру.

А ведь в те времена 3 миллиарда рублей это не сегодняшние "3 миллиардика рублёв". ИМХО

 

[Ромашчандр]

Вопрос виновато AVL в том что у нас подходящих технологий нету?


А вообще чего это все в политэкономию советского союза двинулись? Тема вроде о другом.

 

[KarnoKul]

Вопрос виновато AVL в том что у нас подходящих технологий нету?
А вообще чего это все в политэкономию советского союза двинулись? Тема вроде о другом.

Тема как раз об этом - по каким технологиям искать технические решения и создавать
"Альтернативные варианты кинематических схем авиационных двигателей".

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Сейчас увидел свежую новость. Путин с Эрдоганом договариваются открыть в России производство "Байрактаров"! Мне вот интересно, "Ротаксы" нам Турция поставлять будет или как? Чудны дела твои о Господи. Я так понимаю что это очередная "хитрая хитрость" Путина. Бедный Зеля, как бы передоз у него от такой новости не случился.

 

[RVD]

Вопрос виновато AVL в том что у нас подходящих технологий нету?

Оно не виновато, но западные технологии от наших сильно отличаются ... если помните как угнали наш истребитель на запад в 70 годы (некто Беловым), самолет разобрали, а в блоках кое где, вместо транзисторов - лампы, американцы очень долго смеялись над нами, зато как выяснилось напрасно, лампы оказались лучше их электроники.
А теперь конкретно, на двигатель "Пульсар" отечественный завод прецизионных изделий (АЗПИ) попробовал воспроизвести систему топливоподачи, аналогичную той, что нам предоставил разработчик, компания AVL ... после нескольких лет безуспешных попыток, когда уже истратили всё что смогли, и последние закрома родины опустели, система топливоподачи была готова, вот только ресурс у нее не превышал 100 моточасов, и кому такое "чмо" надо.

 

[Иванов]

 

[KarnoKul]

Чего только не используется для создания воздушного авиадвигателя АОН - и ЦПГ от мотоциклов, бензопил и различные автоконверсии.
А если идти наоборот - создать "универсальную" ЦПГ для авиадвигателя (для начала с воздушным охлаждением), которую с успехом можно будет применять и для авто, и для мотоциклов, снегоходов, СВП и т.д. и т.п. ???

Представим, на мгновение, что такая ЦПГ создана - бери и твори двигатель: хочешь "звездообразный", хочешь - оппозит, хочешь - рядный.
Только вот начни её (ЦПГ) "прилюдно" создавать - и сразу начнутся "тёрки": 2Т или 4Т, с механическими клапанами или с ЛВК, и пошло-поехало, как на ветке "народный двигатель".

Такую ЦПГ и рабочий процесс надо бы создавать "втихаря", да здесь поджидает другая беда - не всегда в единоличном творчестве ума и знаний различных наук хватает.
Вот так и живем - "как придётся"!!!

 

[KAA]

С ЦПГ от бензопил всё нормально как показывает опыт эксплуатации двигателей Raket-120. И в принципе, выбранный путь создания авиамоторов используя ЦПГ автомототехники -правильный в наших условиях.

А теперь конкретно, на двигатель "Пульсар" отечественный завод прецизионных изделий (АЗПИ) попробовал воспроизвести систему топливоподачи, аналогичную той, что нам предоставил разработчик, компания AVL ... после нескольких лет безуспешных попыток, когда уже истратили всё что смогли, и последние закрома родины опустели, система топливоподачи была готова, вот только ресурс у нее не превышал 100 моточасов, и кому такое "чмо" надо.

Наверное дело-то не в "бобине", а в квалификации занятых в работе конструкторов и технологов?

 

[RVD]

Представим, на мгновение, что такая ЦПГ создана - бери и твори ...

Я недавно писал, что для создания любого теплового цикла, в том числе и ДВС нужен всего один элемент - компрессор (1 такт), всё остальное нужно набирать по типу конструктора. "ОН" - компрессор и должен быть универсальным, лучше безмаслянным, без уплотнений, без возвратно-поступательных частей, хочешь контактный, хочешь бесконтактный, хочешь с охлаждением, хочешь без, с высокой любой степенью сжатия, но в одной ступени

Наверное дело-то не в "бобине", а в квалификации занятых в работе конструкторов и технологов?

Ну что вы, это наша элита ... 😡

 

[KarnoKul]

Я недавно писал, что для создания любого теплового цикла, в том числе и ДВС нужен всего один элемент - компрессор (1 такт), всё остальное нужно набирать по типу конструктора. "ОН" - компрессор и должен быть универсальным, лучше безмаслянным, без уплотнений, без возвратно-поступательных частей, хочешь контактный, хочешь бесконтактный, хочешь с охлаждением, хочешь без, с высокой любой степенью сжатия, но в одной ступени

И, желательно бы иметь, ещё одно свойство у компрессора - сжимать без необходимости отвода теплоты сжатия, дабы не тратить зря энергию привода на нагрев сжимаемого продукта. Ибо, когда посчитаешь разницу энергии привода между адиабатным сжатием и изотермическим - призадумаешься: сколько энергии улетает в атмосферу и безвозвратно рассеивается в виде отведенной теплоты сжатия даже при изотермическом сжатии.

Вами же этот вопрос ставится давно - как научиться сжимать газовый продукт с минимальными затратами энергии привода???

 

[RVD]

И, желательно - сжимать без необходимости отвода теплоты сжатия, дабы не тратить зря энергию привода на нагрев сжимаемого продукта.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Вами же этот вопрос ставится давно - как научиться сжимать газовый продукт с минимальными затратами энергии привода???

Какой то каламбур, давайте разбираться, ведь ваше первое утверждение противоречит последнему. Чтобы сократить до минимума затраты энергии на сжатие воздуха от него в процессе сжатия необходимо непрерывно отводить теплоту, если этого не делать, сжимаемый воздух начет нагреваться. Я тут набросал по скорому, если где и ошибся, коллеги поправят.

О чём в этом послании говорится (цифры гипотетические), сжимая воздух по адиабате и по изотерме, затраты работы при выбранной мною степени сжатия (е) в 20 единиц в адиабатическом процессе в 1.83 раза больше, чем по изотерме - ибо последняя идет с отводом теплоты. Но зато давление в конце сжатия по изотерме не 60.59 бар, а только 20.88 бар (немного изотерму сместил к политропе поставив коэффициент "k" не 1 а 1.045. Казалось бы плохо, но нет. Если после изотермического процесса сжатия его вытеснили в отдельный объем, то необходимый до-нагрев газа можно произвести уже по изохоре (без затрат механической энергии бросовым теплом), и на выходе поднять давление чуть ли не вчетверо, а вот "адиабату" подогреть уже не получится. В итоге сжатие по кривой "изотерма-изохора" выгоднее простой "адиабаты". Какой спрашивается в этом прок... строй какой кому нравится цикл, с когенерацией или без.

Для получения сжатого воздуха, есть отдельное направление - компрессоростроение, стремление к изотермическому сжатию их главная цель, отвод теплоты экономит электроэнергию. Пропорцию мы с вами подсчитали (1.83), она почти в два раза снижает затраты на привод.

 

[KarnoKul]

Какой то каламбур, давайте разбираться, ведь ваше первое утверждение противоречит последнему. Чтобы сократить до минимума затраты энергии на сжатие воздуха от него в процессе сжатия необходимо непрерывно отводить теплоту, если этого не делать, сжимаемый воздух начет нагреваться. Я тут набросал по скорому, если где и ошибся, коллеги поправят.

Посмотреть вложение 512324
О чём в этом послании говорится (цифры гипотетические), сжимая воздух по адиабате и по изотерме, затраты работы при выбранной мною степени сжатия (е) в 20 единиц в адиабатическом процессе в 1.83 раза больше, чем по изотерме - ибо последняя идет с отводом теплоты. Но зато давление в конце сжатия по изотерме не 60.59 бар, а только 20.88 бар (немного изотерму сместил к политропе поставив коэффициент "k" не 1 а 1.045. Казалось бы плохо, но нет. Если после изотермического процесса сжатия его вытеснили в отдельный объем, то необходимый до-нагрев газа можно произвести уже по изохоре (без затрат механической энергии бросовым теплом), и на выходе поднять давление чуть ли не вчетверо, а вот "адиабату" подогреть уже не получится. В итоге сжатие по кривой "изотерма-изохора" выгоднее простой "адиабаты". Какой спрашивается в этом прок... строй какой кому нравится цикл, с когенерацией или без.

Для получения сжатого воздуха, есть отдельное направление - компрессоростроение, стремление к изотермическому сжатию их главная цель, отвод теплоты экономит электроэнергию. Пропорцию мы с вами подсчитали (1.83), она почти в два раза снижает затраты на привод.

Выводы, сделанные Вами на основе расчёта (спасибо за труд специалиста), не вызывают сомнений и их понимание было, в общем-то, известно.

Речь шла несколько о другом, что даже при изотермическом сжатии затраты энергии привода весьма значительны, не говоря уж об — адиабатном.

Может быть мною не совсем корректно было сформулировано "фантастическое" желание за счет "неких", энергетически малозатратных, воздействий на сжимаемый газовый продукт, вызывающих его "переохлаждение", еще больше уменьшить затраты энергии на привод такого "компрессора".

При этом рано или поздно встанет вопрос: куда "сбрасывать", где хранить и как затем использовать отбираемую в процессе сжатия теплоту?
Скорее всего она была бы весьма полезна в тактах расширения для производства полезной работы, компенсирующей затраты энергии на привод.
А чтобы не "гонять" эту отбираемую теплоту сжатия по "тепловым трубам", желательно оставлять её в рабочей камере сжатия (например, на теплоаккумулирующих стенках), которая одновременно была бы и рабочей камерой расширения. Отсюда вывод — при изобретении этого "некоевого" механизма воздействия на сжимаемый газ для его переохлаждения — в "отдельном" компрессоре для теплового двигателя нет смысла.
Пытаюсь осмыслить и найти этот "некий" механизм воздействия на сжимаемый газ. "Бороться и искать, найти и — перепрятать!"

А, впрочем, здесь опять "запахло" вечным двигателем, извините. ИМХО

 

[RVD]

Речь шла несколько о другом, что даже при изотермическом сжатии затраты энергии привода весьма значительны, не говоря уж об — адиабатном.

Без затрат энергии на сжатие работает только паровая машина, в ней давление пара достигается нагревом котла. В газовом цикле, если нет факта сжатия, то нет ничего - чем больше предварительно что-то сжал, тем большую работу на выходе чего-то получил.
Рабочее тело направить в камеру сгорания можно двумя путями, либо через тупое сжатие, либо через фазу переохлаждения, когда газ сначала превратится в жидкость, и по изохоре нагреется и как ра-а-асширится. Через сжатие газ надо нагреть примерно до (+) 700 градусов, через переохлаждение (-)180-190 С. Ожижение это затратная вещь, но если этот процесс осуществить, воздух в камеру расширения можно впрыскивать форсункой, как и топливо, ибо такт сжатия теряет свой смысл. В этом случае нужно создавать миниатюрную ожижительную установку, насколько это целесообразно, судить не берусь.
P.S. Возвращаясь к компрессору, если обеспечить в нём изотермическое сжатие природного газа метана, хотя бы до 20-22 единиц , то при последующем расширении в детандере (через обратный цикл Стирлинга), можно дотянуться и до его ожижения (-161.5 С). Во всех случаях газ лучше хранить не в компримированном (сжатом) виде, тратя на сжатие дорогую электроэнергию, а в жидком.

 

[KarnoKul]

... Ожижение это затратная вещь, но если этот процесс осуществить, воздух в камеру расширения можно впрыскивать форсункой, как и топливо, ибо такт сжатия теряет свой смысл. В этом случае нужно создавать миниатюрную ожижительную установку, насколько это целесообразно, судить не берусь....
P.S. Возвращаясь к компрессору ...

"Зри в корень!", как сказал К. Прутков.
Благодарю за поднятую тему значимости КОМПРЕССОРов (компрессорного такта) для тепловых двигателей. Хорошая пища для размышления.
А так как тепловыми являются и ДВС с открытыми циклами, и ДВПТ с замкнутыми циклами (в т.ч. Стирлинги), то и подходы к применению КОМПРЕССОРА (компрессорного такта) должны быть разными.

Про ожижительную установку — согласен с вашим предложением, с некоторым уточнением: с разделением воздуха на жидкий кислород и жидкий азот, для его отделения из горючей смеси во избежание образования NOx.
Осталось "научиться" без затрат энергии привода не только "СЖИМАТЬ" газы, но и "ОЖИЖАТЬ"!

 

[RVD]

Про ожижительную установку — согласен с вашим предложением, с некоторым уточнением: с разделением воздуха на жидкий кислород и жидкий азот, для его отделения из горючей смеси во избежание образования NOx.

В этом и есть фишка - сброс Азота из ожижительного цикла в атмосферу для дополнительного охлаждения Кислорода, так и делается в цикле Петра Капицы ( от 1939 г.), предложившим в своё время эффективное решение по разделению воздуха на Кислород и Азот, используя при этом только сжатый воздух низкого давления (6 бар). В таком виде криогенный цикл можно пристроить к циклу ДВС, ибо в камеру сгорания останется впрыснуть только сжиженный кислород вместе с окислителем (топливом). Здесь есть опасность перегрева камеры сгорания, потому что обычно Кислород занимает объем не более 1/5 от объема воздушного заряда, и если в камере сгорания оставить только его, то индикаторная мощность цикла хоть и увеличится в 5 раз, но двигатель тут же выгорит, тогда как инертный балластный газ погасит температуру. Но не обязательно для снижения температуры вводить в камеру сгорания N2, её можно забалластировать и углекислым газом СО2, закольцевав инертный газ (выхлоп им же, им же и всасывание) не забывая по пути его охлаждать. Осталось внедрить только впрыск метана, тогда при обоюдном впрыске с О2 вредных компонентов вообще не будет. Вообще. Что-то близкое к этому, но чрезвычайно неумело пытались засунуть в проект анаэробной подлодки "Лада". Но так как любой сегодняшний кадровый состав набирают в основном из "лошкарей" мы никогда не дождемся внедрения даже там.