Среда, 05.10.2022, 02:09 | Приветствую Вас Гость


Главная » Статьи » Каталог

Впрыск воды в авиации или "тюнинг Кукурузника"

  Первая половина прошлого столетия стала фундаментом в развитии авиационной промышленности. В то время было разработано невиданное разнообразие авиационных двигателей и летательных аппаратов на их основе. Причем прорыв был настолько большим, что в дальнейшем ничего существенно нового в авиацию так и не внесли. Вот, например, поршневой четырехлитровый двигатель M-332, разработанный на основе двигателя Walter Minor 1929 года, был пущен в производство в 1958 году, оснащенный впрыском топлива и турбо наддувом. И это при том, что самые современные легкие вертолеты до сих пор летают на двигателях, имеющих гораздо меньшую удельную мощность, и оснащены карбюратором!

 

  Но "звездой" этой статьи стал совершенно другой агрегат -   АШ-62 1938 года выпуска. Именно этим двигателем был оснащен легендарный самолет ЛИ-2, легко узнаваемый по советским фильмам, а в дальнейшем АН-2, называемый в народе "кукурузником". Он представляет собой 9-цилиндровый звёздообразный мотор, объемом 30 литров.


  И в чем же его особенность? В авиации борьба за надежность и каждый килограмм веса стоит на первом плане, поэтому водяное охлаждение в большинстве случаев неприемлемо. В свою очередь, воздушное охлаждение имеет существенный недостаток - значительное снижение мощности при нагреве выше рабочей температуры. Поэтому, самолеты, разрабатываемые для эксплуатации в наших широтах, не пригодны к полетам в более жарких странах.

  И вот конструктора, упорно решая данную проблему, подумали: "А почему бы нам не применить водяное охлаждение изнутри, подавая специальную охлаждающую жидкость вместе с топливной смесью?".  Как ни странно, в качестве данной жидкости прекрасно подошла вода. Почему? Ответ на этот вопрос мы рассмотрим, опираясь на руководства об эксплуатации данного двигателя, в каждом из которых присутствует глава "Система подачи воды".

   

  Так, в книге П.С. Лабазина "Авиационный двигатель АШ-62ИР" подробно рассмотрена целесообразность подачи воды применительно к авиации. Рассмотрим некоторые ключевые моменты из главы "Впрыск воды в двигатель":


  "Эксплуатация двигателя в жарких условиях сопровождается повышенной температурой головок цилиндров и масла. В результате надежность двигателя резко уменьшается. Кроме того, увеличение температуры головок цилиндров выше установленного предела приводит к снижению взлетной мощности двигателя вследствие уменьшения весового заряда смеси в цилиндрах."


  "На самолетах ЛИ-2 вода впрыскивается в переходник карбюратора. Перемешиваясь со смесью, она поступает в нагнетатель и при нагреве смеси частично испаряется, отбирая от нее тепло и уменьшая степень ее нагрева. Испарение воды продолжается в цилиндрах двигателя в тактах пуска и сжатия и также сопровождается передачей ей тепла от смеси."


  Да, ну что нам из этого? Охладили топливную смесь, нагрели воду... А дело то вот в чем:


    "Вода обладает большой скрытой теплотой парообразования и при испарении отбирает от смеси значительное количество тепла, что приводит к снижению температуры смеси и к повышению плотности ее в конце такта впуска. Это способствует увеличению весового заряда смеси в цилиндрах и повышению мощности двигателя."


Этот момент также хорошо описан в книге Жовинского Н.Е. «Силовые авиационные установки» за 1948 год:


  "При впрыске воды прирост мощности на особо форсированном режиме достигает 15% от максимальной мощности без впрыска воды. Эффективность впрыска возрастает с ростом температуры воздуха вследствие лучшего испарения воды."


  К счастью, с развитием электроники в наше время возможно постоянно поддерживать максимальный эффект от впрыска воды благодаря таким устройствам, как ультразвуковой распылитель VodocarUS, который позволяет подавать воду в виде тумана при любой температуре окружающего воздуха.


  Следующий эффект, описанный в первой книге, заключается в следующем:


  "Пары воды обладают высокой удельной теплоемкостью. При сгорании смеси они нагреваются до температуры газов в цилиндрах, на что затрачивается значительное количество тепла, которое отбирается от самих газов. При снижении температуры смеси уменьшается скорость ее сгорания. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению максимального давления газов в цилиндрах."


  То есть, с впрыском воды стает возможным обеспечить максимальный крутящий момент двигателя на значительно меньших оборотах. По этому, применительно к автомобилям,тяга появляется фактичекски с холостого хода. Это позволяет ездить на более высоких передачах и меньше переключаться, что ведет за собой уменьшение расхода топлива.


  Также, "снижение давления приводит к уменьшению величины механических нагрузок, действующих на детали двигателя и повышает надежность его работы".


  Применение впрыска воды "позволяет снизить температуру и давление смеси в цилиндрах в процессе сгорания и за счет этого исключить возможность детонации".


  И самое интересное, что"можно обеспечить работу двигателя без детонации при использовании бензинов с пониженным октановым числом".


  В первую очередь, узнав о впрыске воды люди начинают разговор со мной с одной и той же фразы: "Да вы что! Двигатель же заржавеет!".Так вот, отвечу словами авиационных конструкторов: "Впрыск воды не вызывает коррозии деталей двигателя и способствует уменьшению нагарообразования на поршнях, клапанах и стенках камер сгорания. Условия работы цилиндров, поршней и поршневых колец при впрыске воды улучшаются за счет снижения температуры, что приводит к увеличению их долговечности".


Выводы.

  Впрыск воды имеет неоспоримые достоинства. Помимо увеличения мощности двигателя и обеспечения его значительно большей «тяговитости», появляется возможность значительно поднять его ресурс и экономичность. Причем это совершенно не зависит от типа используемого топлива. А использование устройств Vodocar сводит их эксплуатацию всего к двум пунктам: заливка воды и периодическая замена фильтров.


  От себя добавлю, что первые испытания системы Vodocar проходили на двигателе M-332,установленном на планер «Бланик».Так вот, помимо всего перечисленного выше, его высотность без наддува поднялась с 700 метров до 4.5 километров при использовании 76 бензина.


Категория: Каталог | Добавил: Profius (07.12.2010)
Просмотров: 7233 | Рейтинг: 4.2/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Меню сайта
Категории раздела
Каталог [4]
Поиск
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Счетчики