"vas":
Из всех наработок в моторостроении, которые были сделаны в 30-40-е годы прошлого столетия, в современных поршневых авиационных двигателях остались и продолжают развиваться только те, которые доказали свою целесообразность и позволяют получить двигатель предельно высокого технического уровня. При этом самым крупным технологическим успехом можно считать упрощение конструкции двигателя, снижение количества деталей и связанное с этим одновременное снижение вероятности отказа и стоимости эксплуатации двигателя. само пор себе одновременное улучшение двух, как правило, противоречащих друг другу показателей можно назвать уникальным явлением в технике.
Характерные режимы работы авиационного двигателя диктуются аэродинамическими характеристиками лА и профилем его полета. Если двигатель не удается в полной мере приспособить к этим требованиям, то он получится чрезмерно тяжелым. обжорным и дорогим, возможно и с последствиями для безопасности полетов. Так вот, в настоящее время нет более идеально приспособленных к своим условиям эксплуатации двигатлей, чем современны еаивационные поршневые двигатели воздушного охлаждения, и они находятся на этой вершине совершенства уже 60 лет. Вершина эта так высока, что никакой конкуренции не ожидается.
Я уже многократно озвучивал на этом форуме основные эксплуатационны ережимы такого двигателя.
Н апомню. что это 100% обортов и не менее 80% крутящего момента всю жизнь. При этом по окончании рекомендуемого межремонтного ресурса двигатель должен все равно выдавать заявленную мощность, не повышать расхода масла и топлива и по прежнему обеспечивать сертифицированные ЛТХ ЛА, на котором он установлен.
Выполнение этих требований оказалось возможным только после тщательного исследования рабочего процесса ДВС и определения ограничений, в принципе позволяющих это сделать.
Эти ограничения являются очень жесткими и отодвинуть их невозможно. В первую очередь это относится к границам диапазонов частот вращения и среднего эффективного давления, которые наиболее жестко привязаны к размерам цилиндра. Классически 2700об/мин у Лайкоминга и Континентала при ходе поршня 100-110мм и диаметре цилиндра 100-130мм отсюда и выводятся. Среднее эффективное давление у этих моторов приближается к 12бар при использовании 100-октанового авиационного бензина. Удельный расход топлива удается довести до сопоставимого с дизельным. Механический КПД во всем диапазоне летных режимов превышает 90% (без всякой помощи господина Баландина!). Сразу же отмечу, что никакими усовершенствованиями систем питания, зажигания и упраления двигателя невозможно получить такие параметры на топливе с худшими антидетонационными характеристиками. С другой стороны, поступившись характеристиками удельного расхода и удельной массы, можно серьезно понизить требования к топливу. Например, перход от ОЧМ=100 к ОЧМ=91 сопровождаентся снижением среднего эффективного давления аа 10%, далее то жесамое происходит при перходе от ОЧМ=91 к ОЧМ=80. т.е зависимость практически линейная. Однако, удельный расход топлива и удельная масса двигателей одинаковой размерности в этом диапазоне топлив менячется в меньших пределах.
Получение предельных значиений удельной массы и топливной экономичности олсобенно целесообразно на мощных моторах. предназначекнных для скоростных самолетов. где часовой расход топлива на один мотор превышает 50л/ч. В этих условиях даже самая высокая нынешняя цена на 100LL не пугает, поскольку удельный расход топлива влияет на экономическую эффективность самолета опосредованно.
Поясню подробнее. Расход топлива определяет вообще возможность выполлениея полета на заданную дальность, а соотношгение плтаной ннагрузки и топлива в пределах максимально допустимой полезной нагрузки определяет максимальную дальность прикоторой полет целесообразен экономически. В этом балансе участвует также масса силовых установок и связанных с ними систем самолета. Этот анализ был проведет еще в конце 20-х годов прошлого столетия, когда ввели такой параметр, как effective mission weight, означающий суммарную массу топлива и СУ, отнесенную к типичной продолжительности или дальности полета. Именно применение этого параметра к оптимизации проекта гражданского самолета привело к именно тем целевым характеристикам авиационного двигателя, которые воплощены в них сейчас.
Я уже приводил примеры, как пренебрежение этими комплексными параметрами снижает или уничтожает смысл той или иной модернищации силовой установки. В частности, это относится к внедрению появившихся сейчас сертифицированных авиационных дизельных двигателей Centurion и SMA.
Простое сравнение авиационных двигателей по удельной масс етоже не дает правильнойкартины. Например, большие
звездообразные двигатели Wright и Pratt-Whittney, применявшиеся на пассажирских самолетах в 30-50е годы, обдадали удельной массой по отношению к взлетному режиму 0.55кг/л.с. и меньше. Но по отношению к максимально продолжительному и крейсерскому режимам их показатели были гораздо хуже. Типичный крейсерский режим у них не превышал 55% мощности против стандартных 75% у современных поршневых моторов. Сравнение удельных масс по отношению к крейсерской мощности приводит к практически одинаковым значениям у тех звезд и нынешних Лайкомингов. А отсутствие ограничения времени работы на максимальном режиме тогдашним большим звездам и не снилось.
Характерное значение 75% мощнеости для максимального крейсерского режима тоже не произвольно. Именно на такой мощности, причем при 100% обортов, безнаддувный пориневой двигатель обеспечивает самолету абсолютный максимум истинной воздушной скорости, причем достигается этот максимум на высоте примерно 2300-2400м, которая также оптимальна для крейсерского полета самолета с негерметичной кабиной. Более того, начиная с 2000м крейсерский полет на таком моторе выполняется с полностью открытой дроссельной заслонкой, а регулирование мощнсти осуществляется составм смеси, т.е. качественным методом. Какие из этог следуют выводы относительно топоивной экономичности, объяснять не нужно.
Поршневые двигатели, которые разрабатывались лдя военных самолетов (особенно жидкостного охлаждения) не соответсвовали и не могли соответсвовать этим требованиям. По этой причине многие техничесике решения, которые в них применялись, для гражданской авиации непригодны и нередко недопустимы.