Паровой самолет на дровах/угле/мазуте. Расчет и изготовление.

[novice]

Несколько проектов паровых самолетов с паровыми двигателями и паровыми турбинами.

1)  Паровой самолет укороченного взлета и посадки с 4 паровыми машинами по 200лс каждая. Топливо-мазут. Максимальная скорость 400 км/ч на высоте 9000 м. Расход топлива на максимальной мощности 300 кг в час.

[FX_888]

Несколько проектов паровых самолетов с паровыми двигателями и паровыми турбинами.

Есть подробности, вес, пустой, максимальный взлетный, площадь крыла ? Откуда будет братся кислород на высоте 9000м чтобы обеспечить сжигание 300кг топлива в час ?

[edw123]

Есть подробности, вес, пустой, максимальный взлетный, площадь крыла ? Откуда будет братся кислород на высоте 9000м чтобы обеспечить сжигание 300кг топлива в час ?

Турбореактивный всяко побольше кислорода требует, да и двс.

[FX_888]

Турбореактивный всяко побольше кислорода требует, да и двс.

Вы уверены ? я про химический процесс окисления топлива кислородом  а не фактического пропускания черед турбину воздуха.
сможете сказать сколько кг Кислорода  а не воздуха, на лошадиную силу в час ?
к тому же у турбины есть турбокомпрессор который сжимает входящий поток воздух тем самым повышая удельное давление кислорода в нем.
высотная паровая машина с системой наддува это это интригует, хотя первое апреля уже прошло 

[edw123]

Вы уверены ? я про химический процесс окисления топлива кислородом  а не фактического пропускания черед турбину воздуха.
сможете сказать сколько кг Кислорода  а не воздуха, на лошадиную силу в час ?
к тому же у турбины есть турбокомпрессор который сжимает входящий поток воздух тем самым повышая удельное давление кислорода в нем.
высотная паровая машина с системой наддува это это интригует, хотя первое апреля уже прошло 

ДЛя стехиометрического сжигания 1кг практически любого углеводородного топлива надо , грубо, 1кг кислорода - что керосина, что дерева.
Компрессор конечно сжимает и что мешает его поставить для сжигания дерева? Высотный компрессор - самое необходимое устройство на двс при высотных полётах. И это не паровая машина, а паровая турбина. "Дерево", скорее всего, будет не в виде пня, а в виде палетт или угольной пыли.

[MaF]

 :laugh:камрад,стыдно не знать историю мировой авиации.
Airspeed 2000 вполне успешно летал.
Потолок,конечно,не 9000м,но более 2000м точно,т.к. именно на этих высотах он показал некоторое преимущество над аналогом с ДВС.
Да и в СССР в МАТ был изготовлен опытный образец парового авиадвигателя)
Это,на минутку - 193х годы,с соответствующими ограничениями тех лет.
Так что в принципе паролет возможен.
Вопрос лишь - зачем)?

[FX_888]

стыдно не знать историю мировой авиации.

Причем здесь история ? никто не говорит что это невозможно, а вот, читаем пост автора:
Несколько... паровых... пункт 1)... укороченноего взлета и посадки.... высота полета over 9000.
картинка в тему 

[MaF]

У паролета Бесслер потолок был 5-7км.
Немцы перед Великой Отечественной работали над кольцевой паровой турбиной,но результатов,кроме слухов,не было.
Но это,опять же,193х годы.

[novice]

Эскизные чертежи четырехмоторного паросамолета.
Чертежи паровой авиационной турбины 3000 лс  1942-1944 гг. для четырехмоторного самолета работаюшего на смеси угольной пыли и мазута.

Конечно паровые самолеты проигрывают самолетам с турбовинтовыми и поршневыми двигателями почти по всем показателям кроме расходов на топливо. Уголь в 4-5 раз дешевле авиакеросина при равном запасе энергии. Паровой двигатель может работать с кпд превышающим 20 процентов. Главная проблема габариты и вес конденсатора пара. Но эта проблема лучше решается если тепло радиатора использовать для создания дополнительной тяги.

[Dmitry__]

Паровой самолет на дровах - не взлетит 
А бассейн на 50 метров подразумевается на этом самолете? 

[novice]

Тепло от сгорания 1 тонны сухих древесных отходов  примерно равно энергии сгорания 500 литров авиационного керосина.
Если кпд парового авиадвигателя 20 процентов, вес паровой турбины 3000 лс вместе с котлом, водой и конденсатором пара 3000 кг, то для его работы на полной мощности потребуется примерно 2200 кг дров в час. Взлетный вес винтового самолета с двигателем 3000 лс будет около 15 тонн. Запаса  опилок 5000 кг хватит на три часа полета дальностью до 1000 км.
Электрический самолет такого же взлетного веса с электромотором 500 кг и аккумулятором 7500 кг ( 1500 кВтч) в лучшем случае будет лететь с той же скоростью меньше 30 минут.

[Dmitry__]

тепло от сгорания 1 тонны сухих древесных отходов  примерно равно энергии сгорания 500 литров авиационного керосина.

Ню-ню
Паровой самолет стоял на земле 30 минут , копил давление, потом 5 минут летел, дальше цикл повторялся
Сейчас электролеты уделывают двс по цене за км. Во всем другом, да, проигрывают...
А это картинка электролета по названию li-ion банки, которую я достал с полки и вбил в гугль
Банка: VL41M, самолет:


Ссылко:
http://www.lange-aviation.com/en/produkte/antares-20e/antrieb-e/
http://greenenergyholding.blogspot.ru/2013/08/10-electric-planes-to-watch.html

[novice]

Паровой самолет самолет может быть спроектирован также для установления рекорда скорости.
Например по правилам гонки самолетов с поршневыми моторами 3000-4000 лс требуется пролететь восемь кругов по 13 км с максимальной скоростью от 750 до 900 км/ч. Это всего лишь 8 минут полета плюс 5-10 минут на взлет и посадку на малой мощности. Двигатели требуют полной переборки после нескольких гонок.
Паровая установка на мазуте 3000 лс может обеспечить требуемые параметры полета- максимальная скорость порядка 800 км/ч в течении 15 минут. Электромотору это пока не под силу из за слабых аккумуляторов. Ведь необходим запас электроэнергии не меньше 500 кВтч-2500 кг минимум!

[FX_888]

Паровой самолет самолет может быть спроектирован также для установления рекорда скорости.

А зачем ? В чем преимущество ?
на рекордные  8 минут полета любой существующий самолетный ДВС может форсироваться до  150-200% своей штатной взлетной мощности выдавая при этом достаточную  мощность.  и основная проблема способности винта выдавать тягу на таких скоростях а не в нехватки подводимой к нему  мощности.

[Dmitry__]

Электромотору это пока не под силу из за слабых аккумуляторов.

Ошибаетесь
Сейчас электровертолеты (rc) рвут двс как тузик грелку в 3д пилотировании. Да и рекорды скорости и ускорений машин сейчас не за двс-ами

[slav]

Цитата с сайта ПМ
Паролет братьев Бесслер

Одна-единственная попытка поднять в воздух машину на паровой тяге оказалась успешной.

12 апреля 1933 года американские изобретатели братья Джордж и Уильям Бесслер совместно с инженером Натаном Прайсом продемонстрировали широкой публике вполне обычный с виду самолет под названием Airspeed 2000. Хотя самолет представлял собой просто переделанную классическую модель биплана Travel Air 2000, «начинка» его была весьма необычной, потому что пропеллер приводился в движение паровым двигателем.

Двухцилиндровый V-образный паровой двигатель «выдавал» 150 л.с. Десяти галлонов воды хватало примерно на 600 км полета. Самолет имел огромное количество преимуществ перед машинами с ДВС. Во-первых, мощность двигателя не зависела от высоты полета и степени разреженности воздуха - это было вечной проблемой бензиновых или дизельных двигателей. Если на небольшой высоте паровой двигатель и уступал в мощности двигателю внутреннего сгорания, то на высоте свыше 2000 м давал последнему немалую фору. Во-вторых, самолет был совершенно бесшумным - только свист пропеллера. Это было неоценимым плюсом с точки зрения незаметности самолета во время боевых действий. Во всех газетах того времени промелькнула фраза о том, что, когда пилот разговаривает с пассажиром, их беседу можно услышать на земле!

А еще - простота конструкции, отсутствие необходимости в дорогостоящем топливе и маслах, экономичность, большой ресурс... Кроме того, как ни странно, паровая машина имела даже меньшую массу, нежели аналоги на жидком топливе (80 кг). Правда, была еще и масса котла - 220 кг.

Особенно была отмечена способность самолета к реверсивному ходу и быстрому торможению. Когда Airspeed 2000 приземлялся, пилот включал реверс - и пропеллер, вращаясь в обратную сторону, почти мгновенно и мягко, в отличие от тормозов на шасси, останавливал машину. Самолеты с ДВС на тот момент на такие «трюки» были не способны.

Airspeed 2000 вполне успешно эксплуатировался (на службе в почтовом ведомстве США), но продолжения идея не получила.

Самолет Бесслеров летал до 1936 года, после чего следы его теряются. Натан Прайс впоследствии предлагал свои идеи паровых авиадвигателей фирме «Локхид», но был отвергнут.

         

                   http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1290274940

[novice]

Электрические самолеты и вертолеты/квадракоптеры/конвертопланы при всех своих плюсах не соответствуют авиационным правилам полетов из за малого запаса электроэнергии.

Например минимальный запас топлива для поршневых самолетов -45 минут полета, реактивных 30 минут, вертолетов и автожиров-20 минут плюс запас топлива на случай непредвиденного изменения маршрута полета.

Но например солнечные электросамолеты могут летать с 1-2 пилотами на высотах 20-25 км несколько дней что  не возможно для реактивных/поршневых самолетов.


Паровые самолеты даже при минимальном кпд 15 процентов что было достигнуто в 1930х годах намного превосходят самые лучшие электросамолеты 2018 года. Например если паросиловая установка 1000 лс весит 1000 кг, топливо 1000 кг,  самолет 5000 кг, то запас полезно используемой энергии при использовании мазута 1800 кВтч, а плотность энергии 900 Втч/кг- минимум в 4 раза больше чем у лучших литий ионных батарей.


У паровых самолетов два недостатка:

1. Паровой котел и вода добавляют габариты и значительный вес.
2. Конденсатор пара тяжелый, ухудшает аэродинамику самолета, требует большой площади обдува.

Второй недостаток значительно уменьшается при полете с высокими скоростями (минимум 600 км/ч) на больших высотах где воздух всегда очень холодный. В этом случае используется прямочный радиатор охлаждения пара. Тепло конденсации разогревает забортный воздух сжатый в воздухозаборнике с -50С до +100C и далее он вылетает реактивное сопло и создает дополнительную тягу.

Паровой высотный самолет может быть сконструирован на основе проекта высокоскоростного поршневого  пропеллерного самолета с винтовентилятором.
Исходный самолет при мощности двигателя 2200 лс у земли летает на скоростях до 975 км/ч. На высоте 12 км максимальная скорость 850 км/ч, мощность всего 500 лс, что позволяет использовать небольшую паровую турбину. Дополнительная тяга создается за счет выброса  через реактивное сопло охлаждающего воздуха нагретого теплом отработавшего пара и выхлопными газами парового котла.

[FX_888]

Например если паросиловая установка 1000 лс весит 1000 кг

Вы описываете реальный образец или фантазируете на тему ?

В этом случае используется прямочный радиатор охлаждения пара. Тепло конденсации разогревает забортный воздух сжатый в воздухозаборнике с -50С до +100C и далее он вылетает реактивное сопло и создает дополнительную тягу.

У вас есть количественная оценка прироста тяги от такого эффекта  относительно сопротивления которое  получается самим фактом наличия радиатора ?

[алабам]

Самолет на дровах - это фигня.
Вот ежели запрячь пару лошадей , пусть крутят пропеллеры , вот это прорыв будет .
Топливо - травка, листья , вообще бесплатно.
А если горохом кормить , то еще и дополнительная реактивная тяга будет

[novice]

Паросиловая установка Беслеров в 1955-1958 гг при весе 200 кг (вместе с котлом и 50 литрами воды) на стенде развила мощность 200 лс при расходе 910 кг пара давлением 82 атм и 420С в час. 4 таких двигателя установку планировалось установить на самолет весом 5000 кг с укороченным взлетом и посадкой.
В СССР также разрабатывались поршневые
и турбинные паровые двигатели для самолетов. В последнем случае их мощность была 3000 и 6000 лс. Но расчеты показывали что невозможно полностью сконденсировать отработанный пар если конденсаторы пара разместить в крыльях самолета. Проект закрыли в 1939 году.

Тогда еще не было известно что в 1935 году английский инженер Мередиф (Meredith) произвел расчет прямоточного реактивного двигателя использующего тепло радиатора водяной системы охлаждения двигателя и выхлопных газов для разогрева охлаждающего воздуха и его ускорения до скорости превышающей скорость полета. Чем быстрее летит самолет тем больше сжимается поток воздуха, больше тепла отбирается от радиатора и больше реактивная  тяга.
Для самолета P51 Mustang на скорости 700 км/ч дополнительная тяга от тепла радиатора составляла около 120 кг. Для получения такой дополнительной тяги без реактивного радиатора мощность двигателя пришлось бы увеличить на 350-400 лс.

Вы описываете реальный образец или фантазируете на тему ?У вас есть количественная оценка прироста тяги от такого эффекта  относительно сопротивления которое  получается самим фактом наличия радиатора ?

Добавлено 07 Апр. 2018 в 20:00

Паросиловая установка Беслеров в 1955-1958 гг при весе 200 кг (вместе с котлом и 50 литрами воды) на стенде развила мощность 200 лс при расходе 910 кг пара давлением 82 атм и 420С в час. 4 таких двигателя планировалось установить на самолет весом 5000 кг с укороченным взлетом и посадкой.
В СССР также разрабатывались поршневые
и турбинные паровые двигатели для самолетов. В последнем случае их мощность была 3000 и 6000 лс. Но расчеты показывали что невозможно полностью сконденсировать отработанный пар если конденсаторы пара разместить в крыльях самолета. Проект закрыли в 1939 году.

Тогда еще не было известно что в 1935 году английский инженер Мередиф (Meredith) произвел расчет прямоточного реактивного двигателя использующего тепло радиатора водяной системы охлаждения двигателя и выхлопных газов для разогрева охлаждающего воздуха и его ускорения до скорости превышающей скорость полета. Чем быстрее летит самолет тем больше сжимается поток воздуха, больше тепла отбирается от радиатора и больше реактивная  тяга.
Для самолета P51 Mustang на скорости 700 км/ч дополнительная тяга от тепла радиатора составляла около 120 кг. Для получения такой дополнительной тяги без реактивного радиатора мощность двигателя пришлось бы увеличить на 350-400 лс.

[krym2016]

дрыгатели по типа револьвера очень опасны в плане гидроудара,возможно они именно поэтому так и не прижились.

Даже опозитные субаровские моторы имеют относительно малый ресурс до кпиталки,из-за горизонтального рассположения поршней.

[edw123]

Ошибаетесь
Сейчас электровертолеты (rc) рвут двс как тузик грелку в 3д пилотировании. Да и рекорды скорости и ускорений машин сейчас не за двс-ами

А за счёт чего, собственно?
Добавлено 07 Апр. 2018 в 20:37

Паросиловая установка Беслеров в 1955-1958 гг при весе 200 кг (вместе с котлом и 50 литрами воды) на стенде развила мощность 200 лс

Американцы в конце 60х обкатывали автомобиль с паровой турбиной и теплообменником на крыше. Правда не на дровах. Был низкий вес (без учета теплообменника) и габариты, хорошая экономичность и ровный крутящий момент по оборотам.

[FX_888]

Паросиловая установка Беслеров в 1955-1958 гг при весе 200 кг (вместе с котлом и 50 литрами воды) на стенде развила мощность 200 лс при расходе 910 кг пара давлением 82 атм и 420С в час. 4 таких двигателя установку планировалось установить на самолет весом 5000 кг с укороченным взлетом и посадкой.

Можете не цитировать книгу,  у меня она есть,  и я нигде не нашел в ней упоминания о реально построенном самолете с паросиловой установкой мощностью в 1000 лс, не говоря уже про ее вес в 1000кг. Время тогда было интересное, разведки работали  думаю хорошо.
и еще они лучше работали в перспективных направлениях
паровые установки в авиации убили отвратительные удельные показатели  мощности в три раза хуже чем у ДВС, и минимум в 5 раз хуже чем у последовавших за ними ТВД и ТРД, и гигантским тазом это все накрыла проблема конденсатора.  которая даже на текущем уровне техники и технологии остается весьма нетривиальной задачей.  Так же никакая силовая установка  с получением энергии за счет сжигания углевододов
неспособна обеспечить неограниченное пребывание ЛА (и соответственно дальность полета) в воздухе. но уже сейчас  это вполне по силам электричеству. а перспектива получения компактного источника неограниченной энергии (любой) помимо атомного  к счастью, человечеству пока не грозит

Для самолета P51 Mustang на скорости 700 км/ч дополнительная тяга от тепла радиатора составляла около 120 кг. Для получения такой дополнительной тяги без реактивного радиатора мощность двигателя пришлось бы увеличить на 350-400 лс.

самый оптимистичный расчет показывает что, сам радиатор и воздухозаборник торчащие в набегающем  потоке на такой скорости создает силу сопротивления минимум в 150кг

[novice]

Тяга от работы радиатора частично или полностью компенсировала его сопротивление и можно было установить более мощный мотор без изменения габаритов радиатора.

В книге Друзя использовался перевод публикаций 1930х годов. В 1954 году Беслер разработал проект самолета  с низким уровнем шума и возможностью работы на любом топливе. Для этого он повысил давление и температуру пара, а также применил более легкие сплавы в конструкции паровой машины.

Сухой вес парового V двигателя с четырьмя цилиндрами был 47 кг.
Вес котла 61 кг.
Алюминиевый конденсатор пара площадью 0.8 кв м.-26 кг.
Вспомогательные системы -36 кг
Смазочное масло - 5 кг.
Вода дистиллированная- 23 литра.

Температура пара в паровой машине- 416С, давление-82 атмосферы.

Кпд паровой машины 22 процента.
Кпд котла-80 процентов.
Паропроизводительность 1134 кг в час.
На крейсерской скорости-680 кг в час.
Расход пара в паровой машине -4.5 кг/лс в час.
Расход энергии на вспомогательные нужды -5 процентов.
Кпд на валу пропеллера -16.8 процентов.
Расход мазута - 360 г/лс в час.
Расход угля 700 г/лс в час.

[FX_888]

Кпд на валу пропеллера -16.8 процентов.

КПД самого пропеллера такой размерности в лучшем случае 80%
Вы в самом деле считаете перспективной силовую установку в которой  более 85% энергии топлива  уходят на обогрев атмосферы  не совершая при этом никакой работы?

[DIVAS]

Я прям вспомнил фильм "Назад в будущее", часть 3...
С таким самолётом видимо тоже было бы что-то вроде:
- "Сейчас будет первое!"
- "Выруливаем на полосу!"
- "Ща рванёт второе!!"
- "Начинаем разгон!"
- "Третье пошло!!"
- "Взлетаеееем!!!"

На самом деле, все эти разговоры о паровых машинах и их весе в 200кг не учитывают ещё таких фактов как вес необходимого для бесперебойной работы машины кочегара, а также вес запаса дров и воды. В итоге получается, что сама установка весит 200кг, а чтобы она заработала и могла работать продолжительное время, нужно ещё 300кг.

И если бы даже, предположим, по расчётам 200кг установка ещё хоть как-то могла поднять себя в воздух, то 500кг при той же мощности уже точно не сможет.

А вообще, первое апреля было неделю назад. Тема как-то сильно запоздала.

[DIVAS]

Сухой вес парового V двигателя с четырьмя цилиндрами был 47 кг.
Вес котла 61 кг.
Алюминиевый конденсатор пара площадью 0.8 кв м.-26 кг.
Вспомогательные системы -36 кг
Смазочное масло - 5 кг.
Вода дистиллированная- 23 литра.

Температура пара в паровой машине- 416С, давление-82 атмосферы.

Кпд паровой машины 22 процента.
Кпд котла-80 процентов.
Паропроизводительность 1134 кг в час.
На крейсерской скорости-680 кг в час.
Расход пара в паровой машине -4.5 кг/лс в час.
Расход энергии на вспомогательные нужды -5 процентов.
Кпд на валу пропеллера -16.8 процентов.
Расход мазута - 360 г/лс в час.
Расход угля 700 г/лс в час.

Паросиловая установка Беслеров в 1955-1958 гг при весе 200 кг (вместе с котлом и 50 литрами воды) на стенде развила мощность 200 лс при расходе 910 кг пара давлением 82 атм и 420С в час. 4 таких двигателя установку планировалось установить на самолет весом 5000 кг с укороченным взлетом и посадкой.

Ну давайте посчитаем:
910кг пара в час. Из чего Вы эти килограммы пара собираетесь выпаривать? Видимо, из воды, которой должно быть на борту четырёхмоторного самолёта примерно 3640кг на каждый час полёта.
Конденсаторы, говорите? Ну, допустим, сконденсировать воду из отработанного пара Вы сможете, а какой силой Вы её запихаете обратно в котёл под давлением 82 атм.? Либо это будет некая дополнительная тяжёлая помпа высокого давления, жрущая мощность, либо Вы эту воду сможете только сливать в резервный бак.

"Расход угля 700 г/лс в час" Т.е. 700*800 = 560кг угля должно быть на борту для часового полёта.

Итого, на час полёта необходимая полётная масса силовых установок и доп. оборудования и расходников составит:
4*200=800 кг сами силовые установки
3640кг воды
560кг угля
4 кочегара по 80 кг = 320кг
Итого, 800+3640+560+320 = 5320кг.
А ещё в полёте обычно нужен пилот и ещё обычно смысл полёта заключается в перевозке полезного груза или пассажиров.

А самолёт весом 5000кг? Да он не то что с укороченным взлётом, он вообще не сможет взлететь с таким балластом! И это всего лишь из расчёта на час полёта.

Ну, допустим, сконденсированная с эффективностью 80% вода всё-таки закачивается обратно в котёл в реальном времени и запаса воды в 640кг на 4 мотора на час хватит.
Тогда масса силовых установок со всем сопутствующим будет 2320кг.
Шанс как-нибудь взлететь уже понемногу повышается, но только если в качестве кочегаров использовать детский труд (незаконно) и посадить за штурвал самого дрищавого пилота. Для груза и пассажиров уже не остаётся свободной грузоподъёмности = нет смысла так летать.

А теперь вопрос: нафига оно вообще надо - строить такое чудовище ради коротких полётов налегке? Есть же нормальные ДВС, ТРД и ТВД, имеющие достаточную мощность и эффективность для нормального осмысленного полёта с положительной грузоподъёмностью. На крайняк, электротяга тоже уже способна уверенно летать.

[krym2016]

нагнетатель воды в котёл  это  -  6-7 кВт если отталкиваться от данных кёрхера(таких показателей тогда явно не было))))))

[DragonTM]

Электромотору это пока не под силу из за слабых аккумуляторов.

современные электролеты должны использовать топливные элементы уже....

[novice]

Паровая машина была расчитана на 200 лс взлетной мощности. Это 5 минут полета.
Конденсация пара была полной при температуре воздуха ниже +32С.
Далее мощность снижается до первой крейсерской -120лс при скорости полета 300 км/ч. Расход пара на одну машину -550 кг в час. Количество воды на один двигатель - 23 кг. Вся вода проходит через двигатель по кругу каждые 2.5 минуты. Запас воды на весь самолет  92 литра плюс резерв 50 литров.
Двигатель работал на сравнительно низком давлении 82 атмосферы и температуре пара меньше 420С. Современные турбины работают на паре давлением 250-300 атм и температуре  600-650 С.  Если сделать паровой двигатель на такие параметры то его кпд вместе с котлом будет 33-35 процентов. Расход пара уменьшиться в два раза.
Расход топлива на крейсерской мощности самолета 4х120лс - 87 кг мазута или 168 кг древесных отходов в виде гранул в час. Вес паросиловой установки вместе с винтами 1000 кг, вес конструкции самолета-2000 кг, топливо -1000 кг, полезная нагрузка -1000 кг.
Но даже в прежнем малоэкономичном варианте самолет на скорости 300 км/ч будет  лететь 5 часов на мазуте или 2.5 часа на древесных отходах.
В 1950-е гг паровую машину рассматривали как вариант из-за малого ресурса турбовинтовых двигателей и прежде всего из за малошумности.

Электропривод конструктивно проще парового привода, но для пятитонного самолета на 1 час полета плюс обязательный  30 минутный резерв потребуется батарея минимум 600 кВтч легче 1500 кг. Таких батарей пока нет. Есть попливные элементы но их мощность пока недостаточна.Кроме того один час полета сделает такую машину неконкурентноспособной даже по сравнению с паровым самолетом на дровах.

Запас энергии в даже в дровах во много раз превосходить параметры самых лучших аккумуляторов. По этому даже паровая машина с небольшим кпд  лучше для самолета, чем батареи с электромотором.
С другой стороны электропривод вне конкуренции если требуется многодневный полет на высоте 20-25 км с питанием от солнечных батарей.

[DragonTM]

Есть попливные элементы но их мощность пока недостаточна.

А ничего что они отлично масштабируются? И были даже электростанции на ТЭ!

[DIVAS]

[user]novice[/user], и всё же, первое апреля было неделю назад.

Или Вы в самом деле считаете, что паровые самолёты имеют хоть какие-то перспективы?
Если бы паровая тяга была перспективна, от неё бы не отказались везде и всюду много десятилетий назад.
Однако, ни паровозы, ни пароходы, ни паромобили, ни даже стационарные паровые машины уже больше полувека не используются нигде (если только не считать паровой машиной атомную электростанцию).

Задумайтесь: почему так?
Очевидно, у паровых машин есть фатальные недостатки, о которых Вы забыли.

[novice]

Кроме паровых машин для небольших самолетов в начале 1950х были спроектированы но не построены сверхзвуковые самолеты с паротурбореактивным двигателем работающем на паре давлением 350 атмосфер и температурой 850 С.

Скорость полета была 0.9М(1000 км/ч) на высоте 9 км и 1.5М( 1600 км/ч) на высоте 15 км.

Вес парового котла с водой и топливом - 68 т
Отношение веса планера самолета к взлетному весу - 0.35
Аэродинамическое качество -5 на сверхзвуке и 18 на дозвуковой скорости
Степень повышения давления в воздушном компрессоре на крейсерской сверхзвуковой скорости -1.27
Массовый расход воздуха - 2468 кг/с
Массовый расход пара - 263 кг/с
Тепловой поток в котле - 1.75 гигаджоуля в час( 41 тонна мазута в час)

Тяга двигателей на сверхзвуке- 30.4 тонны
Скорость реактивного выхлопа на 121 м/с больше чем скорость полета.
Взлетный вес -152 т
Вес 8 двигателей - 31 т
Вес 8 теплообменников - 18т
Площадь воздухозаборников - 53 м2
Площадь паровых конденсаторов- 111 м2
Давление в конденсаторах -90 атмосфер

[DragonTM]

[user]novice[/user], вот в 2008 году еще боинг взлетел

Энергоемкость  на кг водорода кстати раза в 2,5 выше чем у нефтепродуктов.

[DIVAS]

[user]novice[/user], Сказки писать многие умеют. И псевдонаучные тоже. А Вы их перечитываете и копипастите сюда.

Если бы паровая тяга была перспективна, её бы сейчас использовали. А раз не используют, значит, в реальности всё сильно сложнее чем в сказке.

[novice]

Если кпд паровой турбины превышает 20 процентов то возможно осуществить схему паротурбинного турбореактивного двигателя.
Конструктивно такой двигатель состоит из воздухозаборника, вентилятора низкого давления(1.1-2 атмосферы), паровой турбины(с понижающим редуктором или без),конденсатора пара и реактивного дозвукового сопла. Конденсатор пара для уменьшения габаритов работает при повышенном давлении и температуре +100-150С.

Паровая турбина мощностью 3000 лс и вентилятор диаметром 1 м прокачивают через двигатель около 100 кг воздуха секунду. При разности температуры воздуха за вентилятором и в конденсаторе пара равной 100 градусам можно сбросить в выхлоп до 36000 мегаджоулей в час, все потери в паровой турбине 3000 лс. Потери пара в атмосферу практически исчезнут.
Это тепло повышает давление в двигателе и в результате воздух на выходе из сопла разгоняется до 300 м/с. Тяга такого двигателя на взлетном режиме будет около 3 тонн. При использовании современных высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов вес двигателя будет около 1000 кг без учета веса парового котла с водой.
На высоте 10-12 км и скорости 0.8-0.9 скорости звука характеристики двигателя значительно улучшаются. Крейсерский кпд двигателя при таких условиях 25-30 процентов. Полный Кпд парового самолета при скорости полета 250 м/с (900 км/ч)  и скорости реактивного выхлопа паротурбореактивного двигателя 350 м/с составит 20-25 процентов. Это примерно соответствует кпд полета таких самолетов как ТУ-134.

[SMILE1]

Если кпд паровой турбины превышает 20 процентов

В любом случае непонятно зачем между тепловой энергией топлива и механической работой двигателя вставлять еще одно промежуточное рабочее тело в виде парового котла. Ведь каким бы высоким не был КПД паровой турбины как отдельного узла, он меньше 1, а вся остальная цепь преобразований (хим.энергия->тепловая->механическая) такая же как в ДВС.

[novice]

Дешевое топливо-уголь, мазут, древесные отходы нельзя напрямую использовать в авиационных двигателях из-за золы, серы и прочих примесей, а также других свойств по сравнению с керосином.


В паротурбореактивном двигателя все тепло, как отработанного пара так и выхлопных газов котла передается в поток воздуха вылетающий из сопла.
Этот дополнительное тепло увеличивает скорость реактивной струи и тягу двигателя без изменения расхода топлива.

[edw123]

В любом случае непонятно зачем между тепловой энергией топлива и механической работой двигателя вставлять еще одно промежуточное рабочее тело в виде парового котла. Ведь каким бы высоким не был КПД паровой турбины как отдельного узла, он меньше 1, а вся остальная цепь преобразований (хим.энергия->тепловая->механическая) такая же как в ДВС.

Потому, что непосредственное преобразование тепла в механическое движение с удобными параметрами до сих пор в технике эффективно не реализовано и пока используют промежуточный агент в виде рабочего тела с нужным параметром тепло-движение. Например парообразование, газообразование.

[novice]

В книге Друзя 1939 года "Паровые двигатели в авиации" на страницах 277-278 кратко упоминается о проекте высотного самолета с паротурбореактивным двигателем по проекту 1931 года итальянского инженера Рафаэлло.

В 1945-1960 годах проект паротурбореактивной установки рассматривался для установки на самолеты летающие с дозвуковыми скоростями 0.8-0.9М. Теоретически его возможность была доказана и было рассчитано влияние различных параметров на его тягу и кпд, но ни один двигатель не был построен.

[SMILE1]

Дешевое топливо-уголь, мазут, древесные отходы нельзя напрямую использовать в авиационных двигателях из-за золы, серы и прочих примесей

так-то и керосин некондиционный дешевый.
технический 25р (а авиционный 50-60).
Если любой изначально дешевый ресурс стандартизировать, и потом следить за соблюдением ТУ, он неожиданно становится дорогим. Именно потому что в нем гарантировано соблюдены стандарты. И определен круг лиц, которые несут уголовную ответственность за их соблюдение. Неслучайно ведь при любой авиакатастрофе в первую очередь берут пробы топлива.
Вы же не хотите после взлета выяснить что у вас в опилках песок?? значит вам нужны стандарты, сертификаты, лаборатории, а главное люди, которые за качество отвечают. И среди них не будет дураков, которые согласятся брать на себя ответственность бесплатно.

В паротурбореактивном двигателя все тепло, как отработанного пара так и выхлопных газов котла передается в поток воздуха вылетающий из сопла.

?? т.е. он в этом смысле ничем не отличается от (не паро) турбореактивного.

Потому, что непосредственное преобразование тепла в механическое движение с удобными параметрами до сих пор в технике эффективно не реализовано...

Именно. Но в ДВС, по теплу, одно рабочее тело преобразования - расширяющийся газ, а в паровой турбине два - газ+пар. Т.е. ступеней преобразования больше и уровень потерь ожидаемо выше.

[novice]

Конечно это не проект для авиалиний.
Но технически возможно сделать гоночный паротурбореактивный самолет. Сделано не мало рекордных электросамолетов, но шансов у полностью пассажирского электросамолета пока никаких из за минимум 10 кратного недостатка энергии.

[edw123]

...в ДВС, по теплу, одно рабочее тело преобразования - расширяющийся газ, а в паровой турбине два - газ+пар. Т.е. ступеней преобразования больше и уровень потерь ожидаемо выше.

Максимальный кпд из ныне осуществлённых "в железе" тепловых двигателей у двигателя Стирлинга - двигателя с внешним сгоранием. Ставить равенство между увеличенным количеством ступеней и понижением кпд всей системы совершенно неправильно.

[SMILE1]

Сделано не мало рекордных электросамолетов, но шансов у полностью пассажирского электросамолета пока никаких из за минимум 10 кратного недостатка энергии.

это уже немного не так: https://israinfo.co.il/2017/06/24/48804/
но в рамках данной темы, обсуждение электролетов - оффтоп.
[user]novice[/user], хотелось бы все таки увидеть расчеты паросамолета. Ну и изготовление.

Максимальный кпд из ныне осуществлённых "в железе" тепловых двигателей у двигателя Стирлинга - двигателя с внешним сгоранием. Ставить равенство между увеличенным количеством ступеней и понижением кпд всей системы совершенно неправильно.

Ну тогда вы сами себе противоречите этим:

что непосредственное преобразование тепла в механическое движение с удобными параметрами до сих пор в технике эффективно не реализовано

Оно либо реализовано в степени, которая позволяет не обращать внимание на кол-во преобразований, либо не реализовано и каждая ступень добавляет потерь.

[edw123]

Ну тогда вы сами себе противоречите этим:Оно либо реализовано в степени, которая позволяет не обращать внимание на кол-во преобразований, либо не реализовано и каждая ступень добавляет потерь.

Никакого противоречия - Стирлинг использует промежуточное рабочее тело, а не непосредственно перевод тепла в механическое движение, как к примеру тепловое удлиннение шатуна в кшм.
По стадиям: использование 10 стадий с кпд 90% будет эффективнее использования одной стадии с кпд 10%.

[SMILE1]

Стирлинг использует промежуточное рабочее тело, а не непосредственно перевод тепла в механическое движение

ДВС тоже не тепло переводит, а давление "промежуточного рабочего тела".

[edw123]

ДВС тоже не тепло переводит, а давление "промежуточного рабочего тела".

ТОчно, но в двс рабочее тело "создаётся в процессе сгорания" и его дополнительно не надо иметь и выделять.

[SMILE1]

...но в двс рабочее тело "создаётся в процессе сгорания"...

[user]edw123[/user], мало того, он 2/3 своего рабочего тела берет по мере необходимости прямо из атмосферы.
Пользует это тело со всех сторон как захочет.
И потом выбрасывает в том состоянии, каком ему удобнее.
Ему не надо его с собой возить, где-то хранить, как-то охлаждать и рекуперировать.
Причем теоретически все это можно делать и для ДВС, только не делают потому что, что?? правильно, потому что это доп.затраты энергии.

[novice]

Пример проектирования парового гоночного самолета МиГ-15бис:

Технические характеристики
Экипаж: 1 пилот
Длина: 10,11 м
Размах крыла: 10,08 м
Высота: 3,7 м
Площадь крыла: 20,6 м²
Угол стреловидности по передней кромке: 37°
Коэффициент удлинения крыла: 4,85
Коэффициент сужения крыла: 1,61
Профиль крыла: ЦАГИ С-10C у корня крыла, ЦАГИ СР-3 - законцовки
Средняя аэродинамическая хорда: 2,12 м
База шасси: 3,475 м
Колея шасси: 3,81 м
Масса пустого: 3582 кг
Нормальная взлётная масса: 4960 кг
Объём топливных баков: 1400 л (+ 2 × 250 л или 300 л или 400 л или 600 л ПТБ)
Силовая установка: 1 × ТРД ВК-1
Тяга: 1 × 2700 кгс (26,5 кН)
Лётные характеристики
Максимальная скорость: 
у земли: 1076 км/ч
на высоте 5000 м: 1045 км/ч
на высоте 10000 м: 987 км/ч
Скорость отрыва: 227 км/ч
Посадочная скорость: 170 км/ч
Практическая дальность: 1200 км / 1976 км с ПТБ
Практический потолок: 15 500 м
Скороподъёмность: 
у земли: 50,0 м/с
на высоте 5000 м: 35,2 м/с
на высоте 10000 м: 20,8 м/с
Время набора высоты:
5000 м за 1,95 мин
10000 м за 4,9 мин

Необходимо расчитать при каких условиях возможно использование паротурбореактивного двигателя и его основные параметры в режиме взлета и полета на разных высотах и скоростях.

Максимальный вес паровой установки вместе с топливом - не более 2000 кг при тяге 1500-2500 кг.

[SMILE1]

[user]novice[/user], Ок.
Что именно на ваш взгляд надо рассчитывать вы озвучили:

Спойлер

Необходимо расчитать при каких условиях возможно использование паротурбореактивного двигателя и его основные параметры в режиме взлета и полета на разных высотах и скоростях.

Максимальный вес паровой установки вместе с топливом - не более 2000 кг при тяге 1500-2500 кг.

А кто рассчитывать-то будет??
Из написанного вами непонятно кто это должен сделать этот расчет, писатель темы или ее читатели.

[FX_888]

Необходимо расчитать при каких условиях возможно использование паротурбореактивного двигателя и его основные параметры в режиме взлета и полета на разных высотах и скоростях.

Максимальный вес паровой установки вместе с топливом - не более 2000 кг при тяге 1500-2500 кг.

Ваш вопрос является одновременно ответом показывающий полную несостоятельность ваших ожиданий относительно параметров паровой энергетической установки ЛА
потому что расчетная максимальная  скорость миг-15   в275м/с даже при весьма оптимистичном для такой скорости аэродинамическом качестве МиГ 15 в 8 единиц означает примерно 2300лс. механической мощности. что применительно ко всей системе означает что топлива будет сжигаться минимум на 10000лс и только топливо на 1час полета с такой скоростью будет весить под 2000кг.  про отвратительные удельные параметры паросиловых установок вы уже должны были догадаться и  и возможно даже прочитать, да технологии в двигателестроении шагнули далеко вперед но вряд ли удастся снизить удельный вес такой установки хотя бы в 3 раза что все равно очень далеко уступает весу  оригинальной силовой установки самолета МиГ-15, так же вы напрочь игнорируете что разместить силовую установку в объемы и габариты самолета МиГ-15 может оказаться нереальной задачей. не говоря уже о том что самолет в первую очередь транспортное средство а не двигатель с топливным баком и крыльями и его совершенство характеризуется таким критерием как весовая отдача. и в современном мире где все завязано на экономику весовая отдача  ЛА  с подъемной силой создаваемой  за счет неподвижных плоскостей менее 43% является отвратительным параметром, и в лучших образцах гражданской и транспортной авиации превышает 50% и борьба ведется за доли процента.

[novice]

Параметры Миг-15 приведены для выбора схемы паросамолета и оценки его летных характеристик.
Расход воздуха в двигателе Миг-15 на взлете 48 кг/с при тяге 26500Н. Скорость выхлопа - около 550 м/с, температура - 900С. Двигатель 870 кг с центробежным компрессором расположен за кабиной пилота и имеет диаметр 1.27м и длину 2.64м. Воздухозаборники с низким Кпд.
Если за кабиной  разместить вентилятор 1.2м в диаметре и боковые воздухозаборники увеличенной площади, то можно получить расход воздуха в 2.5-3 раза больше. Для той же тяги потребуется скорость выхлопа всего около 200 м/с., а мощность турбины около 3000лс. Также конденсатор пара  в этом случае имеет площадь около 2 м2 и размещен под углом 30 градусов.
Размах крыла необходимо увеличить а угол стреловидности уменьшить с расчетом на максимальную скорость 0.8 скорости звука.

[edw123]

[user]edw123[/user], мало того, он 2/3 своего рабочего тела берет по мере необходимости прямо из атмосферы.
Пользует это тело со всех сторон как захочет.
И потом выбрасывает в том состоянии, каком ему удобнее.
Ему не надо его с собой возить, где-то хранить, как-то охлаждать и рекуперировать.
Причем теоретически все это можно делать и для ДВС, только не делают потому что, что?? правильно, потому что это доп.затраты энергии.

Долго повторять всю теорию тепловых машин... Просто "выбрасывать в том состоянии..." = потерять в кпд и иногда очень и очень много. Рекуперировать и охлаждать: сложно, занимает объём, увеличивает вес и ... увеличивает кпд. Турбореактивные авиадвигатели все сейчас 2х контурные, а будут вообще 3х контурные - это всё сумасшедшее усложнение, увеличение габаритов, но очень хотят увеличить кпд.

[FX_888]

Параметры Миг-15 приведены для выбора схемы паросамолета и оценки его летных характеристик.
Расход воздуха в двигателе Миг-15 на взлете 48 кг/с при тяге 26500Н. Скорость выхлопа - около 550 м/с, температура - 900С. Двигатель 870 кг с центробежным компрессором расположен за кабиной пилота и имеет диаметр 1.27м и длину 2.64м. Воздухозаборники с низким Кпд.
Если за кабиной  разместить вентилятор 1.2м в диаметре и боковые воздухозаборники увеличенной площади, то можно получить расход воздуха в 2.5-3 раза больше. Для той же тяги потребуется скорость выхлопа всего около 200 м/с., а мощность турбины около 3000лс. Также конденсатор пара  в этом случае имеет площадь около 2 м2 и размещен под углом 30 градусов.
Размах крыла необходимо увеличить а угол стреловидности уменьшить с расчетом на максимальную скорость 0.8 скорости звука.

А теперь попробуйте облечь  этот поток текстового сознания в графическую форму желательно в виде эскизов а еще лучше цифровых моделей. вам видимо еще не кажется что чем подробнее идея будет материализовываться  хотя бы в  цифровую модель тем меньше у вас останется оптимизма, и утешать себя тем что ковчег построил любитель а профессионалы  утонувший Титаник не получится

[FX_888]

Так же не забудьте придумать обоснование не противоречащее законам физики

Для той же тяги потребуется скорость выхлопа всего около 200 м/с.

объясняющее как с такими параметрами выходного газа  не находясь в вакууме можно достичь

максимальную скорость 0.8 скорости звука.

[SMILE1]

Долго повторять всю теорию тепловых машин...

Ну нам теории нужно совсем чуть-чуть, поэтому все решится быстрее )))
Скажите, ДВС и паровые машины работают по циклу Карно??

[krym2016]

Двс цикл  Отто,Дизеля и Тринклера.

[edw123]

Ну нам теории нужно совсем чуть-чуть, поэтому все решится быстрее )))
Скажите, ДВС и паровые машины работают по циклу Карно??

Если бы только в цикле была проблема. Есть ещё эффективность сгорания, эффективность получения механического движения подходящего вида... Всё вместе и будет практическая конструкция двигательной установки. Досыпать до кучи вес, габариты, стоимость, удобство обслуживания и технологичность изготовления. Всё это вместе как-то пока не складывается в пользу дров и пара.

Пробовать конечно надо, но только не надо думать, что конструкторы авиадвигателей - сплошные дауны и только пилят бюджет американский, английский, китайский, российский.

[SMILE1]

[user]krym2016[/user], [user]edw123[/user],  я не понял... ваш ответ-то какой?? :
1. Да
2. Нет
3. Не знаю
4. Знаю, но не скажу.
)))

[krym2016]

Двс не работают по циклу Карно

[edw123]

[user]krym2016[/user], [user]edw123[/user],  я не понял... ваш ответ-то какой?? :
1. Да
2. Нет
3. Не знаю
4. Знаю, но не скажу.
)))

3. А зачем это Вам в применении к теме топика? С одним и тем же циклом Отто можно вёдрами лить бензин в однокамерный карбюратор и степенью сжатия 5.5, а можно делать многофазный непосредственный впрыск. При сравнении этих двух вариантов вид цикла будет на 1239 месте в ряду влияющих факторов.

[SMILE1]

А зачем это Вам в применении к теме топика?

затем чтоб сразу стало понятно в чем разница, без "всей теории".

Двс не работают по циклу Карно

Ок.
А паровые машины работают по циклу Карно??

[edw123]

затем чтоб сразу стало понятно в чем разница, без "всей теории".Ок.
А паровые машины работают по циклу Карно??

Вот упёрлись Да не изучал я цикл работы тепловой машины в варианте парового поршневого двигателя. Более того, я ещё раз повторюсь - это не играет совершенно никакого практического значения.Практического, повторюсь, потому как вклад - минимален.
А цикл Карно - достаточно теоретический и на практике вроде нигде не используется.

[DragonTM]

А цикл Карно - достаточно теоретический и на практике вроде нигде не используется.

так его вроде бы используют чтобы определить максимальный теоретеческий КПД? И вроде как превзойти ещё никому не удалось теорию?

[edw123]

так его вроде бы используют чтобы определить максимальный теоретеческий КПД? И вроде как превзойти ещё никому не удалось теорию?

Так я и подчеркнул - на практике вроде нет работающих образцов с таким циклом, но рубиться не буду. В жизни чаще важнее простота реализации, а не теоретическое превосходство.

[SMILE1]

Вот упёрлись  Да не изучал я цикл работы тепловой машины в варианте парового поршневого двигателя

))) фигня вопрос, сейчас объясню.
Практическая разница есть и она очень простая - из ДВС МОЖНО выбрасывать горячий газ без потери КПД. А из паровых машин нет.

[edw123]

))) фигня вопрос, сейчас объясню.
Практическая разница есть и она очень простая - из ДВС МОЖНО выбрасывать горячий газ без потери КПД. А из паровых машин нет.

Не совсем понял объяснение. 1 - без потери кпд нельзя и поэтому: ставят турбокомпрессор, компаунд, обогревают топливо, салон, кузов - это всё есть увеличение общего кпд . 2 - что подразумеваем под паровой машиной? Поршневой Локомобиль 1896 года с выбросом пара в атмосферу или современные экспериментальные варианты герметичных роторно-поршневых машин с двухступенчатыми теплообменниками?

[SMILE1]

Не совсем понял объяснение

Это потому что вы не "всю теорию тепловых машин" повторили )))
Для машин, работающих по циклу Карно верна 1я теорема Карно. И вытекающие из нее следствия.
Для тех что не работают по этому циклу нет и ограничений налагаемых этой теоремой.

[edw123]

Для тех что не работают по этому циклу нет и ограничений налагаемых этой теоремой.

И...?

[SMILE1]

И отброс избыточной теплоты на их КПД не влияет.
Поэтому ДВС так активно отапливают улицу.

[edw123]

И отброс избыточной теплоты на их КПД не влияет.
Поэтому ДВС так активно отапливают улицу.

По 3му, кажется, кругу пошли. Влияет на кпд системы и именно поэтому его стараются использовать. Хотя бы для обогрева, не расходуя на это часть полезной мощности.

[SMILE1]

Влияет на кпд системы и именно поэтому его стараются использовать. Хотя бы для обогрева, не расходуя на это часть полезной мощности.

Да ладно, ))) и летом тоже обогревают?? ))) мы то думаем что они просто так в пробках стоят, а оказывается нет - это тайный орден такой по запасанию энергии в параллельном измерении )))
Все проще. Салон греют теплом двигателя только потому что это тепло все равно выбрасывается через радиатор, и часть этого бесполезно распыляемого тепла можно выбрасывать внутрь салона.
Двигателю все равно, а пассажирам теплее.

[krym2016]

На машинах конечно не применяют.

А на больших(очень больщих параходных) ДВС стоят утиль котлы,пар из которых идëт на обогрев цестерн с мазутом,ну или другие технические нужды,дистилат варят и т.д.
Если не ошибаюсь японцы(давно начали) использовать тепло отработанных газов,для нагрева воды,потом этим паром паром крутят турбины,на электричество.

Не знаю почему,но паровые турбины очень редко используют на движение,чаще двс крутит вал.

[edw123]

Не знаю почему,но паровые турбины очень редко используют на движение,чаще двс крутит вал.

Турбины плохо масштабируются в малую сторону: дорого, габаритно, ненадёжно, неэкономично.
Добавлено 19 Апр. 2018 в 12:57

Да ладно, ))) и летом тоже обогревают?? ))) мы то думаем что они просто так в пробках стоят, а оказывается нет - это тайный орден такой по запасанию энергии в параллельном измерении )))
Все проще. Салон греют теплом двигателя только потому что это тепло все равно выбрасывается через радиатор, и часть этого бесполезно распыляемого тепла можно выбрасывать внутрь салона.
Двигателю все равно, а пассажирам теплее.

Конструктивизм разговора иссяк. Греют - когда надо, а не "летом".  "бесполезно распыляемого тепла" - это и есть потеря кпд системы.

[SMILE1]

Конструктивизм разговора иссяк.

Он не иссяк, но мы подошли к порогу ваших знаний по тепловым машинам, и поэтому ответы становятся для вас непонятными.

Греют - когда надо, а не "летом".  "бесполезно распыляемого тепла" - это и есть потеря кпд системы.

Если бы КПД ДВС был связан с тем температурой то:
1. зимой мощность двигателя становилась бы больше,
2. при включении печки (вне зависимости от времени года) мощность мотора уменьшалась бы
...так??

[edw123]

Он не иссяк, но мы подошли к порогу ваших знаний по тепловым машинам, и поэтому ответы становятся для вас непонятными.Если бы КПД ДВС был связан с тем температурой то:
1. зимой мощность двигателя становилась бы больше,
2. при включении печки (вне зависимости от времени года) мощность мотора уменьшалась бы
...так??

Вы хоть огласите конечную цель Ваших уточняющих вопросов, а потом уж про ответы.

[SMILE1]

[user]edw123[/user], пытаюсь на простых примерах показать что КПД ДВС не зависит от температур.

[krym2016]

  помоему как раз таки кпд двс очень зависит от температур,а именно от разницы на входе и выходе.

Если бы КПД ДВС был связан с тем температурой то:
1. зимой мощность двигателя становилась бы больше,
2. при включении печки (вне зависимости от времени года) мощность мотора уменьшалась бы
...так??

1 -да
2 - вроде нет




Кстати кпд современных двс  будет выше на порядок если отключить экологию(егр,подачу топлива на дожигание)

[DragonTM]

[user]krym2016[/user], вы кпд с удельной мощностью не перепутали?

[krym2016]

[user]DragonTM[/user], и да и нет 


кпд зависит от эффективности сгорания топлива чем больше кислорода попало в цилиндр тем больше можно сжечь топлива.
когда кислорода с избытком не страшно,

допустим давление отработанных газов давит на поршень с силой образно(30кг/см2 *50см2)= 1500 кг,но если кислорода мало то давление на поршень будет не 1.5Т,а допустим 1.4 Т ,поэтому полезной работы будет совершенно меньше,а энергии будет затраченно(на трение,и врашение валов ) столько же сколько и при условии 1,5 т

второй момент когда кислорода много,топливо сгорит быстрее и нет вероятности что часть заряда просто вылетит в коллектор.

Да не спорю эффект сравним с простым повышением степени сжатия и он не такой как от турбо(для кпд),но некое значение тоже имеет.

[edw123]

[user]edw123[/user], пытаюсь на простых примерах показать что КПД ДВС не зависит от температур.

1. а зачем это и как идейно к топику относится? 2. Для любого теплового двигателя потеря тепла = потере кпд.

[DIVAS]

[user]edw123[/user], пытаюсь на простых примерах показать что КПД ДВС не зависит от температур.

КПД (и другие параметры) современных ДВС не зависят от окружающих температур благодаря термостатичной системе охлаждения, которая при любой температуре обеспечивает неизменный режим работы ДВС.

А попробуйте-ка поездить на холодном (непрогретом) ДВС зимой и сравнить его параметры при этом с нормальными - вот тут-то и вылезет, что при недостаточной температуре он вообще нормально работать не хочет.

Есть ещё одна термозависимость ДВС - от температуры всасываемого воздуха. Чем ниже температура, тем больше плотность воздуха и тем больше его можно всосать в горшок и эффективнее сжечь топливо.

Впрочем, к выбросу отработанного тепла это не имеет никакого отношения...

[SMILE1]

[user]edw123[/user], Извиняюсь но вы уверены что на эти вопросы:

Если бы КПД ДВС был связан с тем температурой то:
1. зимой мощность двигателя становилась бы больше,
2. при включении печки (вне зависимости от времени года) мощность мотора уменьшалась бы
...так??

это :

1. а зачем это и как идейно к топику относится?
2. Для любого теплового двигателя потеря тепла = потере кпд.

правильные ответы??? ))))))

[edw123]

[user]edw123[/user], Извиняюсь но вы уверены что на эти вопросы:это : правильные ответы??? ))))))

"Все совпадения имен цифр с реальными людьми - совершенно случайны." (с)

[FX_888]

Тролль топикстартер давно слился а теоретизирования продолжаются   
причем сильно похоже что он же выступал под ником communist  с аналогичной  по реалистичности сферической  идеей сверхэкономичного двухтактного дизеля  в теме "народный электролет"

[novice]

Расчет полета самолета с паровым двигателем в горизонтальном полете у земли (температура 288 К и давление 1 атмосфера)и на высоте 11000 м (218К и 0.24 атмосферы). Скорость полета в обоих случаях 0.8 скорости звука.
Двигатель комбинированный. Паровая турбина через  редуктор передает часть мощности на винтовентилятор а другую часть на компрессор низкого давления. Конденсатор пара размещен в крыльях и в после компрессора.

[DIVAS]

Но технически возможно

Необходимо расчитать

спроектированы но не построены

ни один двигатель не был построен.

Давайте уже постройте что-нибудь и покажите как это в реальности работает. А то по форумам флудить все горазды, а реально взлететь на пару что-то ещё ни у кого не получилось.

[novice]

Расчет возможности применения паровой турбины на самолете МИГ-15бис.
Справочные данные 1953 года из первого тома  технического описания "Летные характеристики самолета".

Дано:
Скорость полета -700 км/ч
Высота полета- 10000 м
Температура воздуха - минус 50С
Плотность воздуха - 0.42 кг/куб. метр.
Площадь воздухозаборника -0.32 кв. метра
Полетный вес на высоте 10000 м- 4690 кг.
Расчетная тяга двигателя с учетом 8% сопротивления воздухозаборника - 413 кг
Часовой расход керосина -568 кг.
Кпд преобразования энергии топлива в энергию движения - 11.6 процентов.  Это меньше чем расчетный кпд парокомпрессорного реактивного двигателя.

Вес самолета с топливом - 4960 кг.
Посадочный вес с 10% остатком топлива - 3915 кг.
Сухой вес двигателя ВК-1 в сборе -972 кг. При снятии дополнительного оборудования можно увеличить допустимый вес двигателя до 1500 кг или увеличить запас топлива на на 600 л.
Скорость выхлопных газов 550 м/с и расход воздуха- 7.4 кг/с. Максимально возможный расход воздуха при заданных условиях- 25.9 кг/с.


Запас топлива 1400 л/1162 кг. Нерасходуемый запас топлива 10%.
Расход топлива на руление и разогрев -60 кг.
Расход топлива от взлета до высоты 10000 м- 170 кг.
Продолжительность полета на высоте 10000 м и скорости 700 км/ч - 1.5 часа.

Данные для расчета парокомпрессорного реактивного реактивного двигателя:

Максимальный вес паровой турбины, вентилятора, редуктора, конденсатора пара, парового котла и воды - 1500 кг.
Диаметр×Длина- 1.3м/3 м
Температура пара -600 С
Давление на входе в турбину -340 атм
Давление в конденсаторе пара - 40 атм или 80 атм
Расход воздуха 25 кг/с
Высота полета и скорость из предыдущего примера.
Требуется расчитать:
Расход пара
Вес турбины, редуктора, вентилятора и конденсатора пара
Вес парового котла и воды
Расход энергии на наддув воздуха в горелке котла
Тягу двигателя
Расход топлива

[dimad63]

делали мы когда-то изношенный паровой двигатель  какой-то индустриальный немецкий  весило сие чудо 14 тонн  воды на час работы требовало  1 тонну  и не знаю сколько угля его не считали  и досок с дсп     и мощность была где-то 90 киловатт   в итоге самоет будет тонн 100 весить если не больше  даже если весь чугун заменить на титан 

[novice]

Для уменьшения веса и габаритов паровой турбины необходимо максимально увеличить ее обороты и уменьшить число ступеней расширения пара.
В начале этой темы есть описание немецкой авиационной паровой турбины Юнкерс 1942 года.
Вес турбины с понижающим редуктором- 800 кг, частота вращения 8000 об/мин, давление пара 100 атмосфер, температура 550С, давление мятого пара 0.15 атмосфер, число ступеней 8. Топливо- смесь 65% угольной пыли и 35% флотского мазута.
4 двигателя собирались установить на самолет Ме-264.
В 1934 году в СССР изготовили паровую авиационную турбину Т-12 мощностью 1750 лс и весом 615 кг и 16000 об/мин.
В обоих случаях самолеты построить не удалось из-за проблем с недостаточной производительностью котла и неэффективностью крыльевых конденсаторов пара.

[novice]

Идея парокомпрессорного реактивного двигателя впервые была предложена в 1931 году, но вскоре забыта. В начале 1950х были расчитаны паротурбинные авиационные реактивные двигатели способные работать как от тепла деления тяжелых элементов так на обычном топливе. Теоретические расчеты показывали что этот двигатель технически осуществим.

[novice]

Параметры паротурбинного двигателя расчитанные для высоты полета 12000 м и скорости 0.9 скорости звука -955 км/ч:

Вес паровой турбины- 500 кг. Частота вращения 15000 об/мин. Мощность 2000 лс
Степень повышения давления компрессора-1.43
Давление пара на входе в турбину -340 атм, температура- 650С
Давление отработанного пара -85 атм. Температура конденсации пара - 298С
Число ступеней турбины -2
Расход воздуха- 43 кг/с
Температура нагретого воздуха -245 С
Тяга-645 кг
Скорость реактивной струи- 415 м/с

Площадь воздухозаборника-1.05 м2
Расход керосина -920 кг/ч ( кпд парового котла-80%, без учета энергии выхлопных газов)

Площадь конденсатора пара-1.93 м2, толщина-0.2 м, вес-300 кг.
Расход пара 17000 кг/час. Количество воды в системе -850-1000 кг.
Кпд силовой установки самолета при скорости 955 км/ч - 15.2%

[DragonTM]

Начали бы с чего попроще изготавливать. Вот на днях видел пароцикл )))

[novice]

Проект мотокомпрессорного реактивного двигателя с паротурбинным приводом и конденсатором пара в форсажной камере разработанный в 1951-1953 годах фирмой Пратт энд Уитни для сверхтяжелого ( 600 тонн ) дозвукового самолета. Скорость полета на высоте 12000 м - 0.9 скорости звука (960 км/ч).  Основной источник энергии (1000 часов) -компактный реактор, резервный (2 часа) - любое жидкое топливо, в том числе на основе угольной пыли.
Скорость реактивного выхлопа - 390 м/с, скорость полета- 266 м/с.
Мощность реактора 410000 кВт
Мощность четырех ступенчатой паровой турбины -49000 лс при 20000 об/мин. Диаметр ротора турбины - 0.31 м.
Редуктор 1/9.5.
Воздушный трехступенчатый компрессор диаметром 3 м, 2100 об/мин, степень сжатия 1.23
Давление пара на входе 340 атмосфер, температура - 600С.
Давление пара в конденсаторе - 30 атмосфер, температура -230С.
Диаметр парового конденсатора -4 м, длина 5.8 м.
Воздушное сопротивление - 0.77
Температура воздуха на срезе сопла- 190С.
Расход воздуха -790 кг.
Крейсерская тяга двигателя - 10000 кг.
Количество двигателей - 4
Вес двигателя вместе с конденсатором-теплообменником пара - 9000 кг.
Вес теплообменника (нержавеющая сталь)- 5000 кг.
Расход пара на один двигатель-350 т/час.
Схема полностью замкнутая, без выпуска пара в атмосферу.

КПД преобразования тепла в тягу - 25 процентов, больше чем кпд самолета ТУ-154 на той же скорости полета.

Недостатки данной схемы:
Малая удельная тяга на взлете - 0.1-0.15. Взлет возможен или с полосы длиннее 5 км или с обычного аэродрома при использование дополнительных одноразовых форсажных двигателей.
В зимних условиях тяга этого двигателя увеличивается, а в жаркую погоду сильно уменьшается, сильнее чем у обычных турбореактивных двигателей так как температура парового теплообменника всего 230С вместо 1000-1500С в камере  сгорания.

[novice]

До появления настоящих газотурбинных реактивных двигателей было много разработок мотокомпрессорных реактивных двигателей.
В 1930-1970 годы были спроектированы различные мотокомпрессорные двигатели с паровым приводом и нагревом воздуха в форсажной камере за счет конденсации выхлопа паровой турбины.
Кроме самолетов проектировались высокоскоростные суда на воздушной подушке с приводом от паровых турбин.

[novice]

Английский механик Nigel Copping в 1997 году построил и успешно испытал небольшой паротурбинный турбореактивный двигатель.
В этом небольшом устройстве совмещены паровой котел, горелка на керосине, паровая турбина и конденсатор пара. Данный двигатель менее шумный, расходует при одинаковой тяге на 25% меньше топлива и достаточно легкий для установки на самолет.

https://youtu.be/cLhvpWdq5rk

Видео испытаний, фотографии двигателя и его чертеж.

[dimademch2012]

вот прочитал я тему. Пытаюсь понять суть.
с одной стороны:
- возможен ли паровой двигатель на самолёте?   - Да, однозначно! Хотя бы потому что история уже знает такие примеры
с другой стороны:
-  возможен ли паровой самолет на дровах/угле/мазуте?  - Скорее всего, нет! Во-первых, топка будет весить как половина конструкции, во вторых - как дозировать твердое  топливо?
Эффективные паровые двигатели создавались только на жидких углеводородах, где горелка могла создать давление пара под 100атм за короткий промежуток времени.
-  Паровой самолет укороченного взлета... - ну, тут вообще пошла фантастика. Если в принципе поднять хороший самолет типа биплана  в воздух можно при тяге 0.1(к взлетной массе), нормально летать при 0.4-0.5, то для укороченного взлёта нужна почти единица.... Где она?
1).Напишите нормальное техзадание. Ибо пока вообще не понятна цель и вид.
2). постройте  и испытайте стендовую стендовую модель двигателя. В принципе, можно испытать на тележке\машинке. А уж потом говорить воздухоплавание....