Авиационный двухтактный двигатель Rolls-Royce Crecy. Великобритания
Главная »
p_d_m 11.11.2013 299
0
в Избранноев Избранномиз Избранного 0
Rolls-Royce Crecy — необычный авиадвигатель даже для британского авиапрома, выделяющегося большим разнообразием подходов в деле конструирования моторов для самолетов. Потому что Crecy — единственный двухтактный авиадвигатель большой мощности. На легком топливе разумеется, двухтактных авиационных дизелей было достаточно.
Для применения в авиации основное достоинство двухтактного двигателя большая на 60-70%% мощность при тех же габаритах, основные недостатки — больший расход топлива, масла и воздуха. Остальные минусы в разной степени компенсируются вводом различных технических решений, которые впрочем уменьшают плюсы двухтактника — простоту устройства и в меньшей мере компактность, или не существенны для авиамотора, особенно в военное время — это про меньший ресурс.
История двухтактника от R-R началась в декабре 1935 году когда в Министерстве Авиации Великобритании начали обсуждать создание нового мощного двигателя, предназначенного для скоростного истребителя-перехватчика. Участвующий в обсуждении знаменитый ученый-двигателист Harry Ricardo предложил двухтактный мотор, заказчик на предложение согласился. Вторая половина 30х годов была посвящена изучению свойств такого мотора, первый прототип Crecy был изготовлен в железе в 1941. К этому времени определили на какой самолет «Креси» будет ставится — на Spitfire. На испытаниях мотор показал 1400л.с. плюс большую дополнительную тягу создавал выхлоп, 30% от тяги пропеллера! Однако были проблемы с вибрацией и охлаждением поршней и втулок. Первый экземпляр «Креси» проработал более 450 часов и испытывался до 45 года, в 43 его переделали в Crecy MK II с отдельными блоками цилиндров, а не выполненными единой деталью как раньше. Следующие экземпляры мотора успешно проходили и 25 и 50 часовые тесты на непрерывную работу.
В течение войны приоритет работ над «Креси» был низким, всего было изготовлено и испытано шесть моторов плюс восемь отдельных двухцилиндровых V-образных секций. Три последних мотора в 1944-1945 годах получили турбину. А в декабре 1945 работы над двигателем прекратили из-за отказа от дальнейших работ над поршневыми моторами в связи с переходом на реактивную тягу.
1.
Crecy представлял собой V-образный двухтактовый двигатель с развалом цилиндров в 90 градусов, с жидкостным охлаждением, с непосредственным вспрыском топлива и гильзовым распределением. Обе этих технологии усложняли устройство мотора, зато давали наибольший выигрыш для двухтактника — топливо-воздушная смесь сжигалась эффективно, воздухообмен в цилиндре проходил наиболее оптимальным образом. Мощный выхлоп, большой расход воздуха и топлива обусловили появление на «Креси» турбины, вращаемой выхлопными газами, аналогичной применяемой на первом английском ТРД Whittle W.1, но в половинном масштабе. Причем вал турбины был общим с коленчатым валом мотора, так что эта система являлась турбокомпаундом, а не классическим турбокомпрессором. Естественно на моторе стоял и одноступенчатый нагнетатель, с изменяемым углом установки лопастей вентилятора. Система маслоснабжения была аналогичной стоявшей на четырехтактниках, лить масло в бензин как это делается на легких двухтактных моторах, не было нужно.
ТТХ (расчетные)
Диаметр цилиндра, мм 129,5 Ход поршня, мм 165,1 Объем, л 26 Вес сухого, кг 862 Топливо, октановое число 100 Редукция 0,451:1 Выходная мощность, л.с. 2729 Степень наддува 7:1 Расход топлива, л/ч 388,2 при 2500 об/мин
Как видно из ТТХ двигатель работал на относительно невысоких для «обычных» авиамоторов оборотах — 2500 об/мин. Согласно Рикардо при повышении оборотов 2хтактника затраты мощности на очистку и заполнение цилиндра будут здорово увеличиваться, что очень снизит его эффективность относительно 4хтактника. На испытаниях 21 декабря 1944 предпоследний Crecy (s/n 10) выдал 1798 л.с. без подключения турбины. Ожидалось что с ней он мог выдать 2500л.с.. Перспективы двигателя при дальнейшем совершенствовании оценивались очень высоко. Хотя есть и другое мнение: в ходе испытаний «Креси» выявились серьезные проблемы с охлаждением цилиндров. Вызвано это было видимо выбранным способом подачи воздуха в цилиндры — с продувочными окнами, и повышенным расходом масла, характерным для двухтактных двигателей. Несмотря на всякие технические ухищрения на момент окончания работ решить задачу полностью не удалось.
2.
Предполагалось что Crecy в воздухе будет тестироваться на Hawker Henley, в марте 43 был даже выделен s/n L3385. Но до установки мотора на самолет дело так и не дошло. Перед этим, летом 41го, макет «Креси» примерили на Supermarine Spitfire Mk II, а в марте 1942 вышел официальный доклад, в котором сравнивали перспективы Спитфайра с Griffon’ом и Crecy. Было признано что планер «Спита» не выдержит мощности двухтактника, а вот дефорсированная версия «Креси» даст истребителю большее преимущество по сравнению с «Гриффоном». Для справки — серийный Griffon 65 выдавал 2220л.с. при весе 900кг.
У R-R Crecy можно сказать был парный двигатель на тяжелом топливе — авиадизель Napier Nomad. Тоже двухтактный, тоже 12 цилиндровый рядный, тоже с турбокомпаундом и жидкостного охлаждения. Но оппозитный, выдавал 3150л.с. при весе в 1620кг. Был создан в 1949, проект мотора умер в начале 50х, и к нему кстати тоже приложил руку Рикардо. «Номад» считается одним из наиболее совершенных поршневых авиамоторов, возможно шанс стать таковым был и у Crecy.
3.
4.
5.
6. Фронтальная площадь двигателя — 0,6м2, но вместе со всей «обвязкой» она получается совсем немалой — 1,33м2.
7.
8.
источник: https://p-d-m.livejournal.com/267605.html
Американские перспективные конвертопланы получат двигатели «Роллс-Ройс»
Британские производитель двигателей Rolls-Royce и американский производитель вертолетов Bell Helicopter, входящий в промышленный конгломерат Textron, подписали соглашение о сотрудничестве. Совместная исследовательская работа будет вестись в рамках конструкторских разработок силовых установок с целью повышения безопасности, производительности и доступности будущих авиа-систем.
Bell Helicopter объявила о заключении соглашения с Rolls-Royce о разработке оптимизированного двигателя, предназначенного для перспективных конвертопланов V-280 Valor и V-247. Сотрудничество будет сосредоточено на интеграции уже проверенных систем с низким уровнем риска производства Rolls-Royce и развитии перспективных силовых установок для будущих аппаратов Bell.
Целью этого сотрудничества является дальнейшее повышение производительности наших летательных аппаратов. В ходе работы над Future Vertical Lift [американская долгосрочная программа вертолетов нового поколения – прим.ред.] появляются революционные решения для военных; Bell и Rolls-Royce сосредоточены на предоставлении этих новых возможностей вооруженным силам
— сказал Кит Флэйл, вице-президент по усовершенствованным системам вертикального взлета в Bell.
Это соглашение дает Bell преимущество в программах по модернизации и продаже летательных аппаратов вооруженным силам США.
Построение подобных взаимоотношений в отрасли открывает сторонам широкие возможности быстрого освоения технологий и их интеграции на боевые платформы. В результате, в рамках работы над программами перспективных технологий вертикального взлета, открываются перспективы по созданию машин с революционным функционалом.
Bell находится на передовой создания высокоэффективных и устойчивых летательных аппаратов, которые значительно превосходят устаревшие платформы, а Rolls-Royce является мировым лидером в области современных двигателей и силовых установок. Мы рады укрепить наши давние отношения с Bell и помочь удовлетворить потребности клиентов как с помощью инновационных решений, так и проверенных технологий
— заявил Джейсон Пропес, старший вице-президент Rolls-Royce по связям с клиентами в оборонной сфере.
В рамках этого группового соглашения Bell будет руководить проектированием, разработкой и производством современных систем вертикального подъема, а Rolls-Royce предоставит свои технические знания в области силовых установок, чтобы предоставить потенциальным заказчикам испытанные высокопроизводительные решения. Это сотрудничество расширяет успешные отношения между Bell и Rolls-Royce, которые существуют уже более 50 лет.
V-280 Valor и V-247 являются проектами конвертопланов нового поколения. V-280 способен развивать крейсерскую скорость до 529 км/ч, его боевой радиус составит 1480 километров, грузоподъемность составит от 6 до 11 пассажиров. Силовые установки будут неподвижны: при переходе из вертолетного режима в самолетный и обратно менять свое положение будут только винты.
V-247 является многоцелевыми ударным беспилотным конвертопланом.
Новый этап в развитии авиационных двигателей A350
Представители компании Rolls-Royce утверждают, что разработали самый эффективный в мире авиационный двигатель.
Новейшая разработка двигатель Trent XWB, производимый компанией Rolls-Royce, установлен на A 350 и проходит летные эксплуатационные испытания. При производстве двигателя применяются новые технологии, специально предназначенные для снижения веса и сокращения расхода топлива. Это последний штрих в ожесточенной борьбе между компаниями Airbus и Boeing, которая совсем недавно выпустила на рынок новую модель самолета Dreamliner.
Компания Rolls-Royce ведет ожесточенную конкурентную борьбу за рынок авиационных двигателей с американской компанией General Electric. Заказы на авиационные двигатели стоят миллиарды долларов, и за них идет упорная борьба.
Rolls-Royce ведет ожесточенную
конкурентную борьбу за рынок
авиационных двигателей с американской
компанией General Electric
Двигатель Trent был специально создан для самолета Airbus 350 800-900-1000 и согласно данным компании уже реализовано 1200 единиц. Модификация Trent XWB предназначена для установки на модель A 350-1000 и включает все последние технологические разработки компании.
В первую очередь поражает диаметр двигателя, который равен 299 сантиметров. Лопасти изготовлены из титана, полые внутри, но усилены специальной армированной сеткой для придания большей жесткости и прочности элементов. Размеры вентилятора позволяют всасывать большой объем воздуха, достигая высокой степени сжатия. Чем больший объем воздуха нагнетает двигатель, тем выше потенциал сжатия и эффективность всего процесса. Когда смесь топлива и воздуха воспламеняется, то температура горения достигает 2200 градусов Цельсия.
Это значительно более высокая температура сгорания смеси, чем достигалась в ранее выпускаемых двигателях. Температура сгорания смеси в 2200 градусов Цельсия на 700 градусов превышает точку плавления компонентов, из которых изготовлена камера сгорания и турбинные лопатки, которые приводятся в движение расширяющимся газом. Для предотвращения перегрева в каждой лопатке турбины просверливается 300 крошечных отверстий диаметром с человеческий волос. Это позволяет охлаждать рабочие поверхности элементов двигателя за счет создания тонкой воздушной пленки. Чтобы выдержать столь высокие температуры и огромное давление- 68 лопаток турбины изготовлены из никелевого сплава, с применением специальной технологии для предотвращения появления внутренних трещин.
Инженерам компании удалось применить наиболее современные технологии для производства двигателя, достигнув его эффективной работы. В среднем, авиационные двигатели становятся более экономичными на 1% каждый год в течение последних двух десятилетий.
Авиакомпании, сталкивающиеся с ростом цен на топливо, пытаются сократить издержки за счет применения более экономичных двигателей и тем самым повысить эффективность своей работы.
Спецификация (Buzzard IMS)
Основные характеристики
- Тип:
поршневой рядный четырёхтактный V-образный 12-цилиндровый двигатель жидкостного охлаждения - Диаметр цилиндра:
152,4 мм - Ход поршня:
167,6 мм - Объем двигателя:
36,7 л - Длина:
1924 - Ширина:
777 - Высота:
1128 - Сухой вес:
517 кг
Особенности функционирования
- Клапаны:
верхнеклапанный (SOHC) - Компрессор:
одноступенчатый односкоростной ПЦН - Тип топлива:
бензин с октановым числом 73-77 - Система охлаждения:
жидкостная
Производительность
- Выходная мощность:
600 кВт (800 л.с.) - Удельная мощность:
16,3 кВт/л (21,7 л.с./л) - Степень сжатия:
5,5:1 - Удельная мощность по весу:
1,16 кВт/кг (1,55 л.с./кг)
