A kis turbinák nagy titka. Kis teljesítményű hazai és külföldi gyártású gázturbinás egységek Mini gázturbinás motor számítás

Kis teljesítményű gázturbinás egységek, amelyeket repülőgép-hajtóművek alapján gyártanak olyan vállalatok, mint a Perm Engine Plant, az NPO Saturn és a Plant im. V.Ya. Klimov” és mások. Az ilyen létesítményekben az üzemanyag kerozin, dízel üzemanyag, földgáz és kapcsolódó olajmezőkből származó gáz.

A szükséges berendezéseket szállítható konténerekbe helyezik, amelyek a normál működésükhöz szükséges összes rendszerrel vannak ellátva.

Az 5.4. ábra egy tipikus moduláris gázturbinás egységet (gázturbinás CHP) mutat, amelyet elektromos és hőenergia előállítására terveztek.

A gázturbinás hőerőművek moduláris felépítése növeli a villamosenergia- és hőellátási forrás megbízhatóságát, és a konfigurációtól és a helyi viszonyoktól függően több napról több hétre csökkenti a telepítési időt.

táblázatban Az 5.1. táblázat felsorolja a hazai és külföldi vállalkozásokat, valamint az általuk villamos- és hőenergia előállítására gyártott gázturbinás blokkok főbb műszaki jellemzőit.

A külföldi cégek által gyártott gázturbinás egységek között különleges helyet foglalnak el a Calnetix Power Solutions mikroturbinás egységei (MTU). Jelenleg a cég 100 kW-os egységet gyárt, a TA-100 modellt.

A mikroturbinás egység blokk-moduláris elven készül, amely lehetővé teszi, hogy szükség esetén külön egységet cseréljünk, nem pedig a termék egészét, és teljes gyári készenlétben szállítjuk. A mikroturbina telepítésének általános képe az 5.5. ábrán látható.

5.4. ábra. Tipikus moduláris gázturbinás CHP erőmű

5.5. A TA-100 RCHP mikroturbina egység általános képe:

1 - nyomásfokozó gázkompresszor; 2 - hulladékhő kazán; 3 - rekuperátor; 4 - turbógenerátor levegő beömlőnyílása; 5 - levegő beömlőnyílás a motortér hűtőrendszeréhez; 6 - teljesítményelektronikai szekrény; 7 - olajrendszer; 8 - turbógenerátor; 9 - tápkábel kimenet; 10 - üzemanyagrendszer; 11 - gázellátás; 12 - hűtőfolyadék leeresztése a serpenyőből; 13 - melegvíz kimenet; 14 - hideg víz bemenet

A telepítés tartalmazza: turbógenerátort, égésteret, rekuperátort, hővisszanyerő rendszert hulladékhő kazánnal (HRB), olajrendszert, tüzelőanyag rendszert, gázfokozó kompresszort, teljesítményelektronikát, digitális automata vezérlőrendszert, léghűtő rendszer a motortérhez és a teljesítményelektronikához, akkumulátor akkumulátorokhoz.

A telepítés működési elve a következő. A tisztított atmoszférikus levegő a 4. légbeömlőbe jut, ahonnan a kompresszorba jut. A kompresszorban a levegő összenyomódik, és ennek eredményeként 250 °C-ra melegszik fel. A kompresszor után a levegő egy speciális gáz-levegő hőcserélőbe (rekuperátor) 3 kerül, ahol járulékosan 500 °C-ra melegszik fel. A kiegészítő fűtés lehetővé teszi a berendezés elektromos hatásfokának megközelítőleg megduplázását. Ezután az égéstér előtt felmelegített sűrített levegő nagynyomású gáznemű tüzelőanyaggal keveredik, és a homogén gáz-levegő keverék belép az égéstérbe az égés céljából. A gáznyomás növelésére szabványos nyomásfokozó kompresszort használnak.

Az égésteret elhagyva a 926 °C-ra felmelegedett kipufogógázok a 8-as turbinába jutnak, ahol kitágulva, annak forgatásával végzik munkájukat, valamint az ugyanazon a tengelyen elhelyezett kompresszorkerék és egy nagy sebességű szinkrongenerátor.

A turbinában történő expanziót követően a 648 °C hőmérsékletű kipufogógázok a gázcsatornán keresztül a 3 rekuperátorba jutnak, ahol a kompresszor után átadják hőjüket a sűrített levegőnek. A kipufogógázok hőmérséklete a rekuperátor után 310 °C-ra csökken.

A rekuperátor kimeneténél van egy bypass csappantyú, amely a kipufogógázokat vagy a bypass kéményen keresztül, vagy közvetlenül a 2-es hulladékhő kazánba irányítja. A hulladékhő kazánban (gáz-víz hőcserélő) a kipufogógázok adják fel hőjüket. a hálózati vízhez, amelyet ott felmelegítenek a szükséges hőmérsékletre.

Más gyártóktól eltérően a rotor fordulatszáma gyakorlatilag független a terheléstől, és 68 000 ford./perc értéken tartják. Ez lehetővé teszi a terhelés akár 100%-ának egy menetben történő felvételét további akkumulátorok nélkül.

Turbógenerátor

A turbógenerátor a telepítés fő és leginkább tudás- és munkaigényes része. A turbógenerátor általános keresztmetszete az 5.6. ábrán látható.

5.1. táblázat

A gázturbinás motorok műszaki jellemzői

Modell	Névleges teljesítmény, MW	Gázfogyasztás 100%-os terhelésnél, kg/h	Hatékonyság, %	Nyomás növekedési sebesség	A munkafolyadék áramlási sebessége a motoron, kg/s	Generátor kimenő tengely fordulatszáma, rpm	A gázok hőmérséklete a motor kimeneténél, C°	Tüzelőanyag-nyomás, MPa
Aerosila, Atomerőmű, JSC
1A16-100	0,333	94,6
Zorya-Mashproekt, NPKG, GP
UGT2500 (49-ig)	2,85		28,5		16,5	14000/3000		2,5
Ivchenko-Haladás, SE
GTP AI-2500	2,5	769,5	24,2	7,5	20,5	12350/1000		1,08
D-336-1-4	4,2		26,5		27,5	8200/3000		2,35
D-336-2-4	4,2		26,5		27,5	8200/3000		2,35
Kaluga Engine (CADVI), JSC
9I56	0,11			3,3	1,45	38000/8000		0,55
9I56M	0,155			4,2	1,48	40000/8000		0,78
OKA-1	0,155			4,7	1,70	41200/6000		0,85
OKA-2	0,2			5,0	1,76	43400/6000		1,0
OKA-3	0,265			5,7	1,93	46000/6000		1,1
Klimov, OJSC
TV3-117	1,1		25,4		7,88	-/1500		1,2
Motor Sich, JSC
TV3-137	1,07			5,5	7,63	15000/1000		1,0-1,3
AI-20 DMN	2,5			7,48	20,8	12350/1000		1,08
AI-20-DME	2,5			7,48	20,8	12350/1000		1,08
GTE-MS-2.5D	2,5			7,48	20,8	12350/1000		1,08
Permi Motorgyár (PMZ), OJSC (UK PMK)
GTU-2.5P	2,7		21,9	5,9	25,6	5500/3000		1,0-1,2
GTU-4P	4,3		24,7	7,3	29,8	5500/3000		1,2-1,6
Proletarsky Zavod, JSC
GTG-1500-2G	1,5			6,1	11,2	12500/1500		1,2
Szamarai Tudományos és Műszaki Komplexum névadója. N.D. Kuznetsova (SNKT), JSC
NK-127				13,6		13000/3000		3,0
Saturn, NPO, JSC
DO49R	2,85		28,5					2,1-2,5
táblázat vége 5.1
Capstone Turbine Corporation
C30	0,01				0,31			0,03-0,35
C65	0,065	16,4			0,49			0,52-0,56
C200	0,19				6,7			0,02-0,52
C200	0,2				6,7			0,52-0,56
Daihatsu Diesel Mfg. Co. kft
DT-4	0,44				2,97	-/1500		1,2-1,6
DT-6	0,66				4,72	-/1500		1,2-1,6
DT-4W	0,88		41.5		5,94	-/1500		1,2-1,6
DT-10	1,1				8,23	-/1500		1,2-1,6
DT-10A	1,3		41,5		8,23	-/1500		1,2-1,6
DT-14	1,5		40,7		10,2	-/1500		1,2-1,6
DT-20	2,2		41,9		14,8	-/1500		1,2-1,6
DT-10W	2,25		40,7		16,47	-/1500		1,2-1,6
DT-10AW	2,6		41,5		16,47	-/1500		1,2-1,6
DT-14W			40,7		20,43	-/1500		1,2-1,6
DT-20W	4,4		41,9		29,79	-/1500		1,2-1,6
Distributed Energy Systems Corp.
MT-100	0,1			4,5	0,79			0,6-0,95
Mitsui Engineering & Shipbuilding Co. kft
SB5	1,1		25,5			25600/3000		1,8-2,3
SB15	2,7		25,6			13070/3000		1,8-2,3
MSC4Q	3,5		27,9	9,7	18,6	-/1500		1,8-2,3
MSC5Q	4,3		29,3	10,3	19,1	-/1500		1,8-2,3
OPRA Technologies A.S.A.
OP 16-2GL			27.8	6.7	8.8	26000/1500		1,6-2,0
PBS Velka Bites, a. s.
TE 100G	0,1	71,3		3,9		56000/52400		1,2-1,5
Pratt és Whitney Kanada
ST5	0,457	139,6	23,5	7,3	2,4	30000/3000
ST6L-721	0,508	156,2	23,4	7,3		33000/3000
ST6L-795	0,678	197,7	24,7	7,3	3,3	33000/3000
ST6L-813	0,848			7,3		30000/3000
ST6L-90	1,18			7,3	5,3	30000/3000
ST18A (DLE)	1,96		30,2	13,7	8,4	20000/3000
ST18A (WLE)	2,02		28,3	13,7	9,2	20000/3000
ST30	3,3			16,6	14,4	14875/3000
ST40				16,6	15,1	14875/3000
Rolls–Royce Power Engineering Plc (energiatermelés)
501-KC5	4,1				15,5	13600/3000		1,6-2,0
501-KB5	4,8			9,4	15,4	14600/3000		1,8-2,2

5.6. ábra. Turbógenerátor keresztmetszete:

1 - test; 2 - az állórészrész háza; 3 - olajvezeték (olajellátás); 4 - légcsatorna a labirintus felfújásához; 5 - diffúzor; 6 - fúvóka berendezés; 7 - lángcső; 8 - gyújtógyertya; 9 - üzemanyag-elosztó; 10 - turbinakerék; 11 - kompresszor kerék; 12 - labirintus tömítés; 13 - hidrodin-

mikrofon csapágy; 14 - állórész tekercsek; 15.17 - olajleeresztő nyak; 16 - állandó mágnesek; 18 - rotor; 19 - kerámia gördülőcsapágy

Ez egy nagy sebességű egytengelyes egység 68 000 ford./perc forgórész fordulatszámmal. Szerkezetileg egyetlen házban készül, amelybe a rotor be van szerelve. Az égéstér, amely egy különálló, független egység, a turbina felőli oldalon a házhoz van rögzítve.

Az 5.7. ábrán látható rotor a turbógenerátor legkritikusabb része.

Az egyik tengelyen, amely nagy szilárdságú acélból készült, egymás után a következőket helyezik el:

Nagy sebességű szinkrongenerátor perselye (rotor), két benyomott állandó mágnessel;

Egyfokozatú centrifugális kompresszorkerék;

Egyfokozatú centripetális turbina kereke.

A turbógenerátor forgórésze két támaszra van felszerelve: az első támasz a generátor agy elülső vége előtt, a második pedig a generátor agy és a kompresszorkerék között található.

Az első tartó egy kerámiagolyós nyomógörgős csapágy, a második egy hidrodinamikus csapágy. Mindkét csapágy hűtött és kiváló minőségű szintetikus olajjal van kenve.

5.7. ábra. A rotor általános képe

A rotor kialakításának megkülönböztető jellemzője a kompresszor és a turbinakerekek konzolos elrendezése. Ez a tervezési megoldás lehetővé tette az összes csapágy eltávolítását a forró zónából, ami jelentősen csökkentette a helyrehozhatatlan olajveszteséget, csökkentette az olajrendszer szivattyújának teljesítményét, valamint megnövelte az olaj és olajszűrő cseréjéhez szükséges időt.

A nagy sebességű szinkrongenerátor és a félvezető feszültségátalakító használata lehetővé tette a legtöbb kis teljesítményű gázturbina „Achilles-sarkától” - a sebességváltótól való megszabadulást.

Az égéstér

Az 5.8. ábrán látható égéstér biztosítja a gáznemű tüzelőanyag kémiai energiájának a munkaközeg hőenergiájává történő átalakítását.

A kamra kialakítása ellenáramú, gyűrű alakú, többpontos gáz-halmazállapotú tüzelőanyag-ellátással külön befecskendezőkön keresztül. A kamra a berendezés részleges és teljes terhelése melletti hosszú távú működésre készült.

Az égéstér a következő fő elemekből áll: ház; üzemanyag elosztó, üzemanyag befecskendezők, lángcső, gyújtógyertyák, távtartók.

A gáznemű tüzelőanyagot 12 befecskendezőn keresztül juttatják a kamra bejáratához 0,5-0,6 MPa nyomással.

5.8. ábra. Az égéstér kialakítása:

1 - lángcső; 2 - injektorok; 3 - üzemanyag-elosztó; 4 - égéstér ház; 5 - elemek a lángcsőnek a testhez való rögzítéséhez; 6 - gyújtógyertya; 7 - távtartó

Erőgyűjtő

A gáz-levegő rekuperátort úgy tervezték, hogy növelje a berendezés elektromos hatásfokát a kompresszor utáni levegő további melegítése miatt. A levegő a turbina kipufogógázainak hője miatt melegszik fel (5.5. ábra).

A rekuperátor egy gáz-levegő lemezes hőcserélő, melynek megjelenését az 5.9. ábra mutatja. Az üzemanyag-megtakarítás a berendezésben a légkompresszorból az égéstérbe belépő levegő hőmérsékletének emelkedése miatt következik be.

Hővisszanyerő rendszer hulladékhő kazánnal

A hővisszanyerő rendszert úgy tervezték, hogy a kipufogógázok hőjének felhasználásával a hálózati vizet meghatározott értékre melegítse.

A vízparaméterek szabályozása a hulladékhő kazán kimeneténél a kipufogógázok megkerülő vezetéken keresztül történő megkerülésével történik.

5.9. ábra. A rekuperátor általános képe

A rendszer tartalma: egy hulladékhő kazán bypass csappantyúval, egy bypass vezeték, egy áramlásmérő a hűtőfolyadék áramlásának mérésére, a hűtőfolyadék hőmérsékletének mérésére szolgáló műszerek a hulladékhő kazán bemeneténél és kimeneténél, a hőcserélő hőmérsékletének mérésére szolgáló műszerek. kipufogógázok a kazán be- és kimenetén - hőcserélő, maximális nyomáskapcsoló a hulladékhő kazán kimeneténél.

Léghűtő rendszer

A léghűtő rendszert a fűtőelemek (turbógenerátor, rekuperátor, teljesítményelektronika, hulladékhő kazán, olajradiátor) megbízható hőelvezetésére tervezték.

a nyomásfokozó kompresszor tórusza, az olajrendszer olajhűtője) a mikroturbina berendezés belsejében található.

Az egység belsejében ventilátorok vannak, amelyek kényszerített légmozgást biztosítanak. A levegő bemeneti és elszívási helyeit az 5.10. ábra mutatja.

A motortérben található alkatrészek és szerelvények hűtésére irányított levegő két részre oszlik. Az első rész az olajhűtő, a turbógenerátor, a rekuperátor és a hulladékhő kazán hűtésére szolgál. A légmozgást az olajhűtő ventilátor biztosítja. A második rész a teljesítményelektronika és a nyomásfokozó kompresszor radiátorának hűtésére szolgál. A légmozgást a mikroturbina egység alján elhelyezett ventilátor biztosítja.

A levegő az egységből az egység hátulján két téglalap alakú nyíláson keresztül távozik.

5.10. A motortérből származó levegő be- és kifúvás helyei:

1 - levegő a motortér hűtéséhez; 2 - levegő a gázturbina generátorba; 3 - kipufogógáz kimenet; 4 - levegő a teljesítményelektronika hűtéséhez; 5 - hűtőlevegő kimenet (felső lyuk); 6 - hűtőlevegő kimenet (alsó nyílás)

A TA-100 RCHP mikroturbina egység műszaki jellemzőit (a gyártó szerint) a táblázat tartalmazza. 5.2.

5.2. táblázat

A TA-100 RCHP egység műszaki jellemzői

Szergej Zhuravlev, egy ultra-kis gázturbinás motor létrehozásának projektmenedzsere válaszol a Holnap kérdéseire.

"HOLNAP". Szergej, ha ránézünk a mikroturbinájára, úgy tűnik, hogy ez egy kis sugárhajtómű. Amit valószínűleg valamilyen ultra-kis repülőgépekre, pilóta nélküli légi járművekre szerelnek fel...

Szergej ZHURAVLEV. A látszat megtévesztő lehet, és annak ellenére, hogy csapatunkban többen is közvetlen kapcsolatban állnak a repüléssel, valójában valami egészen mást csináltunk. A mikroturbina az önálló otthoni projektünk szíve. Úgy gondoljuk, hogy egy oroszországi háznak kezdetben energiahatékonynak kell lennie, vagyis több energiát kell termelnie, mint amennyit elfogyaszt. Emiatt autonómnak kell lennie, vagyis nem kell keményen kapcsolódnia külső exkluzív hálózatokhoz.

"HOLNAP". Van egy nyugati koncepció: napelemeket teszünk a tetőre, és szélturbinát az udvarra. De bocsánat, hazánkban se nap, se szél nem fúj, hiszen az északi kontinens közepén vagyunk. Mi a te megközelítésed?

Szergej ZHURAVLEV. Ma már nem nehéz önálló házat létrehozni, a technológia ezt lehetővé teszi. Az egész probléma a költségek, mert természetesen lehet napelemeket telepíteni, és nyáron több mint elegendő energiát felhalmozni, majd télen felhasználni. Ennek az energianak a felhalmozásának költsége azonban közel lesz a csillagászatihoz – még akkor is, ha modern akkumulátorokat telepít, vizet szivattyúz különböző magasságú tavak rendszerén, vagy hőszivattyút vagy olvadt hőintenzív sót tárol.

Ahhoz, hogy ily módon az egész télre energiát tároljon, vagyonokat kell költenie egy tárolórendszerre. Ezért a különböző energiaforrások kombinálásának koncepciójából indulunk ki, amelyek lehetővé teszik, hogy minden igényt kielégítsünk. Ma már nincs értelme az akkumulátorokban elektromosságot felhalmozni, a primer energiát vegyi formában, például gyúlékony gázok formájában kell felhalmozni.

Vagyis arra a következtetésre jutunk, hogy fel kell gyorsítani az „anyagcsere-építés” folyamatait azáltal, hogy gyúlékony gázokat termelünk a hulladékból és a szemétből, amely magában az autonóm házban képződik. A hidrogén vagy a metán előállításának számos alapvető módja van, de számunkra az a fontos, hogy a háztartás maga által termelt éghető gáz révén egész télen keresztül könnyen termelhet áramot és hőt. Itt merült fel a mikrogázturbinás üzem ötlete. A turbinák számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos gázdugattyús egységekkel, vagyis a hagyományos belső égésű motorokkal szemben, amelyek már ismertek.

A kis gázturbinás motorok már nagyon magas hatásfokot értek el, a gázdugattyús motorokkal ellentétben könnyen hangszigetelhetők, szinte nem adnak zajt és kis térfogatot foglalnak el. Tagadhatatlan előnyük, hogy könnyen üzemelnek rossz minőségű, rossz minőségű gázzal, amit egy háztartás a háztartási hulladékából elő tud állítani.

"HOLNAP". Itt el kell mondani, hogy mindannyian hozzászoktunk a tiszta, majdnem 100%-os metánhoz, amelyet a Gazprom szállít nekünk a gázcsövön keresztül, ugyanaz a monopolista, akitől el akarsz távozni - és azt javasolja, hogy közvetlenül a házban kapja meg. , bár kevésbé tiszta, de már „saját”, autonóm metán?

Szergej ZHURAVLEV. Igen, mostanra részletesen kidolgozták azt a gyakorlatot, hogy a végterméket, gyúlékony gázok keverékét háztartási hulladékok széles skálájából - papírtól vagy fától -, bocsánat a madárürülékig vagy háziállattrágyáig, nyerik.

Ezért a mikroturbinák ma nagyon fontos fejlesztési területnek számítanak. Többek között Nyugaton, ahol több cég is aktívan dolgozik ezen. Nyilvánvaló, hogy az ottani koncepció nagyon hasonló a miénkhez: a mikroturbina egy család vagy vállalkozás „energiaszívévé” válik, amikor számos háztartási fogyasztási cikk, elsősorban élelmiszer teljes termelése magába a háztartásba összpontosul. És ez természetesen ugyanaz a kép egy teljesen más jövőről, amikor egy egész réteget kapunk „új termelőkből”, egyfajta „21. századi parasztokból”, akik már nagyon kevéssé függenek a külvilágtól, biztosítva maguknak mindent, amire szükségük van, és még többlettermékeket is létrehoznak.

"HOLNAP". Igen, adjon Isten, hogy egy ilyen egyedülálló technológiának köszönhetően újjáéleszthessük orosz nyílt tereinket. Mik a terveid a közeljövőre?

Szergej ZHURAVLEV. Igen, az autonóm otthon a jövő. Mára a mikroturbinák alkalmazásának lehetősége feltárul a már említett repülésben. A múltban a repülésben a motorok fejlődése megkerülte a mikromotorokat - azon egyszerű oknál fogva, hogy csak repülőgép-modellezésre voltak alkalmasak, és nagyon rövid erőforrással rendelkeztek. A repülésben a mikromotorok „majális pillangók” voltak, rövid életűek, és csak hasonlóságnak, valódi, „felnőtt” repülőgép-hajtóművek másolatának számítottak. De ma végre a mikroturbina méretű motorépítés fejlődése oda vezetett, hogy a technológiai lehetőségek és a repülés követelményei egy ponton közeledtek – és most már jó mikroturbinát készíthetünk a repüléshez.

"HOLNAP". Nézzük meg ezt a kis egységet. Úgy néz ki, mint egy igazi motor, de mit produkál ma ez az apróság, ha a teljesítményt vagy a tolóerőt száraz számokká fordítjuk?

Szergej ZHURAVLEV. Maximális fordulatszámon ez a mikroturbina 200 newtont termel. Ha teljesítményről beszélünk, akkor körülbelül 12 kW. Szerény méretéhez képest elég erős motor.

"HOLNAP". Összehasonlításképpen: ha jól emlékszem, egy hétköznapi lakás csúcsteljesítményen is ma 1,5-2 kW áramot fogyaszt, és átlagban több száz wattot?

Szergej ZHURAVLEV. Igen, egy ilyen kis dolog elég egy tucat lakáshoz egy bérházban. Most minden paramétert körülbelül 100 ezer fordulat / perc mikroturbina sebességgel számítanak ki. De a turbina kényszerített változatával elérheti a 150 ezer fordulatot percenként, bár ez nem racionális.

"HOLNAP". Ez semmiképpen nem egy belső égésű motor fordulatszáma! Kiderült, hogy a turbina csúcstechnológiás felfüggesztést, speciális csapágyakat és precíziós tengelyt használ?

Szergej ZHURAVLEV. Igen, a turbina kiváló minőségű, tartós csapágyakkal rendelkezik. A repülőgépmodellezésben a hasonló turbinákhoz egyszerűbb csapágyakat használnak, de ezek nem tartanak sokáig, és egy háztartási mikroturbinánál a legfontosabb probléma a motor és a tengely kenő- és kiegyensúlyozó rendszerének kialakítása, amely lehetővé teszi a hosszú szolgálatot. idő.

Az iparág modern zászlóshajóinak mikroturbináinak élettartama már körülbelül 100 ezer óra, azaz körülbelül tíz év, és a turbina rendszeres karbantartásával évente egyszer. Nem tűzünk ki ilyen feladatot, pedig már ötezer órára kiszámoltuk a hűtőrendszer elrendezését. És ez a gép legalább ötszáz órán át képes lesz dolgozni - ez az első, de fontos mérföldkő. Most éppen az ipari mintákkal való tesztelés szakaszába lépünk. Ezért még nem jósoljuk meg, hogy a gép milyen eredményt ad, de azt mondjuk: „nem kevesebb”, és ez már körülbelül ötször több, mint a legjobb repülőgép-modell.

Szergej ZHURAVLEV. Egyelőre az első szakaszban kifejezetten a repüléssel kezdünk el dolgozni, ezzel egy kicsit megkönnyítve az első lépést a végső cél felé vezető úton. A repülés továbbra is kiváló minőségű kerozint használ, és nem háztartási gázt, amely paramétereiben még rosszabb, mint a fő gáz. A kogenerációs mikroturbinás erőmű feladata pedig, mint már mondtam, álmunk és stratégiai célunk is.

"HOLNAP". A kapcsolt energiatermelés a hő és villamos energia kombinált termelése, amire mindig törekednünk kell hideg hazánkban. Voltak-e analógjai ennek a megközelítésnek, az ilyen mikroturbinák létrehozásának a szovjet és az orosz történelemben? Mennyire egyedi ez a tétel?

Szergej ZHURAVLEV. Ilyen méretű motorokat Oroszországban nem gyártanak. Csak katonai célokra gyártanak hajtóműveket, ezek általában egyszerűbbek - például cirkáló rakétákhoz. De ez egy egyszeri használat, „gyújts és felejts el” megközelítés. Ebben az esetben a cirkáló rakétának egy órájában kell repülnie a célponthoz - és ennek megfelelően az egész motort úgy tervezték, hogy biztosítsa, hogy ezen az órán át repüljön.

Teljesen más piacról beszélünk, polgári használatra. Ennek megfelelően csak sok sikert kívánok mindenkinek, aki egy ilyen tágas piacra képes terméket előállítani. Mindenkinek van elég hely és munka. Ezért általában nem félünk az éles piaci versenytől - Oroszországban minden csak most kezdődik a kisméretű energiaszektorban.

"HOLNAP". Mondja el, milyen további lépéseket tervez a mikroturbinával kapcsolatban? Hogyan teszteli és javítja?

Szergej ZHURAVLEV. Sajnos nincs sok pénzünk minőségi próbapad építésére. Most ezt a munkát végezzük, egy prototípus tesztelésére készülünk. Jelenlegi feladatunk ipari formatervezés, ipari együttműködés kialakítása, technológiai eljárások és felhasznált anyagok fejlesztése. Következő a fejlesztési tesztelési szakasz lesz. De teszünk valamit előre, anélkül, hogy megvárnánk, amíg a motor felveszi végleges formáját – például megkezdtük egy hibrid erőmű előzetes fejlesztését, mind a jövőbeli kapcsolt energiatermelés, mind a pilóta nélküli légi járművekben való felhasználás céljából. A hibrid motor a legmodernebb kialakítás az elektromos propeller hajtást használó kvadrokopterek és tiltrotorok esetében, de mikroturbinával is meghajtható, nem akkumulátorról, mint manapság.

"HOLNAP". Igen, valamikor megdöbbentett, hogy az elmúlt tíz év során mekkora előrelépés történt a pilóta nélküli repülőgépek fejlesztésében, de tudom, hogy milyen kritikus tömegű problémák merültek fel az UAV-kkal kapcsolatban, mert a modern akkumulátorok korlátozzák a hatótávolságot és a sebességet. a drónok.

Szergej ZHURAVLEV. A pilóta nélküli járművek nagyon összetett egységek, és nem úgy teszünk, mintha terveznénk vagy gyártanánk őket. Feladatunk, hogy minőségi erőművet tegyünk alkalmazhatóvá különböző típusú repülőgépeken. Mikroturbina bármilyen repülőgép-hajtóműbe beépíthető: sugárhajtóműbe, turbóventilátorba, turbólégcsavarba, illetve a már említett elektromos motorba UAV-okhoz. Számukra a mikroturbina kompakt és erőteljes energiaforrás. A mikroturbina sugársugár előállításával és a tengely forgatásával a repülőgép repüléséhez elegendő elektromosságot hoz létre.

"HOLNAP". Mondd meg, Szergej, a mikroturbina melyik része van összeszerelve orosz alkatrészekből? Mivel találkozott a készülék fejlesztése során, és milyen problémákat oldott meg, és milyen problémák maradtak megoldatlanok?

Szergej ZHURAVLEV. Nem beszélek operatív kutatásunk minden finomságáról és árnyalatáról. Általánosságban elmondom Az elmúlt években nagyon komoly, úgynevezett additív technológiákban fejlett berendezésekből álló flottát halmozott fel. Ezt a motort 70%-ban additív technológiával, azaz fémszerkezetek programozott „növesztésével” gyártották. Az additív technológia egy 3D nyomtató használata, amely azonnal készterméket készít közvetlenül egy amorf fémből.

"HOLNAP". Tehát az egész mikroturbinája szó szerint fémből van „nyomva”?

Szergej ZHURAVLEV. Igen, minden ki van nyomtatva – kivéve a csavarokat és anyákat. Nincs szükség csavarok nyomtatására, van rájuk szabvány. Esztergagépen csak a tengelyt és a motor tengelyházát forgatják. Nos, néhány alkatrész öttengelyes gépeken marással készül, de ez a legmodernebb berendezés is.

Ennek megfelelően azt állítani, hogy ma „elmaradott ország” vagyunk, teljes hülyeség. Csak néhány olyan technológiai igény van, amelyet még nem sikerült megoldani az orosz iparban. Ilyen például a mikroturbinánk már említett „hosszú élettartamú” kerámia csapágyai. Ugyanakkor azt látjuk, hogy az orosz kutató-gyártó bázis készen áll az ilyen termékek gyártására, itt csak a gazdaságosság a kérdés. Ahhoz, hogy a termékünkhöz ilyen szintű kerámiatermékek gyártása készüljön, ennek a gyártásnak összehasonlíthatatlanul nagyobb mennyiséget kell előállítania ahhoz, hogy a költség elfogadható legyen. Először is, ez nagyjából verseny kérdése - még mindig sokkal olcsóbb kínai, japán vagy német termékeket vásárolni, mint itt előállítani; Nem telepíthetsz szupergépet csak azért, hogy négy csapágyat készíts egy prototípus turbinához.

"HOLNAP". Nos, ez minden innovatív vállalat problémája. Nyugaton a feltalálóknak is ki kell szállniuk ebből a helyzetből.

Szergej ZHURAVLEV. Igen, számolnunk kell az „innovációs hatással”. Például, ha a védelmi iparunk abban érdekelt, hogy professzionális hajtóműveket kapjunk kis szabványos méretben, és a legmodernebb anyagok felhasználásával, akkor ez a folyamat attól függetlenül felgyorsul, hogy akarjuk-e vagy sem. Ez egyszerűen látható abból, hogy az elmúlt 3-4 évben a hadsereg hirtelen gazdagodott a modern technikával.

"HOLNAP". Mondd, ki segít és mi akadályoz a munkádban?

Szergej ZHURAVLEV. Tudja, a termelési hagyományok, amelyek Oroszországban még mindig meglehetősen merevek, inkább akadályt jelentenek. Ez egyrészt jó, mert a hagyományok lehetővé teszik, hogy kevesebbet hibázzunk, de gyakran lassítják az innovációt is.

Egy egyszerű példa. A motorokat 3D-s számítógépes környezetben modellezzük, azaz a motorházat minden alkatrészével közvetlenül egy virtuális 3D-s modellben szereljük össze. Ugyanez a modell a CNC gép vagy 3D nyomtató forráskódja, rajzok nélkül, a modern berendezések azonnal „megértik” az ilyen bináris kódot. De valamilyen oknál fogva egyes orosz iparágak továbbra is megkövetelik, hogy 3D-s modellünket lefordítsák egy tucat GOST-rajzra. Aztán a saját tervezőik ugyanezeket a rajzokat újra lefordítják saját 3D-s modelljükre, hogy ugyanazokra a CNC gépekre „táplálják” őket!

Mindez lelassítja és bonyolítja a folyamatot, és hibaforrásként szolgál. Ahogy mondani szokták, „két mozdulat egy tűznek felel meg”, tehát a rajzok két átdolgozása nagyon hasonló hatást kelt... Ma pedig átképezzük az ilyen gyártókat, hozzászoktatva őket, hogy a megváltozott valóság alapján cselekedjenek.

Ennek eredményeként a szövetséges partnerek ilyen „bedarálása” miatt közel hat hónapig tartott az együttműködés ennek a motornak a gyártásában. Együttműködés abban az értelemben, hogy kész modellmegoldást biztosítottunk minden szükséges paraméterrel. Partnereink pedig, meg kell adnunk nekik illetményüket, és hatalmas köszönetet mondunk, átvették ezeket a mikroszériás, lényegében kísérleti termékeket, hiszen Oroszországban meglepően gyengéd hozzáállás uralkodik az új, egyedi iránt, ezt éreztük a munka során. kapcsolt partnereinkkel turbinánk létrehozásához. Végül is az additív technológiákat ma még csak az orosz ipar sajátítja el, és meglehetősen nehéz egyszerűen „repülni” ezt vagy azt a részt. Partnereink azonban aktívan bekapcsolódtak, és mindent megtettek – a legnehezebb körülmények között is.

"HOLNAP". Érdekel a hazai védelmi ipar részéről az Ön fejlesztései iránt, ha nem megy be az államtitok övezetébe? Katonai részlegünk - mekkora érdeklődést mutat ez a fajta koncepció, hogyan látják a mikroturbina ötletét a repüléshez, beleértve a pilóta nélküli repülőgépeket is?

Szergej ZHURAVLEV. Hadd válaszoljak szinte filozófiailag. Még nem jártam ott, és hivatalosan még nem látogattak meg. „Őrnagy elvtárs” még nem érdeklődött irántunk, de nagy bizalommal feltételezem, hogy az ilyen irányú megoldások keresését katonai osztályunk már régóta és nagyon aktívan végzi. Látom, hogy elég nagy intézetek pontosan ezen a feladaton dolgoznak, és előbb-utóbb természetesen találkozni fogunk termékünk felhasználásának ezzel a vonatkozásával.

"HOLNAP". Vagyis vagy a hegy jön Mohamedhez, vagy Mohamed mégis eljön a hegyhez?

Szergej ZHURAVLEV. Ez az. Nincs ellentmondásunk a védelmi iparral szemben, de nincs tapasztalatunk a vele való interakcióról sem. Általában egy privát csapat vagyunk. Még nem is hoztunk létre jogi személyt kifejezetten ehhez a projekthez. Általában egy feladatunk volt - motort építeni. És megcsináltuk

"HOLNAP". Hány munkaórába telt ennek az apróságnak az elkészítése?

Szergej ZHURAVLEV. Maradjunk annyiban, hogy a „szalvétára rajzolt ötlettől” két év telt el a motor prototípusban való megtestesüléséig, ami kéttucatnyi ember intenzív munkáját eredményezte, igaz, természetesen nem teljes munkaidőben.

"HOLNAP". Vagyis ez elég rövid idő az ötlettől a mintáig.

Szergej ZHURAVLEV. Úgy gondolom, hogy ma már nagyon gyorsan el lehet sajátítani a termelési kompetenciákat. Csak a technológiai tudás forrásaihoz való hozzáférésre és egy motivált, jól koordinált csapatra van szükség. Maguk a high-tech termékek ma már nem afféle tabutudás, amihez csak szuperprofik, „kiválasztott vagy speciálisan képzett emberek” nyúlhatnak hozzá, ahogy néha tréfásan mondják. Az innovációban minden keresés, ötletbörze, értékelések és lehetőségek felsorolása révén jön létre. Ez egy nagyon nehéz folyamat, és itt a motiváció kerül előtérbe.

"HOLNAP". Egyes vélemények szerint ma sokkal könnyebb innovatív termelést építeni, mint 20 évvel ezelőtt. Például azt hallottam, hogy azt az üzemet, amelyet a Szovjetunió egy egész évtizedet épített katonai repülőgépei AFAR radarjaihoz, ma másfél év alatt össze lehet szerelni közvetlenül nyílt terepen – és ez nem valami sztahanovista bravúr lesz. . Mennyire igaz ez?

Szergej ZHURAVLEV. Oroszország és a Szovjetunió mindig is elsősorban arról volt híres, hogy képes mozgósítani, nagyon rövid idő alatt hihetetlent produkálni. Ezért természetesen már a szovjet építési projektek is példái voltak az új technológiák és az új tudás legmagasabb ütemű fejlesztésének - mind a nukleáris, mind az űrprojektek, és a kevésbé „hangos” dolgok, amelyek szintén mindig világszinten voltak. Másrészt a jelenlegi technológiák, sőt, ha kívánják, lehetővé teszik a gyártó számára, hogy a szó szoros értelmében „lépéseket ugorjon át”, még rövidebb idő alatt teljesen új termékeket hozzon létre, gyakran új, egyedi megközelítések alapján. A jelenkor a gondolkodó, aktív emberek lehetőségeinek igazi korszaka. Igazi „álomidő”.

"HOLNAP". Szeretnék egy kérdést feltenni az álmoddal kapcsolatban. Beszélgetésünket a „jövő házával” kezdtük. Én is lelkes rajongója vagyok a jövőnek, mert tökéletesen megértem, hogy előrelépés nélkül minden társadalom lassan visszacsúszik. Az Ön véleménye: Mit nyer a társadalom a mai innovációkkal, mint például a mikroturbinája vagy az autonóm otthon koncepciója?

Szergej ZHURAVLEV. Ha egy álomról vagy a filozófiánkról beszélünk, akkor úgy gondolom, hogy minden projektnek világos filozófiai alapokon, a jövő világának világos víziójából kell kiindulnia, amelyben az Ön projektje fontos, kritikus elem. Ellenkező esetben egész életében egy „innovatív hajfésűn” fog gondolkodni. Feltételesen beszélek, hangsúlyozva, hogy ma az emberek gyakran próbálnak haszontalan dolgokat csinálni, anélkül, hogy bármilyen módon megsértenék az új fésűs lehetőségek fejlesztőit. Egyszerűen nem érdekel ez; az új fésűk nem fogják megváltoztatni a világunkat. Például, ha autonóm, energiadús házat építünk, meg kell mondanunk magunknak, hogy azt az alapon kívül semmi sem köti a földhöz.

"HOLNAP". Vagyis Karéliába akartak menni – Karéliába repültek. Ha a Krím déli partjára akart menni, akkor a Krím déli partjára repült?

Szergej ZHURAVLEV. Igen, pontosan erről beszélünk: a háznak a jövő ideális képében az Ön járművévé is kell válnia. Ebben nincs semmi irreális. De ez persze egy teljesen más történet, amit nem szabad azonnal a mi szerény mikroturbinánkhoz kötni. Ez nem lehet más, mint egy kis lépés a jövőkép felé.

"HOLNAP". Szergej, nagyon köszönöm a beszélgetést. Remélem, talán két év múlva, talán egy év múlva, láthatunk egy erőművet a „szívével” - egy apró turbóhajtóművet, egy mikroturbinát. Még ha „titkosnak” is minősítik, annak az üzenetnek a formájában, hogy valahol Oroszországban megkezdődtek egy új UAV tesztelése a védelmi minisztérium igényeire, „innovatív turbóhajtóművel”. És természetesen azt kívánom, hogy ne veszítse el a lelkesedését az álma felé vezető hosszú úton.

Szergej ZHURAVLEV. Biztosan nem veszítjük el a lelkesedésünket. Remélem sokáig kitart. Ahogy mindig mondják, ha lenne pénz, lenne boldogság. De ennek ellenére megtaláljuk, megtesszük, és meg is fogjuk tenni.

Az anyagot Alexey ANPILOGOV készítette

A gázturbinás motorok (GTE) kísérleti mintái először a második világháború előestéjén jelentek meg. A fejlesztések az ötvenes évek elején éledtek meg: a gázturbinás hajtóműveket aktívan használták a katonai és polgári repülőgépgyártásban. Az iparba való bevezetés harmadik szakaszában a mikroturbinás erőművek által képviselt kis gázturbinás motorokat széles körben kezdték el használni az ipar minden területén.

Általános információk a gázturbinás motorokról

A működési elv minden gázturbinás motornál közös, és abban áll, hogy a sűrített, felmelegített levegő energiáját a gázturbina tengelyének mechanikai munkájává alakítják. A vezetőlapátba és a kompresszorba belépő levegő összenyomódik, és ebben a formában az égéstérbe kerül, ahol az üzemanyagot befecskendezik és a munkakeveréket meggyújtják. Az égésből származó gázok nagy nyomás alatt haladnak át a turbinán, és forgatják a lapátokat. A forgási energia egy részét a kompresszor tengelyének forgatására fordítják, de a sűrített gáz energiájának nagy része hasznos mechanikai munkává alakul át a turbina tengelyének forgatására. A belső égésű motorok (ICE) közül a gázturbinás egységek rendelkeznek a legnagyobb teljesítménnyel: 6 kW/kg-ig.

A gázturbinás motorok a legtöbb típusú diszpergált tüzelőanyaggal működnek, ami kiemeli őket a többi belső égésű motor közül.

A kis TGD-k fejlesztésének problémái

A gázturbinás motor méretének csökkenésével a hatásfok és a fajlagos teljesítmény csökken a hagyományos turbósugárhajtóművekhez képest. Ezzel párhuzamosan a fajlagos üzemanyag-fogyasztás is nő; a turbina és a kompresszor áramlási szakaszainak aerodinamikai jellemzői romlanak, ezeknek az elemeknek a hatásfoka csökken. Az égéstérben a légáramlás csökkenése következtében a tüzelőanyag-kazetta égési hatásfoka csökken.

A gázturbinás motoralkatrészek hatékonyságának csökkenése a méretek csökkenésével az egész egység hatékonyságának csökkenéséhez vezet. Ezért a modell modernizálása során a tervezők különös figyelmet fordítanak az egyes elemek hatékonyságának növelésére, akár 1% -kal.

Összehasonlításképpen: ha a kompresszor hatásfoka 85%-ról 86%-ra nő, a turbina hatásfoka 80%-ról 81%-ra nő, a motor összhatásfoka pedig 1,7%-kal nő. Ez arra utal, hogy rögzített üzemanyag-fogyasztás esetén a fajlagos teljesítmény ugyanannyival nő.

"Klimov GTD-350" légi gázturbinás motor a Mi-2 helikopterhez

A GTD-350 fejlesztése először 1959-ben kezdődött az OKB-117-ben S.P. tervező vezetésével. Izotov. Kezdetben egy kis hajtómű kifejlesztése volt a feladat az MI-2 helikopterhez.

A tervezési szakaszban kísérleti telepítéseket alkalmaztak, és a csomópontonkénti befejezési módszert alkalmazták. A kutatás során módszereket dolgoztak ki a kis méretű lapátos eszközök kiszámítására, és konstruktív intézkedéseket tettek a nagy sebességű rotorok csillapítására. A motor működő modelljének első mintái 1961-ben jelentek meg. A GTD-350 típusú Mi-2 helikopter légi tesztjeit először 1961. szeptember 22-én hajtották végre. A teszteredmények szerint szétszakadt két helikopter hajtóműve, újra felszerelve a sebességváltót.

A motor 1963-ban megszerezte az állami minősítést. A sorozatgyártás 1964-ben indult meg a lengyelországi Rzeszow városában, szovjet szakemberek vezetésével, és 1990-ig folytatódott.

Ma l A második hazai gyártású GTD-350 gázturbinás motor a következő teljesítményjellemzőkkel rendelkezik:

- tömeg: 139 kg;
— méretek: 1385 x 626 x 760 mm;
— névleges teljesítmény a szabad turbinatengelyen: 400 LE (295 kW);
— szabad turbinafordulatszám: 24000;
— üzemi hőmérséklet tartomány -60…+60 ºC;
— fajlagos üzemanyag-fogyasztás 0,5 kg/kW óra;
— üzemanyag — kerozin;
- utazóteljesítmény: 265 LE;
- felszállási teljesítmény: 400 LE.

Repülésbiztonsági okokból a Mi-2 helikopter 2 hajtóművel van felszerelve. Az ikertelepítés lehetővé teszi, hogy a repülőgép biztonságosan teljesítse a repülést az egyik erőmű meghibásodása esetén.

A GTE-350 jelenleg elavult, a modern kisrepülőgépekhez erősebb, megbízhatóbb és olcsóbb gázturbinás hajtóművekre van szükség. Jelenleg egy új és ígéretes hazai motor az MD-120, amelyet a Salyut vállalat gyárt. Motor tömege - 35 kg, motor tolóerő 120 kgf.

Általános séma

A GTD-350 kialakítása kissé szokatlan, mivel az égéstér nem közvetlenül a kompresszor mögött található, mint a standard modellekben, hanem a turbina mögött. Ebben az esetben a turbina a kompresszorhoz van rögzítve. Az alkatrészeknek ez a szokatlan elrendezése csökkenti a motor teljesítménytengelyeinek hosszát, ezáltal csökkenti az egység tömegét, és lehetővé teszi a magas forgórész-fordulatszámot és a hatékonyságot.

A motor működése során a levegő a VNA-n keresztül jut be, áthalad az axiális kompresszor fokozatokon, a centrifugális fokozaton és eléri a levegőgyűjtő tekercset. Innen két csövön keresztül a motor hátsó részébe levegő jut az égéstérbe, ahol megfordítja az áramlási irányt és bejut a turbina kerekeibe. A GTD-350 fő elemei: kompresszor, égéstér, turbina, gázgyűjtő és sebességváltó. Bemutatják a motorrendszereket: kenés, vezérlés és jégmentesítő.

Az egység önálló egységekre van felosztva, ami lehetővé teszi az egyedi alkatrészek gyártását és azok gyors javítását. A motort folyamatosan fejlesztik, és ma a módosítását és gyártását a Klimov OJSC végzi. A GTD-350 kezdeti erőforrása mindössze 200 óra volt, de a módosítási folyamat során fokozatosan 1000 órára növelték. A képen az összes alkatrész és szerelvény általános mechanikai kapcsolata látható.

Kis gázturbinás motorok: alkalmazási területek

A mikroturbinákat az iparban és a mindennapi életben autonóm áramforrásként használják.
— A mikroturbinák teljesítménye 30-1000 kW;
— térfogata nem haladja meg a 4 köbmétert.

A kis gázturbinás motorok előnyei közé tartozik:
- széles teherválaszték;
– alacsony rezgés- és zajszint;
— különböző típusú üzemanyagokon végzett munka;
- kis méretek;
– alacsony kipufogógáz-kibocsátás.

Negatív pontok:
— az elektronikus áramkör összetettsége (a szabványos változatban az áramkör kettős energiaátalakítással készül);
— a fordulatszám-tartó mechanizmussal ellátott teljesítményturbina jelentősen megnöveli a költségeket és megnehezíti a teljes blokk gyártását.

Ma a turbógenerátorok a magas gyártási költségek miatt nem terjedtek el olyan széles körben Oroszországban és a posztszovjet térben, mint az USA-ban és Európában. A számítások szerint azonban egyetlen, 100 kW teljesítményű, 30%-os hatásfokú autonóm gázturbinás egységgel 80 szabványos gáztűzhelyes lakás energiaellátását lehet használni.

Egy rövid videó a turbótengelyes motor használatáról elektromos generátorhoz.

Az abszorpciós hűtőszekrények beépítésével egy mikroturbina használható klímaberendezésként és jelentős számú helyiség egyidejű hűtésére.

Autóipar

A kis gázturbinás motorok kielégítő eredményeket mutattak a közúti tesztek során, azonban a jármű költsége sokszorosára nő a tervezési elemek összetettsége miatt. 100-1200 LE teljesítményű gázturbinás motor. a benzinmotorokéhoz hasonló jellemzőkkel rendelkeznek, de ilyen autók tömeggyártása a közeljövőben nem várható. E problémák megoldásához javítani kell és csökkenteni kell a motor összes alkatrészének költségeit.

A védelmi iparban más a helyzet. A katonaság nem figyel a költségekre, a teljesítmény fontosabb számukra. A katonaságnak szüksége volt egy erős, kompakt, problémamentes tankerőműre. És a 20. század 60-as éveinek közepén Szergej Izotov, az MI-2 - GTD-350 erőmű megalkotója részt vett ebben a problémában. Az Izotov Tervező Iroda megkezdte a fejlesztést, és végül megalkotta a GTD-1000-et a T-80 harckocsihoz. Talán ez az egyetlen pozitív tapasztalat a gázturbinás motorok földi szállításra való használatáról. A motor tartályon való használatának hátránya a falánkság és a válogatósság a munkapályán áthaladó levegő tisztasága tekintetében. Az alábbiakban egy rövid videó a GTD-1000 harckocsi működéséről.

Kis repülés

Manapság az 50-150 kW teljesítményű dugattyús motorok magas költsége és alacsony megbízhatósága nem teszi lehetővé az orosz kisrepülés számára, hogy magabiztosan bontsa ki szárnyait. Az olyan motorok, mint a Rotax, nincsenek Oroszországban tanúsítva, a mezőgazdasági repülésben használt Lycoming motorok pedig nyilvánvalóan túlárasak. Ráadásul benzinnel üzemelnek, amit nem nálunk gyártanak, ami tovább növeli az üzemeltetés költségeit.

A kis repülésnek, mint egyetlen más iparágnak sincs szüksége kis gázturbinás motorprojektekre. A kisturbinák gyártásához szükséges infrastruktúra fejlesztésével magabiztosan beszélhetünk a mezőgazdasági repülés fellendüléséről. Külföldön elegendő számú cég foglalkozik kisméretű gázturbinás motorok gyártásával. Alkalmazási kör: magánrepülőgépek és drónok. A könnyű repülőgépek modelljei között szerepel a cseh TJ100A, TP100 és TP180 hajtóművek, valamint az amerikai TPR80.

Oroszországban a Szovjetunió óta a kis- és közepes méretű gázturbinás hajtóműveket főleg helikopterekhez és könnyű repülőgépekhez fejlesztették ki. Erőforrásuk 4-8 ​​ezer óra között mozgott,

Ma az MI-2 helikopter igényeire továbbra is a Klimov üzem kisméretű gázturbinás hajtóműveit gyártják, mint például: GTD-350, RD-33, TVZ-117VMA, TV-2-117A, VK-2500PS- 03 és TV-7-117V.

A kapott e-mailből (az eredeti másolata):

„Kedves Vitalij! Mesélnél egy kicsit többet

a modellturbóhajtóművekről, pontosan mik is azok, és mivel eszik?

Kezdjük a gasztronómiával, a turbinák nem esznek semmit, csodálják! Vagy, modern módon átfogalmazva Gogolt: „Nos, melyik repülőgép-modellező nem álmodik sugárhajtású vadászgép építéséről?!”

Sokan álmodoznak, de nem mernek. Sok újdonság, még több érthetetlen dolog, sok kérdés. Gyakran lehet olvasni különböző fórumokon, hogy a neves LII-k és kutatóintézetek képviselői okosan félelmet keltenek, és megpróbálják bebizonyítani, milyen nehéz is ez az egész! Nehéz? Igen, talán, de nem lehetetlen! És ennek bizonyítéka a több száz házi készítésű és több ezer ipari mikroturbina modellezési modell! Csak filozófiailag kell megközelíteni ezt a kérdést: minden zseniális egyszerű. Ezért írtuk ezt a cikket, abban a reményben, hogy csökkentjük a félelmeket, fellebbentjük a bizonytalanság fátylát, és több optimizmust adunk!

Mi az a turbóhajtómű?

A turbóhajtómű (TRE) vagy a gázturbinás hajtás a gáztágulási munkán alapul. A harmincas évek közepén egy okos angol mérnök azzal az ötlettel állt elő, hogy hozzon létre egy légcsavar nélküli repülőgép-hajtóművet. Akkoriban ez egyszerűen az őrület jele volt, de minden modern turbóhajtómű még mindig ezen az elven működik.

A forgó tengely egyik végén egy kompresszor található, amely levegőt pumpál és sűrít. A kompresszor állórészéből kiengedve a levegő kitágul, majd az égéstérbe kerülve ott az égő tüzelőanyagtól felmelegszik és még jobban kitágul. Mivel ennek a levegőnek nincs hová mennie, nagy sebességgel igyekszik elhagyni a zárt teret, átpréselve a tengely másik végén található turbina járókerekét, és forogni késztet. Mivel ennek a felmelegített légáramnak az energiája jóval nagyobb, mint amennyi a kompresszor működéséhez szükséges, maradéka a motor fúvókájában erőteljes, hátrafelé irányuló impulzus formájában szabadul fel. És minél több levegő melegszik fel az égéstérben, annál gyorsabban távozik belőle, még jobban felgyorsítva a turbinát, így a tengely másik végén található kompresszort.

A benzin- és dízelmotorokhoz való összes turbófeltöltő, mind a két-, mind a négyütemű, ugyanazon az elven alapul. A kipufogógázok felgyorsítják a turbina járókerekét, forgatják a tengelyt, amelynek másik végén egy kompresszor járókerék található, amely a motort friss levegővel látja el.

A működési elv nem is lehetne egyszerűbb. De ha ez ilyen egyszerű lenne!

Mutatók	Dimenzió	Nagyságrend
Elektromos energia	kW
Hőteljesítmény (HMV/fűtés) (49/60) (70/95)	kW	172 / 160
Elektromos hatásfok	%
Teljes hatékonyság	%	> 75 (%)
Aktuális érték 100%-os terhelésnél	A
Maximális áramérték (túlterhelés) 5 másodpercig	A
Gázfogyasztás névleges teljesítmény üzemmódban	nm 3 / h	39/34
Hossz (beltéri/kültéri használatra)	mm	3111,5 / 3316,5
Szélesség (beltéri/kültéri használatra)	mm	917 / 917
A táblázat vége. 5.2
Magasság (beltéri/kültéri használatra)	mm	2123 / 2250
Súly (beltéri/kültéri használatra)	kg	1814 / 2040
Elektromos generátor típusa	nagy sebességű, két állandó mágnessel
A rotor sebessége	fordulat
Gázturbinás egység levegőfogyasztása	kg/s
A kipufogócsatorna maximális aerodinamikai ellenállása	Pa
Levegőfogyasztás a hűtőteljesítmény-elektronika számára	nm 3 /s	0,38
Levegőfogyasztás az olajrendszer, a hulladékhő-kazán és a nyomásfokozó kompresszor hűtéséhez	nm 3 /s	0,755
A csatlakoztatott kipufogógáz-csatorna maximális aerodinamikai ellenállása	Pa
A csatlakoztatott légcsatorna maximális aerodinamikai ellenállása a hűtőlevegő eltávolításához az olaj-levegő radiátorból és a hulladékhő kazánból	Pa
A csatlakoztatott légcsatorna maximális aerodinamikai ellenállása a hűtőlevegő eltávolításához a teljesítményelektronikából és a nyomásfokozó kompresszorból	Pa
Túlzott gáznyomás a nyomásfokozó kompresszor bemeneténél	kPa	0,5-től 35-ig
Olajtartály térfogata	l
Kipufogógáz hőmérséklete a hulladékhő kazán bemeneténél	°C
Kipufogógáz hőmérséklete a hulladékhő kazán kimeneténél	°C
Vízhőmérséklet a hulladékhő kazán bemeneténél	°C
A hulladékhő kazánból kilépő víz hőmérséklete	°C

A turbóhajtómű egyértelműen három részre osztható.

• A. Kompresszor fokozat
• B. Az égéstér
• BAN BEN. Turbina fokozat

A turbina teljesítménye nagymértékben függ a kompresszor megbízhatóságától és teljesítményétől. Alapvetően három típusú kompresszor létezik:

• A. Axiális vagy lineáris
• B. Radiális vagy centrifugális
• BAN BEN.Átlós

A. Többfokozatú lineáris kompresszorok csak a modern repülőgépekben és ipari turbinákban terjedtek el. A helyzet az, hogy lineáris kompresszorral csak akkor lehet elfogadható eredményeket elérni, ha több tömörítési fokozatot egymás után egymás után telepítünk, és ez nagymértékben megnehezíti a tervezést. Ezen túlmenően a diffúzor és a légcsatorna falainak kialakításánál számos követelménynek kell eleget tenni az áramlási zavarok és a túlfeszültség elkerülése érdekében. Voltak kísérletek ezen az elven alapuló modellturbinák létrehozására, de a gyártás bonyolultsága miatt minden a kísérletek és kísérletek stádiumában maradt.

B. Radiális vagy centrifugális kompresszorok. Ezekben a levegőt egy járókerék felgyorsítja, és centrifugális erők hatására összenyomódik - összenyomódik az egyenirányító rendszer-állórészben. Velük kezdődött az első működő turbóhajtóművek fejlesztése.

A tervezés egyszerűsége, a légáramlási zavarokra való kevésbé érzékenység és a viszonylag magas, mindössze egy fokozatból álló teljesítmény olyan előnyök voltak, amelyek korábban arra késztették a mérnököket, hogy megkezdjék az ilyen típusú kompresszorok fejlesztését. Jelenleg ez a fő kompresszortípus a mikroturbinákban, de erről később.

B. Átlós, vagy vegyes típusú kompresszor, általában egyfokozatú, működési elve hasonló a radiálishoz, de meglehetősen ritkán található meg, általában dugattyús belső égésű motorok turbófeltöltőiben.

Turbóhajtóművek fejlesztése a repülőgépmodellezésben

Sok vita folyik a repülőgépmodellezők között arról, hogy melyik turbina volt az első a repülőgépmodellezésben. Számomra az első repülőgép-modell turbina az amerikai TJD-76. Először 1973-ban láttam ezt az eszközt, amikor két félrészeg középhajós egy gázpalackot próbált összekötni egy kerek, körülbelül 150 mm átmérőjű és 400 mm hosszú, közönséges kötöződróttal egy rádióvezérlésű csónakhoz kötött szerkezettel. , a tengerészgyalogság célmeghatározója. A kérdésre: "Mi ez?" azt válaszolták: „Ez egy mini anyuka! Amerikai... köcsög, nem indul el...”

Jóval később megtudtam, hogy ez egy Mini Mamba, 6,5 kg súlyú és körülbelül 240 N tolóerővel 96 000 fordulat/percnél. Az 50-es években fejlesztették ki könnyű vitorlázó repülőgépek és katonai drónok segédmotorjaként. Ennek a turbinának az a sajátossága, hogy diagonális kompresszort használt. De soha nem talált széles körű alkalmazást a repülőgép-modellezésben.

Az első „nép” repülő motort minden mikroturbina ősatyja, Kurt Schreckling fejlesztette ki Németországban. Miután több mint húsz éve kezdett el dolgozni egy egyszerű, technológiailag fejlett és olcsón gyártható turbóhajtómű megalkotásán, több mintát készített, amelyeket folyamatosan fejlesztettek. Fejlesztéseit megismételve, kiegészítve, javítva a kisgyártók alakították ki a turbómotoros modell modern megjelenését és kialakítását.

De térjünk vissza Kurt Schreckling turbinájához. Kiemelkedő kialakítás szénszál erősítésű fa kompresszoros járókerékkel. Gyűrű alakú égéskamra párolgási befecskendező rendszerrel, ahol az üzemanyagot körülbelül 1 m hosszú tekercsen keresztül táplálták be. Házi készítésű turbinakerék 2,5 mm-es fémlemezből! A mindössze 260 mm hosszú és 110 mm átmérőjű motor 700 grammot nyomott és 30 Newton tolóerőt produkált! Még mindig a világ leghalkabb turbósugárhajtóműve. Mivel a motorfúvókán távozó gáz sebessége mindössze 200 m/s volt.

Ennek a motornak az alapján az önálló összeszereléshez szükséges készletek több változatát is létrehozták. A leghíresebb az osztrák Schneider-Sanchez cég FD-3-a volt.

Alig 10 évvel ezelőtt egy repülőgépmodellező komoly választás előtt állt – járókerék vagy turbina?

Az első repülőgép-modell turbináinak vontatási és gyorsulási jellemzői sok kívánnivalót hagytak maguk után, de összehasonlíthatatlan előnyük volt a járókerékkel szemben – nem veszítettek a tolóerőből a modell sebességének növekedésével. Egy ilyen hajtás hangja pedig már igazi „turbina” volt, amit azonnal nagyra értékeltek a másolók, és leginkább a közönség, akik bizonyára minden repülésen jelen voltak. Az első Shreckling turbinák könnyedén 5-6 kg modellsúlyt emeltek a levegőbe. A kezdés volt a legkritikusabb pillanat, de a levegőben az összes többi modell háttérbe szorult!

Egy mikroturbinás repülőgépmodellt aztán egy folyamatosan negyedik fokozatban mozgó autóhoz lehetett hasonlítani: nehéz volt gyorsítani, de akkor egy ilyen modellnek nem volt párja sem a járókerekek, sem a légcsavarok között.

El kell mondanunk, hogy Kurt Schreckling elmélete és fejlesztései hozzájárultak ahhoz, hogy az ipari formatervezés fejlődése könyvei megjelenése után a motorok tervezésének és technológiájának egyszerűsítésének útjára lépett. Ami általában oda vezetett, hogy az átlagos pénztárca méretű és családi költségvetésű repülőgépmodellezők nagy köre számára elérhetővé vált ez a típusú motor!

A sorozatos repülőgép-modell turbinák első mintái a francia Vibraye cég JPX-T240 és a japán J-450 Sophia Precision voltak. Kialakításukban és megjelenésükben is nagyon hasonlóak voltak: centrifugális kompresszor fokozattal, gyűrű alakú égéskamrával és radiális turbinás fokozattal rendelkeztek. A francia JPX-T240 gázzal működött, és beépített gázellátás szabályzója volt. Tolóerőt 50 N-ig fejlesztett ki, 120 000 ford./percnél, a készülék tömege 1700 g volt. A következő minták, a T250 és a T260 tolóereje elérte a 60 N-t. A japán Sophia a franciákkal ellentétben folyékony üzemanyaggal működött. Az égésterének végén egy gyűrű volt permetező fúvókákkal, ez volt az első ipari turbina, amely helyet kapott a modelljeimben.

Ezek a turbinák nagyon megbízhatóak és könnyen kezelhetők voltak. Az egyetlen hátránya a túlhajtási jellemzőik volt. A helyzet az, hogy a radiális kompresszor és a radiális turbina viszonylag nehezek, vagyis nagyobb tömegük van, és ezért nagyobb a tehetetlenségi nyomatékuk az axiális járókerekekhez képest. Ezért az alacsony gázról a teljes gázra lassan, körülbelül 3-4 másodperc alatt gyorsítottak. A modell még tovább reagált a gázra, és ezt a repülésnél is figyelembe kellett venni.

Az öröm nem volt olcsó, 1995-ben egyedül Szófia 6600 német márkába vagy 5800 „örökzöld elnökbe” került. És nagyon jó érvek kellettek ahhoz, hogy bebizonyítsd a feleségednek, hogy egy modellhez sokkal fontosabb a turbina, mint egy új konyhához, és egy régi családi autó kibír még pár évet, de turbinával nem lehet várni. .

E turbinák további fejlesztése az R-15 turbina, amelyet a Thunder Tiger értékesít.

A különbség az, hogy a turbina járókerék immár axiális, nem radiális. De a tolóerő 60 N-on belül maradt, hiszen a teljes szerkezet, a kompresszor fokozat és az égéstér a tegnapelőtti szinten maradt. Bár az árában igazi alternatíva sok más modellel szemben.

1991-ben két holland, Benny van de Goor és Han Jenniskens megalapította az AMT vállalatot, és 1994-ben elkészítették az első 70N osztályú turbinát, a Pegasust. A turbina 76 mm átmérőjű Garret turbófeltöltős járókerekes radiális kompresszor fokozattal, valamint nagyon jól megtervezett gyűrű alakú égéstérrel és axiális turbinás fokozattal rendelkezett.

Kurt Schreckling munkájának két évnyi gondos tanulmányozása és számos kísérlet után optimális motorteljesítményt értek el, amelyet kísérletekkel állapítottak meg az égéstér méretében és alakjában, valamint a turbinakerék optimális kialakításában. 1994 végén, az egyik baráti találkozón, a repülések után, este egy sátorban egy pohár sör mellett Benny ravaszul kacsintott beszélgetés közben, és bizalmasan közölte, hogy a Pegasus Mk-3 következő szériamodellje „fúj. ” már 10 kg, maximális sebessége 105 000, kompressziós foka 3,5 0,28 kg/s légáramlási sebességgel és 360 m/s gázkilépési sebességgel. A motor tömege az összes egységgel együtt 2300 g, a turbina átmérője 120 mm, hossza 270 mm. Akkoriban ezek a számok fantasztikusnak tűntek.

Lényegében minden mai modell lemásolja és valamilyen mértékben megismétli az ebbe a turbinába beépített egységeket.

1995-ben megjelent Thomas Kamps „Modellstrahltriebwerk” (Modell Jet Engine) könyve (többnyire K. Schreckling könyveiből kölcsönzött rövidített formában) és egy saját gyártású turbina részletes rajzaival. Ettől a pillanattól kezdve teljesen megszűnt a gyártó cégek monopóliuma a modellturbóhajtóművek gyártási technológiájában. Bár sok kis gyártó egyszerűen ész nélkül másolja a Kamps turbina egységeit.

Thomas Kamps kísérletek és próbák révén, kezdve a Schreckling turbinával, megalkotott egy mikroturbinát, amelyben egyesítette az e területen akkoriban elért összes vívmányt, és akarva-akaratlanul szabványt vezetett be ezekre a motorokra. Turbinája, ismertebb nevén KJ-66 (KampsJetengine-66mm). 66 mm – a kompresszor járókerék átmérője. Ma a turbinák különféle nevei láthatók, amelyek szinte mindig jelzik a kompresszor 66, 76, 88, 90 stb. járókerekének méretét, vagy a tolóerőt - 70, 80, 90, 100, 120, 160 N.

Valahol olvastam egy nagyon jó interpretációt egy Newton értékéről: 1 Newton egy 100 grammos csokoládé és a csomagolása. A gyakorlatban a newtonban kifejezett számot gyakran 100 grammra kerekítik, és a motor tolóerejét hagyományosan kilogrammban határozzák meg.

Modell turbóhajtómű tervezése

1. Kompresszor járókerék (radiális)
2. Kompresszor egyenirányító rendszer (állórész)
3. Az égéstér
4. Turbinás egyenirányító rendszer
5. Turbinakerék (axiális)
6. Csapágyak
7. tengelyalagút
8. Szórófej
9. Fúvóka kúp
10. Kompresszor elülső burkolat (diffúzor)

Hol kezdjem?

Természetesen a modellezőnek azonnal kérdései vannak: Hol kezdjem? Hol lehet kapni? Mi az ára?

1. Kezdheti a készletekkel. Manapság szinte minden gyártó kínál a turbinák építéséhez szükséges alkatrészek és készletek teljes választékát. A leggyakoribbak a KJ-66-ot ismétlő készletek. A készletek ára a konfigurációtól és a kivitelezés minőségétől függően 450-1800 Euro között mozog.
2. Vásárolhat kész turbinát, ha megengedheti magának, és sikerül meggyőznie házastársát egy ilyen vásárlás fontosságáról anélkül, hogy váláshoz vezetne. A kész motorok ára 1500 eurótól indul az automatikus indítás nélküli turbinák esetében.
3. Meg tudod csinálni magad. Nem mondom, hogy ez a legideálisabb módszer, nem mindig a leggyorsabb és legolcsóbb, mint ahogy első pillantásra tűnhet. De a barkácsolóknak ez a legérdekesebb, feltéve, ha van műhely, jó eszterga-maró alap és ellenálláshegesztő berendezés is. Kézműves gyártási körülmények között a legnehezebb a tengely és a kompresszorkerék és a turbina összehangolása.

Az önépítéssel kezdtem, de a 90-es évek elején egyszerűen nem volt olyan nagy választék a turbinákból és készletekből az építkezéshez, mint manapság, és kényelmesebb megérteni egy ilyen egység működését és bonyolultságait saját készítéssel. .

Itt vannak fényképek egy repülőgép-modell turbinájának saját készítésű alkatrészeiről:

Aki szeretne jobban megismerkedni a Micro-TRD tervezésével és elméletével, annak csak ajánlani tudom az alábbi könyveket, rajzokkal és számításokkal:

• Kurt Schreckling. Strahlturbine fur Flugmodelle im Selbstbau. ISDN 3-88180-120-0
• Kurt Schreckling. Modellturbinen im Eigenbau. ISDN 3-88180-131-6
• Kurt Schreckling. Turboprop-Triebwerk. ISDN 3-88180-127-8
• Thomas Kamps Modellstrahltriebwerk ISDN 3-88180-071-9

Ma már a következő repülőgépmodell-turbinákat gyártó cégekről tudok, de egyre több van belőlük: AMT, Artes Jet, Behotec, Digitech Turbines, Funsonic, FrankTurbinen, Jakadofsky, JetCat, Jet-Central, A. Kittelberger, K. Koch, PST-Jets, RAM, Raketeturbine, Trefz, SimJet, Simon Packham, F. Walluschnig, Wren-Turbines. Minden címük megtalálható az interneten.

Használat gyakorlata a repülőgépmodellezésben

Kezdjük azzal, hogy már van turbinája, a legegyszerűbb, most hogyan vezérelheti?

Gázturbinás motorját többféleképpen is beállíthatja egy modellben, de a legjobb, ha először egy ilyen kis tesztpadot épít fel:

Kézi indításRajt) - a turbina szabályozásának legegyszerűbb módja.

1. Sűrített levegővel, hajszárítóval és elektromos indítóval a turbinát legalább 3000 ford./perc sebességre gyorsítják fel.
2. Az égéstérbe gáz, az izzítógyertyára feszültség kerül, a gáz meggyullad és a turbina 5000-6000 ford./perc tartományba esik. Korábban egyszerűen meggyújtottuk a levegő-gáz keveréket a fúvókánál, és a láng „lövést” az égéstérbe.
3. Működési sebességnél a fordulatszám-szabályozó be van kapcsolva, szabályozva az üzemanyag-szivattyú fordulatszámát, amely viszont üzemanyagot szállít az égéstérbe - kerozint, gázolajat vagy fűtőolajat.
4. Stabil működés esetén a gázellátás leáll, és a turbina csak folyékony tüzelőanyaggal működik!

A csapágyak kenése általában olyan tüzelőanyaggal történik, amelyhez körülbelül 5%-ban turbinaolajat adnak. Ha a csapágykenési rendszer külön van (olajszivattyúval), akkor jobb, ha a gázellátás előtt bekapcsolja a szivattyú tápellátását. Érdemes utoljára kikapcsolni, de NE FELEJTSÜK el kikapcsolni! Ha szerinted a nők a gyengébbik nem, akkor nézd meg, mivé válnak, ha meglátják, hogy a modell fúvókájából olajpatak folyik egy családi autó hátsó ülésének kárpitjára.

Ennek a legegyszerűbb szabályozási módnak a hátránya a motor működésével kapcsolatos információk szinte teljes hiánya. A hőmérséklet és a sebesség méréséhez külön műszerekre van szükség, legalább egy elektronikus hőmérőre és egy fordulatszámmérőre. Pusztán vizuálisan csak hozzávetőlegesen lehet meghatározni a hőmérsékletet a turbina járókerék színe alapján. A beállítást, mint minden forgó mechanizmusnál, a burkolat felületén érmével vagy körömmel ellenőrizzük. Ha a körmét a turbina felületére helyezi, a legkisebb rezgéseket is érezheti.

A motor adatlapja mindig megadja a maximális fordulatszámot, például 120 000 ford./perc. Ez a maximálisan megengedett érték üzem közben, amit nem szabad elhanyagolni! Miután 1996-ban a házi készítésű gépem szétrepült közvetlenül az állványon, és egy turbinakerék, a motorházat felszakítva, átszúrta az állványtól három méterre álló konténer 15 mm-es rétegelt lemez falát, arra a következtetésre jutottam, hogy vezérlő eszközök nélkül lehetetlen felgyorsítani.A házi készítésű turbinák életveszélyesek! A szilárdsági számítások később kimutatták, hogy a tengely fordulatszámának 150 000-en belül kellett volna lennie. Így jobb volt a teljes gáz melletti üzemi fordulatszámot 110 000 - 115 000 ford./percre korlátozni.

Egy másik fontos szempont. Az üzemanyag-szabályozó áramkörhöz SZÜKSÉGSZERŰEN A külön csatornán keresztül vezérelt vészzáró szelepet be kell kapcsolni! Ez azért történik, hogy kényszerleszállás, nem tervezett sárgarépa leszállás és egyéb problémák esetén a tűz elkerülése érdekében leálljon a motor üzemanyag-ellátása.

Indítás cellenőrzés(Félautomata indítás).

Hogy a fent leírt bajok ne a pályán történjenek, ahol (Isten ments!) nézők is vannak a környéken, elég jól bevált Indítsa el a vezérlést. Itt az indításvezérlést - a gáz nyitását és a kerozin adagolását, a motor hőmérsékletének és fordulatszámának figyelését egy elektronikus egység végzi. ECU (E elektronikus U serke- C ellenőrzés) . A gáztartály a kényelem kedvéért már a modell belsejében is elhelyezhető.

Ebből a célból egy hőmérséklet-érzékelő és egy sebességérzékelő, általában optikai vagy mágneses, csatlakozik az ECU-hoz. Ezenkívül az ECU jelezheti az üzemanyag-fogyasztást, elmentheti az utolsó indítás paramétereit, az üzemanyag-szivattyú tápfeszültségét, az akkumulátor feszültségét stb. Mindez ezután számítógépen is megtekinthető. Az ECU programozásához és a felhalmozott adatok lekéréséhez használja a kézi terminált (vezérlőterminál).

A mai napig a két legszélesebb körben használt versengő termék ezen a területen a Jet-tronics és a ProJet. Hogy melyiket részesíti előnyben, azt mindenki maga döntse el, hiszen nehéz vitatkozni, melyik a jobb: a Mercedes vagy a BMW?

Mindez így működik:

1. Amikor a turbina tengelye (sűrített levegő/hajszárító/elektromos indító) üzemi sebességre pörög, az ECU automatikusan szabályozza az égéstér gázellátását, a gyújtást és a kerozin ellátást.
2. Ha megmozgatja a gázkart a távirányítón, először a turbina automatikusan működési módba kapcsol, majd a teljes rendszer legfontosabb paramétereit figyeli, az akkumulátor feszültségétől a motor hőmérsékletéig és fordulatszámáig.

AutoRajt(Automatikus indítás)

A különösen lusták számára az indítási eljárást a végsőkig leegyszerűsítették. A turbinát szintén a vezérlőpanelről indítják ECU egy kapcsolót. Itt nincs sűrített levegő, nincs indító, nincs szükség hajszárítóra!

1. Megfordítod a kapcsolót a rádióvezérlőn.
2. Az elektromos indító üzemi fordulatszámra forgatja a turbina tengelyét.
3. ECU vezérli az indítást, a gyújtást és a turbina működési módba állítását, az összes visszajelző utólagos figyelésével.
4. A turbina kikapcsolása után ECU automatikusan megforgatja még többször a turbina tengelyét egy elektromos indító segítségével a motor hőmérsékletének csökkentése érdekében!

Az automatikus indítás legújabb fejlesztése a Kerostart. Kezdje kerozinnal, gázos előmelegítés nélkül. Másfajta izzítógyertya (nagyobb és erősebb) beépítésével és a rendszerben az üzemanyag-ellátás minimális változtatásával sikerült teljesen kiiktatni a gázt! Ez a rendszer az autófűtés elvén működik, mint a Zaporozhets. Európában eddig egyetlen cég alakítja át a turbinákat gázról kerozinindításra, gyártótól függetlenül.

Amint azt már észrevette, a rajzaimban még két egység szerepel a diagramon, ezek a fékvezérlő szelep és a futómű visszahúzó szelepe. Ezek nem kötelező opciók, de nagyon hasznosak. A helyzet az, hogy a „rendes” modellekben leszálláskor a propeller alacsony sebességnél egyfajta fékként működik, de a sugárhajtású modellekben nincs ilyen fék. Ráadásul a turbinának mindig van maradék tolóereje még „üresjárati” fordulatszámon is, és a sugárhajtású modellek leszállási sebessége jóval nagyobb lehet, mint a „propeller” modelleké. Ezért a fő kerékfékek nagyon hasznosak a modell futásának csökkentésében, különösen rövid területeken.

Üzemanyagrendszer

A második furcsa tulajdonság a képeken az üzemanyagtartály. Engem egy üveg Coca-Cola-ra emlékeztet, nem? Úgy, ahogy van!

Ez a legolcsóbb és legmegbízhatóbb tartály, feltéve, hogy újrafelhasználható, vastag palackokat használnak, nem pedig ráncos eldobhatóakat. A második fontos pont a szívócső végén található szűrő. Kötelező elem! A szűrő nem az üzemanyag szűrésére szolgál, hanem arra, hogy megakadályozza a levegő bejutását az üzemanyagrendszerbe! Már több mint egy modell elveszett a levegőben lévő turbina spontán leállása miatt! A Stihl márkájú láncfűrészek vagy hasonló, porózus bronzból készült szűrők itt bizonyultak a legjobban. De a normál nemezek is működni fognak.

Mivel üzemanyagról beszélünk, azonnal hozzátehetjük, hogy a turbináknak nagy a szomjúságuk, és az üzemanyag-fogyasztás átlagosan 150-250 gramm / perc. A legnagyobb fogyasztás természetesen induláskor jelentkezik, de ilyenkor a gázkar ritkán lépi túl az előre állás 1/3-át. Tapasztalatból elmondható, hogy mérsékelt repülési stílus mellett három liter üzemanyag 15 percre elegendő. repülési idő, míg a tankokban még van tartalék néhány leszállási megközelítésre.

Maga az üzemanyag általában repülési kerozin, nyugaton Jet A-1 néven ismert.

Természetesen használhat gázolajat vagy lámpaolajat, de egyes turbinák, például a JetCat családból származó turbinák ezt nem viselik jól. Ezenkívül a turbóhajtóművek nem szeretik a rosszul finomított üzemanyagot. A kerozinhelyettesítők hátránya a nagy mennyiségű koromképződés. A motorokat gyakrabban kell szétszerelni a tisztításhoz és ellenőrzéshez. Vannak olyan turbinák, amelyek metanollal működnek, de én csak két ilyen rajongót ismerek, ők maguk állítják elő a metanolt, így megengedhetik maguknak ezt a luxust. A benzin használatát, bármilyen formában, kategorikusan el kell hagyni, függetlenül attól, hogy milyen vonzónak tűnik ennek az üzemanyagnak az ára és elérhetősége! Ez szó szerint játék a tűzzel!

Karbantartás és élettartam

A következő kérdés tehát magától felmerült - a szolgáltatás és az erőforrások.

A karbantartás nagyrészt a motor tisztán tartásából, szemrevételezésből és indításkor a vibráció ellenőrzéséből áll. A legtöbb repülőgép-modellező felszereli turbináját valamilyen légszűrővel. Egy közönséges fémszita a szívó diffúzor előtt. Véleményem szerint a turbina szerves része.

A tisztán tartott és megfelelő csapágykenési rendszerrel ellátott motorok 100 vagy annál több üzemórán keresztül zavartalanul szolgálnak. Bár sok gyártó azt tanácsolja, hogy 50 munkaóra után küldjék el a turbinákat vezérlőkarbantartásra, ez inkább a lelkiismeret megtisztítására szolgál.

Az első sugárhajtású modell

Röviden az első modellről. A legjobb, ha „edző”! Manapság számos turbinás tréner létezik a piacon, ezek többsége deltaszárnyú modell.

Miért delta? Mert ezek önmagukban nagyon stabil modellek, és ha a szárnyban úgynevezett S-alakú profilt alkalmaznak, akkor minimális a leszállási sebesség és az elakadási sebesség. Az edzőnek úgymond magának kell repülnie. És az új típusú motorra és a vezérlési funkciókra kell koncentrálnia.

Az edzőnek megfelelő méretekkel kell rendelkeznie. Mivel a sugárhajtású modelleknél a 180-200 km/h sebesség adott, az Ön modellje nagyon gyorsan távolodik jelentős távolságokon. Ezért jó vizuális ellenőrzést kell biztosítani a modell számára. Jobb, ha a kocsin lévő turbina nyíltan van felszerelve, és nem ül túl magasan a szárnyhoz képest.

Jó példa arra, hogy milyen edzőnek NEM KELL lenni, a legáltalánosabb tréner - "Kenguru". Amikor a FiberClassics (ma Composite-ARF) megrendelte ezt a modellt, a koncepció elsősorban a Sofia turbinák eladásán alapult, és a modellezők számára fontos érvként, hogy a szárnyak eltávolításával a modellből próbapadként is használható. Általában így van, de a gyártó a turbinát úgy akarta megjeleníteni, mintha a kijelzőn lenne, ezért a turbinát egyfajta „pódiumra” szerelték fel. Ám mivel kiderült, hogy a tolóerővektor sokkal magasabbra lett alkalmazva, mint a modell CG-je, a turbina fúvókáját fel kellett emelni. A törzs teherbíró tulajdonságait ez szinte teljesen felemésztette, plusz a kis szárnyfesztávolságot, ami nagy terhelést jelentett a szárnyra. A megrendelő visszautasította az akkor javasolt egyéb elrendezési megoldásokat. Csak a TsAGI-8 Profile használata 5%-ra tömörítve adott többé-kevésbé elfogadható eredményt. Aki repült már Kenguruval, az tudja, hogy ez a modell nagyon tapasztalt pilótáknak való.

A Kenguru hiányosságait figyelembe véve létrehoztak egy sportedzőt a dinamikusabb repülésekhez, a "HotSpot"-ot. Ez a modell kifinomultabb aerodinamikával rendelkezik, és az Ogonyok sokkal jobban repül.

E modellek továbbfejlesztése a „BlackShark” volt. Nyugodt repülésekre tervezték, nagy fordulási sugárral. Széles körű műrepülési lehetőséggel, ugyanakkor jó szárnyaló tulajdonságokkal. Ha a turbina meghibásodik, ez a modell siklóként, idegek nélkül leszállhat.

Mint látható, az edzőcipők fejlesztése a méretnövelés (ésszerű határokon belül) és a szárny terhelésének csökkentésének útját járta!

Az osztrák balsa és hab készlet, a Super Reaper kiváló trénerként is szolgálhat. 398 euróba kerül. A modell nagyon jól néz ki a levegőben. Íme a kedvenc videóm a Super Reaper sorozatból: http://www.paf-flugmodelle.de/spunki.wmv

De az alacsony ár bajnoka ma Spunkaroo. 249 euró! Nagyon egyszerű szerkezet, üvegszállal borított balsából. A modell levegőben történő irányításához mindössze két szervó elég!

Mivel szervókról beszélünk, azonnal le kell mondanunk, hogy a szokásos három kilogrammos szervóknak semmi közük az ilyen modellekhez! A kormánykerekeik terhelése óriási, ezért az autókat legalább 8 kg-os erővel kell beszerelni!

Összesít

Természetesen mindenkinek megvan a maga prioritása, van akinek az ár, másoknak a kész termék és az időmegtakarítás.

A turbina megszerzésének leggyorsabb módja, ha egyszerűen megvásárolja! A mai kész, 8 kg-os tolóerő osztályú, elektronikával felszerelt turbinák árai 1525 eurótól kezdődnek. Ha úgy gondolja, hogy egy ilyen motort azonnal, probléma nélkül üzembe lehet helyezni, akkor ez egyáltalán nem rossz eredmény.

Szettek, készletek. Konfigurációtól függően átlagosan 400-450 euróba kerül egy kompresszoregyengető rendszer, egy kompresszor járókerék, egy fúratlan turbinakerék és egy turbina egyengető fokozat. Ehhez hozzá kell tennünk, hogy minden mást vagy meg kell vásárolni, vagy saját kezűleg kell elkészíteni. Plusz elektronika. A végső ár akár magasabb is lehet, mint a kész turbina!

Mire kell figyelni turbina vagy készletek vásárlásakor - jobb, ha ez a KJ-66 fajta. Az ilyen turbinák nagyon megbízhatónak bizonyultak, és teljesítménynövelő lehetőségeik még nem merültek ki. Tehát az égésteret gyakran korszerűbbre cserélve, vagy a csapágyak cseréjével és más típusú egyengetőrendszerek beépítésével több száz grammról 2 kg-ra növelheti a teljesítményt, és a gyorsulási jellemzők gyakran jelentősen javulnak. Ezenkívül az ilyen típusú turbinák nagyon könnyen kezelhetők és javíthatók.

Foglaljuk össze, mekkora zsebre van szükség egy modern sugárhajtású modell megépítéséhez a legalacsonyabb európai áron:

• Turbina elektronikával és apró alkatrészekkel összeszerelve - 1525 Euro
• Jó repülési tulajdonságokkal rendelkező oktató - 222 Euro
• 2 szervó 8/12 kg - 80 Euro
• 6 csatornás vevő - 80 Euro

Összességében az álmod: kb 1900 euró vagy kb 2500 zöld elnök!

Vitalij Szelivanov, Az Orosz Föderáció tiszteletbeli tesztpilótája

Egy gőzmozdony nem lehet szebb a kazánjánál” – ezt mondták a gőzmozdonymérnökök a század elején. A repülés hajnalán a könnyű motor hiánya miatt az emberek áramlási patakok segítségével vitorlázórepülőket kezdtek repülni a hegyekből. Csak egy könnyű benzinüzemű belső égésű motor megalkotása vezetett végül a levegőnél nehezebb járművekhez. A benzinmotor (üzemanyagtartalékkal) tízszer könnyebb volt, mint egy azonos teljesítményű akkumulátoros villanymotor vagy egy vízzel és üzemanyaggal ellátott gőzgép. A Wright fivérek, a franciák, a németek, és utánuk egyébként Oroszországban is csak 1910 nyarán, száz éve három készülék szállt fel: A.S. Kudasheva, Ya.M. Gakkel és I.I. Sikorsky. Igaz, az összes készülékbe importált 25 és 35 LE-s Anzani benzinmotorok voltak.

Bűn lenne nem emlékezni nagy őseinkre, de sajnos még mindig szinte ugyanazok a problémák vannak a kisrepülőgépek motorjaival. A Szovjetuniótól csak egy soros dugattyús motort örököltünk, az M-14-et. A motor egyszerű, megbízható, üzemanyaggal és olajjal szemben nem igényes. Nem fél a fagytól. Viszonylag olcsó, ha nem nagyon repülsz vele. Ezért szeretik az M-14-es motort.

Mit repülnek most, a „kisrepülésben”, i.e. ultrakönnyű és könnyű repülőgépek? A legelterjedtebb, legismertebb és szinte mindenhol a világon motorokat az osztrák Rotax 912 és 914 cég szervizeli. 80-100 LE teljesítménnyel. , legfeljebb fél tonnás felszálló tömegű járművekre szerelik fel, legfeljebb két fős személyzettel. Ezek oktatási, turisztikai, amatőr eszközök.

Amint összetett műrepülő manővereket kell végrehajtania együtt (oktatóval), egy tartósabb és nehezebb repülőgépre lesz szüksége 800–1000 kg felszálló tömeggel (például Po-2, Yak-18, Yak -52). Ráadásul 100-160 LE motorral. a repülési idő felét a műrepülés során elvesztett magasság visszanyerésével kell majd tölteni 2-3 m/sec függőleges sebességgel. És ha gyorsan szeretne magasságot elérni, akkor az M14 motor megfelelő. Akár 10 m/sec sebességet is elérhet rajta, és a magasságvesztés a műrepülés során sokkal kisebb lesz. Az M14 versenyzői az amerikai Lycoming és Teledyne Continental, a cseh Walter, valamint a német Centurion. A Lycoming és a Teledyne Continental még nyáron is szeszélyes a földre indításkor, vagy melegben vagy hidegben, télen pedig egyáltalán nem lehet a levegőben indítani. Csak saját, drága, importált benzint és kenőanyagot használnak, de minden hátrányukat felülmúlja két előny:
1. „Maximummal” dolgoznak, időkorlátok nélkül.
2. Az üzemanyag-fogyasztás 2-szer kisebb, mint az M14-ünké.

Ha a hajtóművek fő műszaki és gazdasági mutatóit egy táblázatba egyesítjük azzal a feladattal, hogy megkapjuk a hajtómű üzemeltetésének költségét a repülőgép repülési idejével az erőforrás teljes felhasználásáig - 10 ezer repülési óra -, akkor egy táblázatot kapunk.

Ez azt mutatja, hogy az M-14-esünkön 10 000 repült óráért 30%-kal többet kell fizetnie, mint az Alison-színházban, és majdnem háromszor többet, mint a Centurion dízelmotoron. De az M601-es motor, bár csaknem háromszor többe kerül, mint az M-14, minden egyes lóereje háromszor kevesebbe kerül a kezelőnek, mint az M-14. Ezért ha egy katonai repülőiskola alapkiképzésére szeretnénk gépet szerezni, ahol intenzív munkára kényszerülünk és nagyon hosszú repülési időt biztosítunk, akkor természetesen színházi hajtóművel kell felszerelni a gépet, ill. most nincs jobb sorozatgyártású motor, mint az M601!

A szükséges repülőgép természetesen műrepülő, 7-ig terjedő üzemi G-erővel, kellően nagy magasságban (7-10 km), ezért túlnyomásos kabinnal. A tervezett repülőgéphez a legmegfelelőbb Oroszországban kapható és szervizelt hajtómű a cseh Walter M601. Analógjai, a Pratt&Whittney újabbak és gazdaságosabbak, de nincs rendszer a karbantartásukra és az üzemeltetési tapasztalatukra Oroszországban. Túl korai dízelmotort telepíteni egy 0,5–1,5 órás repülési idővel rendelkező műrepülőgépre - nehéz (az interneten a tartályhajók nagyon hasznos összehasonlító elemzést végeznek a gázturbinás és dízelmotorok előnyeiről és hátrányairól) .

Eddig az derült ki, hogy a legolcsóbb repülési képzés csörlőről induláskor vitorlázórepülőgépen van. 3 euróért (120) rubelért feldobnak egy siklóra 500 m magasságba, ahonnan kb 8-10 percig nyugodtan ereszkedsz le, vagy szabadon szárnyalhatsz. A vitorlázórepülőket az 500 kg-ig terjedő felszállótömegű ultrakönnyűek és a 80-100 LE teljesítményű Rotax 912 és 914 motorok követik. Használhatók körrepülések, egyszerű műrepülések és útvonalrepülések oktatására. Ez 30-40 óra repülési időt biztosít, és eléri az amatőr pilóta szintjét. A magán repülőiskolák vagy a DOSAAF biztosíthatnak ilyen képzést. Információ: már készülnek az ultrakönnyű repülőgépek, amelyek akkumulátoros villanymotorokat használnak majd 30 perces repülésig. És olcsó, és környezetbarát, alacsony zajszint és biztonságos.

Következő szakasz: műrepülő-oktató dugattyús repülőgépek. Az egyik előnyben részesített lehetőség a Yakovlev Cadet repülőgép lehet. Használható komplex és műrepülés, formációs repülés és éjszakai oktatásra. De nagyon nehéz lesz elérni, hogy a katonaság visszaváltson dugattyús repülőgépre, a repülések fizikailag nehezek, a fizetés és a juttatások csökkennek. Ezért az ilyen gépek nagy valószínűséggel hasznosak lesznek a DOSAAF és a magán repülőiskolák számára. A motort továbbra is cserélni kell - túl drága az üzemeltetése -, 30%-kal drágább, mint a kétszer erősebb M601-es turbóprop motor.

Ha egy repülési óra fajlagos költségét egy csúcstechnológiás, körülbelül 500 km/h maximális sebességű, nagysebességű moziteremmel rendelkező repülőgépen való repülés költségének tekintjük, akkor a repülőgép maximális sebességétől függően , egy repülési óra árarányát különböző repülőgépeken kaphatja meg.

A grafikonon jól látható, hogy 500 km/h-s maximális sebességig simán lineárisan nő a gép ára, 500-ról 800 km/h-ra parabolikusan nő, majd szinte lineárisan megy felfelé. Ebből a következtetés: nincs értelme az 500-600 km/h-nál nagyobb üzemi pályával rendelkező repülőgépek maximális sebességét növelni, mivel egy kis sebességnövekedés túl drága mind a repülőgép árában, mind az üzemben. . Nyilván ezen okok miatt csökkentették a dél-afrikai Pilatus RS-7MK repülőgépek vevői a motor teljesítményét.

Ha a színházra szerelhető repülőgép megközelítési sebessége 150 km/h-nál kisebb, akkor megszűnhet a katonai iskolai alapkiképzéshez szükséges dugattyús meghajtású repülőgép szükségessége, és ez a probléma a színházi hajtású repülőgépeken a alacsonyabb költséget.

A repülőiskolai alapképzéshez természetesen, mint az egész világon, sürgősen szükség van hadműveleti színtérrel ellátott oktatóeszközökre (“Aviapanorama”, 2010. 1. és 2. sz.).

Látjuk, hogyan támogatja Kína, India, Brazília és más fejlődő országok légiközlekedési ipara állami segítséggel. Még a Türkiye is azt tervezi, hogy 2011-ben kiadja saját, színházra szerelhető járművét. Nagyvállalkozásunk - többnyire technikailag analfabéta - elsősorban ingatlanokat és luxuscikkeket vásárol. Egyébként a forradalom előtt sem sokat áldoztak pénzembereink a technikai haladásra. Hiszen nem itt, hanem Nyugaton osztottak ki nagy díjakat a La Manche csatornán átrepülő és más rekordrepülésekért.

A korlátozó légtérrendszer 2008-ra ígért feloldásával 2010 végén valószínűleg megnyílik egy nagy orosz piac a kis magánrepülőgépek számára. Az állam ezt a helyzetet felhasználhatja saját könnyű repülőgépgyártásának fejlesztésére. Kínához és Indiához hasonlóan Ön is megvásárolhatja a legjobb külföldi repülőgépek tételeit, azzal a joggal, hogy utólag gyártsa le azokat. De sokkal fontosabb számunkra, a repülési ipar és a repülés szerelmesei számára a legjobb, legelterjedtebb és legmegbízhatóbb Rotax, Teledyne Continental, Pratt&Whittney motorok beszerzése és licencelt gyártása, olyan teljesítményskálával, amelyet a mai napig nem gyártanak Oroszországban. A motorválaszték széles skálájával légiközlekedési iparágunk el tudja látni az orosz piacot a szükséges repülőgépekkel. A történelmi példák ezt csak megerősítik. Így volt ez a Li-2-vel, így volt ez az angol Nin-1 és Derwent-V sugárhajtóművek megvásárlásával is, ennek eredményeként megkapták a világ legnépszerűbb vadászrepülőjét, a MiG-15-öt és egy majdnem ugyanolyan masszív frontvonali bombázó, az Il-28.

Amire külön figyelmet szeretnék fordítani. Nemzeti szegénységi szokásunk masszív tendenciát váltott ki: megtesszük, amit tudunk, aztán sorozatban befejezzük. Emlékezned kell arra, hogy mit tanítanak a repülési egyetemek hallgatóinak: a vázlat véglegesítése egy radír és egy ceruza árába kerül (kopekák), a modell az elköltött fűrészáru árába kerül (több ezer rubelbe), egy repülőgép prototípusa. több millió rubel, és egy sorozatgyártású repülőgép módosítása sok pénzt igényel, ami az egész program összeomlásához vezethet. Az ilyen hibák elkerülése érdekében szeretnünk kell a vásárlót, és mindent időben meg kell tennünk, hogy termékünk jobb legyen, mint versenytársaink.

16 megjegyzés: Hol lehet tisztességes motorokat kapni kis repülőgépekhez

1. Vlagyimir