موتورهای توربین باورنکردنی هستند و کاربرد آنها به هواپیما محدود نمی شود. ما ده مورد از جالب ترین وسایل نقلیه زمینی را برای شما انتخاب کرده ایم که از توربین های بزرگ نیرو می گیرند.

جت کوروت.سفارشی‌کنندگان دوست دارند موتورهای کوروت را ببرند و روی خودروهای دیگر بگذارند تا سریع‌تر حرکت کنند. وینس گراناتلی از زاویه ای متفاوت به موضوع پرداخت. برعکس، او کوروت خود را از یک V8 به نفع ... موتور توربین گازی پرت اند ویتنی ST6B کنار گذاشت. توربین 880 اسب بخاری این خودرو را به سریع ترین کوروت در جاده تبدیل کرده است. شتاب 0 تا 100 کیلومتر در ساعت فقط 3.2 ثانیه طول می کشد.

رانش SSC. Bloodhound SSC باورنکردنی (اما هنوز تکمیل نشده) مطمئناً رکورد خود را خواهد گرفت (1600 کیلومتر در ساعت برنامه ریزی شده)، اما Thrust SSC اصلی هنوز یک دستاورد فنی بزرگ است. با تشکر از 110000 لیتر. با. Thrust با استفاده از دو توربوجت رولزرویس، رکورد سرعت زمینی 1228 کیلومتر در ساعت را در سال 1997 ثبت کرد و اولین خودرویی بود که دیوار صوتی را شکست.

موتور سیکلت توربین MTT.گویی موتورسیکلت ها به هر حال به اندازه کافی ترسناک نیستند ... MTT موتور سیکلت خود را با یک توربین رولزرویس که 286 اسب بخار قدرت انتقال می دهد تجهیز کرد. با. روی چرخ عقب یکی از اینها متعلق به جی لنو مجری تلویزیون آمریکایی است که او را اینگونه توصیف می کند: "او بامزه است، اما می تواند شما را تا سر حد مرگ بترساند."

بت موبیل.حمل و نقل اصلی از فیلم های "بتمن" و "بتمن برمی گردد". بر روی شاسی شورولت ایمپالا ساخته شده است. امروزه شرکت هایی وجود دارند که کپی های این Batmobile را با موتورهای توربین گاز واقعی می سازند.

شوک ویواین تراکتور کامیون Peterbilt از سه موتور جت پرت اند ویتنی J34-48 استفاده می کند و یک بار به سرعت 605 کیلومتر در ساعت می رسد. او یک چهارم مایل را در 6.63 ثانیه رانندگی می کند و مسابقه خود را با نمایش آتش شگفت انگیز همراهی می کند!

باد بزرگاین عامل اطفاء حریق نهایی به طور ایده آل مکمل کامیون قبلی است. در مورد مبارزه با آتش با آتش چطور؟ Big Wind دقیقاً این کار را انجام می دهد. این شامل دو موتور MIG-21 است که روی تانک T-34 شوروی نصب شده است. این چیزها آتش سوزی نفت در کویت را در طول جنگ خلیج فارس خاموش کرد. ابتدا شش شیلنگ آتش را خاموش می کنند و سپس موتورهای جت یک جت بخار قدرتمند تزریق می کنند که به معنای واقعی کلمه شعله روغن را از بین می برد.

لوتوس 56.این خودرو دارای موتور توربین گاز هلیکوپتر بود و فاقد گیربکس، کلاچ و سیستم خنک کننده بود. در سال 1971 او اولین بازی خود را در فرمول 1 انجام داد. جدی ترین مشکل تاخیر قابل توجه در پاسخ توربین به فشار دادن گاز بود - در ابتدا تاخیر شش ثانیه بود. این باعث شد که خلبان قبل از چرخش در هنگام ترمز دریچه گاز را باز کند. تاخیر بعداً به سه ثانیه کاهش یافت، اما این باعث افزایش مصرف سوخت و وزن شروع شد. در سیلورستون، ماشین 11 دور عقب بود و در مونزا، امرسون فیتیپالدی با 1 دور عقب، هشتم شد. وزن آزمایشی نشان داد که لوتوس 56 101 کیلوگرم سنگین تر از خودروی برنده است. طبیعتاً او باید رها می شد.

خودروی توربین گازی کرایسلر.این خودروهای آزمایشی به این دلیل نامیده می شوند که این مدل نام خاص خود را نداشت. آنها از سال 1953 تا 1979 توسعه یافتند. در این مدت، کرایسلر 7 نسل را آزمایش کرد و 77 نمونه اولیه ساخت. در اوایل دهه 60، آنها آزمایشات خود را در جاده های عمومی با موفقیت پشت سر گذاشتند، اما بحران مالی در کرایسلر و معرفی استانداردهای جدید آلایندگی و مصرف سوخت مانع از راه اندازی این مدل به تولید انبوه شد. 9 خودرو در موزه ها و مجموعه های خانگی زنده ماندند و بقیه نابود شدند.

ماشین برفی GAZ M20 "شمال".در سال 1959، در دفتر طراحی هلیکوپتر NI Kamov، ماشین برفی Sever توسعه یافت. این اسکی "Pobeda" با موتور هواپیما AI-14 با ظرفیت 260 اسب بخار قرار گرفت. با. به عنوان یک حمل و نقل سریع برای مناطق شمالی کشور در فصول زمستان استفاده می شد. میانگین سرعت 35 کیلومتر در ساعت بود. مسیرها از میان برف بکر و یخ هُموک در یخبندان تا 50 درجه عبور می کردند. ماشین های برفی در امتداد آمور کار می کردند، به روستاهای کنار رودخانه های لنا، اوب و پچورا خدمت می کردند.

تراکتور.آمریکایی ها عاشق همه نوع تفریح ​​هستند و مسابقه تراکتورسازی یکی از آنهاست. رقابت اصلی حمل سکوی سنگین توسط تراکتور در مسافت 80-100 متر است. و در اینجا البته موتورهای توربین گازی قدرتمند به کمک تراکتور می آیند.

معروف ترین خودروهای جت

ماشین های جت

ما اخیراً در مورد آن نوشتیم. ما اصل عملکرد و ساختار داخلی آنها را در نظر گرفتیم. حوزه های کاربرد آنها کمی مورد توجه قرار گرفت. امروز می خواهیم دومین رژه اختراعات را برگزار کنیم که به انواع دیوانه کننده حمل و نقل جت اختصاص دارد. هر جا که مخترعان این موتورها را وصل نکرده اند. پس ما رژه را باز اعلام می کنیم!

هواپیمای واکنشی

اینجا همه چیز روشن است. اولین هواپیمای جت Heinkel He 178 بود که در سال 1937 ساخته شد.

از آن زمان زمان زیادی می گذرد، همه چیز بسیار تغییر کرده است و در حال حاضر اکثر هواپیماها جت هستند، با تغییرات مختلف این موتورها. بارزترین آنها جنگنده هایی هستند که فقط از موتورهای جت استفاده می کنند. دلیل این امر این است که جنگنده پروانه محور به دلیل سرعت پایین نسبت به رقبا، خیلی سریع سرنگون می شود.

همه هواپیماهای مسافربری توربوجت هستند، تقریباً تمام هواپیماهای مسافربری ملخی در واقع توربوپراپ هستند. به طور کلی، موتورهای توربو در حمل و نقل هوایی ریشه دوانده اند و احساس خوبی دارند، زیرا مخازن سوخت بزرگ هستند. اما در حوزه های دیگر فناوری چه اتفاقی می افتد؟ شایعات و داستان هایی در مورد اتومبیل های توربو جت، قطار، کیف، بالاخره وجود دارد؟ آنها هستند، در ادامه می خوانیم.

قطار جت.

Bombardier JetTrain فارسی خودش

ایده قرار دادن موتورهای جت در قطار به منظور شتاب مناسب از 60 سال پیش در ذهن مخترعان بوده است. سپس در دوران جنگ سرد و مسابقه تسلیحاتی نمونه های اولیه قطارهایی ساخته شد که بر روی سقف آنها موتورهای جت دوقلو از نوع رم جت نصب شد. ما در "" قبلی در مورد این صحبت کردیم.
و به نظر می رسد - اینها پژواک مسابقه تسلیحاتی است، اما نه. و طراحان مدرن در مورد قطارهای جت هیجان زده اند. به عنوان مثال، آخرین نمونه اولیه لکوموتیو جت JetTrain Bombardier. به نظر ما موضوع قطارهای جت هنوز فاش نشده است. البته هیچکس توربین را روی سقف نمی گذارد اما در موتور این قطار وجود دارد.
چنین موتورهایی قادر به حفظ عملکرد پایدار برای مدت طولانی هستند و همچنین نمی توانند در حالت بیکار باشند، زیرا حتی بدون بار، این نوع موتور 65٪ از مصرف سوخت معمولی را تحت بار مصرف می کند. جایی که؟ برای حفظ "واکنش زنجیره ای" - توربین خود را با حداقل سرعت تغذیه کنید. به همین دلیل است که چنین موتورهایی در اتومبیل ها زندگی نمی کنند، اما در هواپیماها همه جا وجود دارند، جایی که آنها نه تنها هواپیما را حرکت می دهند، بلکه برق تولید می کنند.
اگر بتوانید بر تمام کاستی های فنی غلبه کنید ، توربین ها می توانند در قطارهای مسافت طولانی مستقر شوند ، زیرا قدرت لوکوموتیو Bombardier کافی است - 5000 اسب بخار.

دستگاه جت.

سریع ترین ماشین دنیا

آویزان کردن یک توربین 6000 اسب بخاری از فورد فوکوس برای بسیاری از ذهن ها هیجان انگیز است. کاربرد عملی این اصلاح نامشخص است، اما بسیار جالب به نظر می رسد. به طور کلی، اگر از بیرون نگاه کنید و یک جستجوی ماشین جت را در گوگل وارد کنید، ممکن است فکر کنید که هر دانش آموزی در خارج از کشور این کار را انجام می دهد. معلوم نیست چه چیزی منجر به چنین توربوشارژ عظیمی از خودروها شده است، اما عواقب آن به خوبی و واضح در فیلم "جایزه داروین" نشان داده شده است.

اگر نگاه خود را به سمت رقابت معطوف کنید، خودرویی با موتور معمولی هرگز قادر به ثبت رکورد نخواهد بود. خودروهای جت سالهاست که رکوردهای سرعت را بر روی زمین ثبت کرده اند. در زمان نگارش این مقاله، اطلاعاتی در مورد آخرین رکورد سرعت اندی گرین برای Thrust II SSC که توسط ریچارد نوبل طراحی شده است، وجود دارد. اندی در امتداد دریاچه معروف در نوادا با حداکثر سرعت 1229.78 کیلومتر در ساعت رانندگی کرد. این سرعت بالاتر از سرعت صوت است و یک رکورد مطلق است اما میانگین سرعت خودرو در دو مسابقه 1226.522 کیلومتر بر ساعت بوده است.
دو موتور جت رولز رویز (اسپی 205) با مجموع قدرت 110000 اسب بخار این قابلیت تحرک را به خودروی وزنی بر حسب تن با بدنه کولار داده است. کنترل این معجزه فناوری هواپیما بود.

کامیون جت.

چنین نیز وجود دارد.
یک ویدیو در مورد یک کامیون جت وجود دارد. کجا و چه زمانی بود و آیا هنوز چیزی مشابه وجود دارد، مشخص نیست.

دوچرخه جت.

یکی دیگر از فعالیت های هیجان انگیزی که ذهن مخترعان خارجی را به هیجان می آورد، دوچرخه جت است. اصولاً می توان یک موتور رم جت را به این وسیله نقلیه طولانی مدت متصل کرد.
برای مثال

بسیار چشمگیر به نظر می رسد. دوچرخه های جت به فروش می رسند و ظاهراً به تولید انبوه می رسند، این هم عکسی از واحدی به نام Fire Trick BOB.

قیمت 1 میلیون ین همه چیز جدی است: توربین با سرعت بالا، سوخت هواپیما، هزینه یک دقیقه کار (از جمله تمام مواد مصرفی - 500 ین)، نیروی رانش 5.5 اسب بخار. توجه - در اینجا از یک موتور جت تمام عیار با توربین، سوپرشارژ و سایر لذت ها استفاده می شود.
این هم عکس دیگری که در اینترنت پیدا شده است. اما در اینجا برخلاف Fire Trick از موتور رمجت استفاده شده است که طراحی و نگهداری آن بسیار راحت تر است.

جت پک

این نوع جت حمل و نقل به دلیل مشکلات زیاد در ساخت، استفاده و کنترل این دستگاه کاربرد زیادی ندارد. در ابتدا قرار بود از Jetpack برای مقاصد نظامی استفاده شود، به عنوان مثال، برای پرواز بر فراز مرز (به طوری که به نوار زمین و حصار دست نزنید، اثری از خود باقی نماند).
تحولات در ایالات متحده آمریکا در دهه 50-60 انجام شد. مهندس ارشد در این مطالعات Wendell Moore بود که در ابتدا شخصا و با هزینه شخصی خود جت پک ها را توسعه داد.
اولین پرواز رایگان با جت پک در 20 آوریل 1961 در صحرای نزدیک شهر آبشار نیاگارا انجام شد.
مدت پرواز شناسایی 21 ثانیه و 120 متر در ارتفاع 10 متری بود. این 19 لیتر پراکسید هیدروژن مصرف می کرد که کمبود داشت.
در کل بعد از ساخت کوله پشتی رفقای نظامی متوجه شدند که دارند بازی می کنند. اگرچه در ابتدا مشخص بود که حتی اگر یک جوخه سرباز (7 نفر) در یک شب آرام با جت پک از مرز پرواز کنند، 8-10 کیلومتر مربع بعدی از آن مطلع خواهند شد، قدرت صدا به 130 دسی بل می رسد) هیچ کس نمی تواند چنین چیزی را بکشد. تجهیزات (50 کیلوگرم) بیشتر نخواهد بود، و در کاربردهای دیگر کیف ها عملاً بی استفاده هستند.

جت موپد

از نظر تئوری، باید تا صد کیلومتر در ساعت توسعه یابد. دو موتور جت JFS 100 را حمل می کند.

کاربردی بودن برنامه مانند دوچرخه توربو است، اما جالب است!

راکت انداز کاتیوشا

سامانه موشکی پرتاب چندگانه افسانه ای. این یکی از بی پرواترین پروژه های صنعت نظامی شوروی است. با پرتابه های RS-132 شلیک می کند.
هر پرتابه دارای یک موتور جت سوخت جامد است که روی پودر بدون دود کار می کند، شامل یک جنگنده، سوخت و قطعات جت مناسب است.
استفاده از کاتیوشا با آتش بازی های ناشنیده ای و نابودی کامل هر چیزی که در فاصله 8.5 کیلومتری از محل نصب زیر آتش می گرفت، همراه بود. برای اولین بار از BM-13 برای تخریب انبارهای سوخت استفاده شد تا نیروهای نازی مناسب به آنها نرسند.
استفاده از راکت انداز برای هدف مورد نظر خود در ابتدا اغلب باعث وحشت دشمن می شد.

در 13 نوامبر، روسیه روز نیروهای دفاعی رادیویی، شیمیایی و بیولوژیکی را جشن می گیرد. امسال، نیروهای روسی RHBZ صدمین سالگرد خود را جشن گرفتند.

به مناسبت صدمین سالگرد این یگان، وزارت دفاع روسیه ویدئویی را منتشر کرد که تجهیزات نظامی مدرن این یگان را نشان می دهد.

ناظران نسخه آمریکایی "Drive" (The Drive) که این ویدئو را تماشا کردند، از آنچه دیدند خوشحال شدند. آنها یک دستگاه کامل از نیروهای شیمیایی TMS-65U (موتور حرارتی ویژه) را اختصاص دادند. تحلیلگر نظامی و روزنامه نگار جوزف ترویتیک آن را یکی از غیرعادی ترین سیستم ها می داند زیرا موتور توربوجت نصب شده بر روی شاسی اورال است.

ویدئو: youtube.com/ وزارت دفاع روسیه

TMS-65U دارای موتور VK-1 است که قبلا در جنگنده های MiG-15 و MiG-17، بمب افکن اژدر Tu-14 و همچنین در Il-28 استفاده می شد.

جوزف ترویتیک می نویسد که از این تکنیک می توان برای تمیز کردن وسایل نقلیه پوشیده از مواد شیمیایی و همچنین برای ایجاد پرده های دود عظیم استفاده کرد که به پنهان کردن نیروهای دوست در میدان جنگ از چشم دشمن کمک می کند. او همچنین خاطرنشان می کند که TMS-65U امکان پردازش ویژه را بسیار سریعتر از استفاده از ابزار دستی می دهد.

ستون نویس Drive نوشت: "TMS-65U نوعی کارواش سیار بداهه در میدان جنگ است که به سرعت تجهیزات را تمیز می کند."

روزنامه نگار معتقد است که یک ماشین حرارتی ویژه، البته، یک سیستم موثر است. با این حال، فراموش نکنید که موتور VK-1 در اتحاد جماهیر شوروی ساخته شده است، بنابراین سوخت زیادی مصرف می کند.

Trevithick در مقاله خود TMS-65U را "ماشین دیوانه" می نامد، که نه تنها می تواند پردازش خاصی را با روش گاز یا قطرات گاز انجام دهد، بلکه صفحه های دود بزرگی را نیز راه اندازی می کند.

خدمه TMS-65U می توانند مخزن را که معمولاً حاوی محلول ضد عفونی کننده است، با یک مایع مولد دود مانند نفت کوره پر کنند. گازهای داغ اگزوز این مایع را به دود سفید غلیظ تبدیل می کند که می تواند نیروهای دوستانه را از چشم غیر مسلح دشمن و برخی سنسورها پنهان کند.

Trevithik توجه خود را به این واقعیت جلب می کند که اگر هیچ افزودنی خاصی در مخلوط تشکیل دهنده دود وجود نداشته باشد، پنهان کردن نیروها از اپتیک مادون قرمز دشمن غیرممکن است.

جالب ترین چیز در مورد این خودرو استفاده مداوم از VK-1 است. ترویتیک تحسین می کند، این موتور جت عتیقه است.

به گزارش The Drive، در حال حاضر هیچ نشانه ای وجود ندارد که نشان دهد مسکو قصد دارد در آینده نزدیک TMS-65U "دیوانه" را جایگزین کند. این ماشین ها بدون شک نقش مهمی در دکترین حفاظت نظامی ارتش روسیه دارند.

منبع عکس: wikipedia.org/Vitaly V. Kuzmin, wikipedia.org/Kogo

قبلاً در دهه 60 قرن گذشته ، موتورهای پیستونی به عنوان یک نابهنگام در نظر گرفته می شدند که به دنبال جایگزینی برای خود بودند. اما هنوز هم اکثریت قریب به اتفاق خودروها از موتور احتراق داخلی استفاده می کنند. زمانی، جهان در مورد خودروهایی که با برق کار می‌کنند، سرخوشی را تجربه کرده است، اما علیرغم میل همگان، خودروهای الکتریکی هرگز به یک وسیله نقلیه روزمره تبدیل نشدند. و سوال اینجاست که آیا الان این اتفاق خواهد افتاد؟

اما پس از آن، در اواسط قرن گذشته، در مقطعی آینده به گونه‌ای دیگر دیده می‌شد. برخی سعی کرده اند به موتور جت تکیه کنند. از استفاده از آن در هواپیما الهام گرفته شده است، بنابراین جای تعجب نیست که بسیاری احساس کنند، با تغییرات مناسب، می توان از آن در لوکوموتیوها و اتومبیل های راه آهن استفاده کرد.

آنها روی لوکوموتیوها ظاهر شدند، اما ماشین هرگز مجبور به استفاده از آن در مدل های تولیدی نشد. اگرچه برخی سعی در پیاده سازی چنین واحدی داشته و حتی نمونه های اولیه آن را ساخته اند. معروف ترین برندی که روی خودروی جت کار می کرد، کرایسلر آمریکایی بود. مهندس جورج هوبنر این ایده را دریافت کرد و تیم مدیریت را متقاعد کرد که یک توربین کوچک بهتر از یک موتور پیستونی است که در آن "تکه های فلزی بزرگ" صدها بار در ثانیه به جلو و عقب پرواز می کنند. و موتور جت، همانطور که در آن زمان تصور می شد، می تواند تقریباً با هر سوختی سوخت - از بنزین و سوخت دیزل گرفته تا کره بادام زمینی آشپزخانه و عطر همسرتان.

کرایسلر اولین خودرو با توربین جت را در سال 1954 معرفی کرد. این پلیموت بلودر بود به نام ماشین‌های توربین. از سال 1963 تا 1964، ناوگان کاملی از چنین خودروهایی تولید شد که شامل 55 نسخه بود. بدنه‌ای که توسط شرکت ایتالیایی Ghia تولید شده بود، طراحی آینده‌نگر با جزئیات زیادی داشت که شبح یک موتور جت را منعکس می‌کرد و به رنگ نارنجی مایل به قهوه‌ای رنگ شده بود. این خودرو با بقیه خودروهایی که در آن زمان بیشتر از امروز به یکدیگر شباهت داشتند بسیار متفاوت بود.

زیر کاپوت یک موتور توربین گازی که توسط کرایسلر با نام A831 ساخته شده بود پنهان شده بود. حداکثر دور به 44600 دور در دقیقه و در حالت آرام - 22000 دور در دقیقه رسید. با وجود قدرت 130 اسب بخار، گشتاور در کمترین دورها 576 نیوتن متر بود، اما با افزایش دورها کاهش یافت. در خروجی یک گیربکس وجود داشت که سرعت چرخش را به 5000 دور در دقیقه کاهش می داد و به دنبال آن یک گیربکس اتوماتیک.

مزیت اصلی موتور جت قابلیت اطمینان آن بود. نگهداری آن بسیار ساده تر بود، نیاز به سیستم خنک کننده ناپدید شد، قطعات بسیار کمتری وجود داشت و راه اندازی در دمای پایین مشکلی ایجاد نمی کرد. و همچنین، او اصلاً لرزش نداشت (هر کسی که زحمت تماشای ویدیوی کامل را به خود بدهد، جی لنو را می بیند که یک لیوان آب روی او می گذارد). ماشین مانند همه افراد دیگر رانده شد - با کمک دو پدال، یک فرمان و یک اهرم دنده.

اما یک سری معایب نیز وجود دارد. همانطور که می گویند، پاسخ دریچه گاز وحشتناک بود - پاسخ باید حدود یک ثانیه یا حتی یک و نیم صبر می کرد. مصرف سوخت زیاد بود و گازهای خروجی آنقدر داغ بود که برای ذوب نشدن آسفالت نیاز به کولرهای مخصوص داشتند. اگرچه توربین می‌توانست روی هر مایع قابل اشتعال کار کند، اما به رانندگان توصیه نمی‌شد که خودرو را با بنزین معمولی سوخت‌گیری کنند، زیرا در آن زمان دارای مقدار زیادی سرب بود که روی پره‌های توربین رسوب می‌کرد. اما مهم ترین دلیلی که این خودروها هرگز در معرض دید عموم قرار نگرفتند، مصرف بالای سوخت بود که خودروساز هیچ گاه آن را اعلام نکرد و تمامی تست کننده ها را از این کار منع کرد. به این موارد، محدودیتی در انتشار گازهای گلخانه ای مضر در ایالات متحده اضافه شد.

درست است، کرایسلر خود این ایده را رها نکرد. این شرکت چندین تلاش ناموفق دیگر برای راه اندازی ماشین "جت" انجام داد. اما او با تانک بهتر عمل کرد - M1 Abrams که در دهه 1970 ساخته شد، به وسیله نقلیه اصلی جنگی ارتش ایالات متحده تبدیل شد.

در واقع، علاقه به خودروهای توربین گازی هرگز از بین نرفته است. به طور خاص، در سال 2010، کانسپت جگوار C-X75، که اخیراً در فیلم جدید جیمز باند به نمایش درآمد، دارای دو «میکروتوربین» بود که با سوخت دیزل کار می‌کردند. آنها یک ژنراتور را چرخاندند که چهار موتور الکتریکی ماشین را تامین می کرد. این راه حل ممکن است کارآمدتر از استفاده از آن برای چرخاندن گیربکس خودرو باشد. بنابراین، شاید در آینده بتوانیم خودروهایی با توربین گازی را ببینیم.

سطح بالای توسعه تئوری موتورهای تیغه ای، متالورژی و فن آوری تولید اکنون فرصتی واقعی برای ایجاد موتورهای توربین گاز قابل اعتماد است که می توانند با موفقیت جایگزین موتورهای احتراق داخلی پیستونی در خودرو شوند.
موتور توربین گاز چیست؟

برنج. 1. نمودار شماتیک موتور توربین گاز

در شکل شکل 1 یک نمودار شماتیک از چنین موتوری را نشان می دهد. کمپرسور چرخشی 9 که روی همان محور 8 با توربین گاز 7 قرار دارد، هوا را از جو می مکد، آن را فشرده می کند و آن را به محفظه احتراق 3 پمپ می کند. پمپ سوخت 1 نیز که از محور توربین هدایت می شود، سوخت را به داخل پمپ می کند. نازل 2 نصب شده در محفظه احتراق ... محصولات گازی حاصل از احتراق از طریق پره راهنما 4 وارد پره های روتور 5 چرخ توربین گاز 7 شده و آن را وادار به چرخش در یک جهت معین می کنند. گازهای تخلیه شده در توربین از طریق لوله انشعاب 6 به اتمسفر تخلیه می شود. شفت 8 توربین گاز در یاتاقان 10 می چرخد.
در مقایسه با موتورهای پیستونی احتراق داخلی، موتور توربین گاز مزایای بسیار قابل توجهی دارد. درست است، او نیز هنوز عاری از کاستی نیست، اما با توسعه طرح، آنها به تدریج از بین می روند.
هنگام مشخص کردن یک توربین گاز، قبل از هر چیز، باید توجه داشت که مانند یک توربین بخار، می تواند سرعت بالایی ایجاد کند. این امکان به دست آوردن قدرت قابل توجهی را از موتورهای بسیار کوچکتر (در مقایسه با پیستونی) و تقریباً 10 برابر سبکتر در موتورهای وزن می دهد.
حرکت چرخشی محور اساساً تنها حرکت در یک توربین گازی است، در حالی که در موتور احتراق داخلی، علاوه بر حرکت چرخشی میل لنگ، حرکت رفت و برگشتی پیستون و همچنین حرکت پیچیده اتصال وجود دارد. میله موتورهای توربین گازی نیازی به دستگاه خنک کننده خاصی ندارند. عدم وجود قطعات مالشی با حداقل تعداد بلبرینگ عملکرد طولانی مدت و قابلیت اطمینان بالای موتور توربین گاز را تضمین می کند.
در نهایت، مهم است که از نفت سفید یا سوخت دیزل برای تامین انرژی موتور توربین گاز استفاده شود. ارزان تر از بنزین
دلیل اصلی که مانع توسعه موتورهای توربین گاز خودرو می شود، نیاز به محدود کردن مصنوعی دمای گازهای ورودی به پره های توربین است. این امر بازده موتور را کاهش می دهد و منجر به افزایش مصرف سوخت ویژه (1 اسب بخار) می شود.
دمای گاز باید برای موتورهای توربین گازی وسایل نقلیه مسافربری و تجاری در محدوده 600-700 درجه سانتیگراد و در توربین های هواپیما تا 800-900 درجه سانتیگراد محدود شود زیرا فلزات مقاوم در برابر حرارت بالا هنوز بسیار گران هستند.
در حال حاضر، راه‌هایی برای افزایش راندمان موتورهای توربین گازی با خنک کردن پره‌ها، استفاده از گرمای گازهای خروجی برای گرم کردن هوای ورودی به محفظه‌های احتراق، تولید گازها در ژنراتورهای پیستون آزاد بسیار کارآمد که بر روی سیکل کمپرسور دیزل کار می‌کنند، وجود دارد. با نسبت تراکم بالا و غیره. راه حل مشکل ایجاد یک موتور توربین گاز بسیار کارآمد خودرو تا حد زیادی به موفقیت کار در این زمینه بستگی دارد.
اکثر موتورهای توربین گازی موجود خودرو بر اساس طرح به اصطلاح دو شفت با مبدل های حرارتی ساخته می شوند. در شکل 2 چنین نموداری را نشان می دهد.

شکل 2. نمودار شماتیک یک موتور توربین گازی دو شفت با مبدل حرارتی

در اینجا از توربین مخصوص 8 برای به حرکت درآوردن کمپرسور 1 و توربین کششی 7 برای به حرکت درآوردن چرخ های خودرو استفاده می شود.شفت توربین ها به هم متصل نیستند. گازهای حاصل از محفظه احتراق 2 ابتدا به پره های توربین درایو کمپرسور و سپس به پره های توربین کششی می رسد. هوای تحت فشار کمپرسور، قبل از ورود به محفظه‌های احتراق، در مبدل‌های حرارتی 3 به دلیل گرمای خارج شده توسط گازهای خروجی گرم می‌شود.
استفاده از یک طرح دو شفت ویژگی کشش سودمند موتورهای توربین گاز را ایجاد می کند که باعث می شود تعداد مراحل در یک گیربکس ماشین معمولی کاهش یابد و کیفیت دینامیکی آن بهبود یابد.
با توجه به این واقعیت که شفت توربین کششی به صورت مکانیکی به شفت توربین کمپرسور متصل نیست، سرعت آن بسته به بار می تواند تغییر کند بدون اینکه بر سرعت شفت کمپرسور تأثیر قابل توجهی بگذارد. در نتیجه، مشخصه گشتاور موتور توربین گازی شکل نشان داده شده در شکل 1 را دارد. 3، که در آن، برای مقایسه، ویژگی موتور پیستونی خودرو نیز رسم شده است (خط نقطه‌دار).

برنج. 3. مشخصات گشتاور موتور توربین گازی دو شفت و رفت و برگشتی

از نمودار می توان دریافت که در یک موتور پیستونی با کاهش تعداد دورها که تحت تأثیر بار فزاینده اتفاق می افتد، گشتاور ابتدا کمی افزایش یافته و سپس کاهش می یابد. در همان زمان، در یک موتور توربین گازی دو شفت، گشتاور به طور خودکار با افزایش بار افزایش می یابد. در نتیجه نیاز به تعویض گیربکس از بین می رود یا خیلی دیرتر از موتور پیستونی اتفاق می افتد. از سوی دیگر، شتاب در حین شتاب در موتور توربین گازی دو شفت بسیار بیشتر خواهد بود.
ویژگی یک موتور توربین گازی تک شفت با آنچه در شکل نشان داده شده است متفاوت است. 3 و، به عنوان یک قاعده، از نقطه نظر الزامات دینامیک خودرو، نسبت به ویژگی های یک موتور پیستونی (با قدرت برابر) پایین تر است.
یک موتور توربین گاز چشم انداز عالی دارد که نمودار آن در شکل 1 نشان داده شده است. 4. در این موتور گاز توربین در یک ژنراتور به اصطلاح پیستون آزاد تولید می شود که یک موتور دیزلی دو زمانه و یک کمپرسور پیستونی در یک واحد مشترک ترکیب شده است.

برنج. 4. نمودار شماتیک موتور توربین گاز با ژنراتور گاز پیستونی آزاد

انرژی حاصل از پیستون های دیزل مستقیماً به پیستون های کمپرسور منتقل می شود. با توجه به اینکه حرکت گروه‌های پیستونی منحصراً تحت تأثیر فشار گاز انجام می‌شود و حالت حرکت فقط به سیر فرآیندهای ترمودینامیکی در سیلندرهای دیزل و کمپرسور بستگی دارد، چنین واحدی واحد پیستون آزاد نامیده می‌شود. در قسمت میانی آن یک سیلندر 4 وجود دارد که از هر دو طرف باز است و دارای یک شکاف جریان مستقیم است که در آن یک فرآیند کار دو زمانه با احتراق فشرده انجام می شود. در سیلندر، دو پیستون مخالف حرکت می کنند، یکی از آنها 9 در حین حرکت کار باز می شود و در حین حرکت برگشت، درگاه های اگزوز بریده شده در دیواره سیلندر بسته می شود. پیستون 3 دیگری نیز درگاه های پاکسازی را باز و بسته می کند. پیستون ها توسط یک قفسه سبک یا مکانیزم همگام سازی پینیون به یکدیگر متصل می شوند که در نمودار نشان داده نشده است. وقتی نزدیکتر می شوند، هوای محبوس شده بین آنها فشرده می شود. با رسیدن به نقطه مرده، دمای هوای فشرده برای احتراق سوخت کافی می شود که از طریق نازل 5 تزریق می شود. در نتیجه احتراق سوخت، گازهایی با دما و فشار بالا تشکیل می شود. آن‌ها پیستون‌ها را مجبور می‌کنند از هم جدا شوند، در حالی که پیستون 9 دریچه‌های اگزوز را باز می‌کند که گازها از طریق آن به کلکتور گاز 7 می‌رسند. سپس دریچه‌های تصفیه باز می‌شوند که از طریق آن هوای فشرده در گیرنده 6 وارد سیلندر 4 می‌شود. هوا اگزوز را جابجا می‌کند. گازهای سیلندر، با آنها مخلوط شده و وارد کلکتور گاز می شود. در حالی که دریچه‌های جمع‌آوری باز می‌مانند، هوای فشرده زمان دارد تا گازهای خروجی از سیلندر را پاک کرده و آن را پر کند، در نتیجه موتور را برای ضربه قدرت بعدی آماده می‌کند.
پیستون های کمپرسور 2 به پیستون های 3 و 9 متصل می شوند و در سیلندرهای خود حرکت می کنند. با حرکت واگرای پیستون ها، هوا از اتمسفر به داخل سیلندرهای کمپرسور مکیده می شود، در حالی که دریچه های ورودی خودکار 10 باز و دریچه های خروجی 11 بسته هستند. با حرکت مخالف پیستون ها، دریچه های ورودی بسته می شوند و دریچه های خروجی باز می شوند و از طریق آنها هوا به گیرنده 6 پمپ می شود که سیلندر دیزل را احاطه کرده است. پیستون ها به دلیل انرژی هوای انباشته شده در حفره های بافر 1 در طول ضربه کاری قبلی به سمت یکدیگر حرکت می کنند. گازهای کلکتور 7 وارد توربین کششی 8 می شود که شفت آن به گیربکس متصل است. مقایسه فاکتورهای بازده زیر نشان می‌دهد که موتور توربین گازی توصیف‌شده از نظر کارایی به اندازه موتورهای احتراق داخلی کارآمد است:

بنابراین، بهره وری است بهترین نمونه های توربین از راندمان پایین تر نیستند. دیزلی ها تصادفی نیست که تعداد خودروهای آزمایشی توربین گازی در انواع مختلف هر سال در حال افزایش است. تمامی شرکت های جدید در کشورهای مختلف فعالیت خود را در این زمینه اعلام می کنند.
احتمالاً شرکت آمریکایی جنرال موتورز که در حال انجام کارهای آزمایشی با موتور توربین گاز XP-21 است که بر روی ماشین مسابقه ای فایربرد و اتوبوس بین شهری چند نفره آزمایش شده است، در ایجاد موتورهای توربین گازی پیشرفت چشمگیری داشته است. نمودار این موتور دو محفظه که مبدل حرارتی ندارد در شکل نشان داده شده است. 5.

شکل 5. نمودار موتور توربین گاز XP-21

قدرت موثر آن 370 اسب بخار است. انرژی آن از نفت سفید تامین می شود. سرعت چرخش محور کمپرسور به 26000 دور در دقیقه می رسد و سرعت چرخش شفت توربین کششی از 0 تا 13000 دور در دقیقه است. دمای گازهای ورودی به پره های توربین 815 درجه سانتی گراد، فشار هوا در خروجی کمپرسور 3.5 اتمسفر است. وزن کل نیروگاه طراحی شده برای خودروی مسابقه ای 351 کیلوگرم است که وزن بخش گازسوز آن 154 کیلوگرم و قسمت کشش با جعبه دنده و انتقال به چرخ های محرک 197 کیلوگرم است.
ماشین فایربرد با این موتور سرعتی بیش از 320 کیلومتر در ساعت دارد. وزن کل آن 1270 کیلوگرم است. مصرف سوخت در حداکثر سرعت 189.3 لیتر در ساعت یا 59 لیتر در هر 100 کیلومتر است. موتور در قسمت عقب خودرو قرار دارد. حرکت به چرخ های عقب انجام می شود. گازهای خروجی در موتور از طریق نازل جت به اتمسفر می روند و در نتیجه تلاش کششی بیشتری ایجاد می شود.
موتور توربین گاز دیگری، یک بوئینگ 502-1 (شکل 6)، در یک کامیون سنگین نصب شده بود. قدرت این موتور 175 اسب بخار است. با.

شکل 6. موتور توربین گازی Boeing-502-1

وزن آن 90.7 کیلوگرم است و محفظه موتور کوچکی را اشغال می کند. فشردگی موتور توربین گاز را می توان از روی عکس (شکل 7) قضاوت کرد که دو کامیون را نشان می دهد که شاسی آنها یکسان است اما یکی (سمت چپ) دارای موتور توربین گازی است و دیگری (روی) سمت راست) دارای موتور بنزینی پیستونی است.

برنج. 7. کامیون های سنگین با موتورهای مختلف

کرایسلر (ایالات متحده آمریکا) نیز در حال انجام کارهای آزمایشی با موتورهای توربین گازی است. خودروی سواری این شرکت («پلیموث») با موتور توربین گازی 120 اسب بخاری نصب شده روی آن. با.، مجهز به مبدل حرارتی، 15.9 لیتر سوخت در هر 100 کیلومتر اجرا مصرف می کند.
چند سالی است که خودروی اسپرت-سرنشین توربین گازی 250 اسب بخاری خود را آزمایش می کند. (شکل 8) شرکت ایتالیایی فیات.

شکل 8. خودروی توربین گاز فیات

سوپرشارژر گریز از مرکز دو مرحله ای موتور توربین گازی این خودرو با سرعت 30000 دور در دقیقه می چرخد. نسبت فشار سوپرشارژر 4.5: 1 است. سه محفظه احتراق گاز را به توربین در دمای 800 درجه سانتی گراد می رساند. توربین کششی تا 22000 دور در دقیقه می چرخد. شفت توربین کششی از داخل محور کمپرسور عبور داده می شود و به گیربکسی که در جلوی موتور قرار دارد متصل می شود. موتور در عقب خودرو قرار می گیرد و چرخ های عقب را به حرکت در می آورد. وزن کل خودرو 1000 کیلوگرم است. وزن موتور با گیربکس، سیستم دنده و دیفرانسیل 258.6 کیلوگرم است. سرعت این خودرو تا 240 کیلومتر در ساعت می رسد.
شرکت انگلیسی Rover یکی از اولین کسانی بود که شروع به کار بر روی موتورهای توربین گاز کرد (1948). اکنون او دو وسیله نقلیه آزمایشی جدید با موتورهای توربین گاز آماده کرده است. یکی از آنها جت-1 با موتور 200 اسب بخار است. برای اهداف ورزشی در نظر گرفته شده است. دیگری (شکل 9) مسافری با موتور 120 اسب بخار است. با داشتن مبدل حرارتی؛ شفت کمپرسور این موتور با سرعت 50000 دور در دقیقه و شافت توربین کششی تا 30000 دور در دقیقه می چرخد. این خودرو در هر 100 کیلومتر 16.9 لیتر سوخت مصرف می کند.

شکل 9. خودروی توربین گاز روور

کار جامعی در زمینه خودروهای توربین گازی نیز در فرانسه در حال انجام است. به عنوان مثال، Societe Turbomeca یک موتور خودروی توربین گازی با کمپرسور شعاعی تک مرحله ای و یک محفظه احتراق حلقوی تولید کرده است و سوخت در امتداد محور کمپرسور تامین می شود (شکل 11).

برنج. 11. بخش توربین کوچک "Turbomeka": 1 - ورودی هوا. 2 - کمپرسور; 3 - محفظه احتراق; 4 - توربین محرک کمپرسور; 5 - توربین کششی; 6 - انتقال؛ 7 - مدیریت موتور

این واحد بدون مبدل حرارتی طراحی شده است و قدرتی تا 300 اسب بخار تولید می کند و 440 گرم بر اسب بخار مصرف می کند. در 01:00. وزن آن 100 کیلوگرم است، یعنی. حدود 0.36 کیلوگرم در لیتر. با. کمپرسور با سرعت 35000 دور در دقیقه و توربین در 27000 دور در دقیقه می چرخد. دمای گاز ورودی به توربین به 820 درجه سانتی گراد می رسد.
برای یک کامیون 10 تنی که برای کار در شرایط سخت در نظر گرفته شده است، شرکت فرانسوی Lafli یک واحد توربین گازی با ظرفیت 180-200 اسب بخار ایجاد کرده است. با کمپرسور شعاعی تک مرحله ای بدون مبدل حرارتی. گاز کار برای توربین در دو محفظه احتراق تولید می شود. وزن دستگاه 205 کیلوگرم است که معادل 1.1 کیلوگرم بر اسب بخار است. مصرف سوخت نباید بیش از 400 گرم در ساعت باشد. در 01:00. سرعت چرخش محور کمپرسور به 42000 دور در دقیقه و توربین - 30000 دور در دقیقه می رسد. دمای ورودی گاز 800 درجه سانتیگراد است.
اخیراً کار شرکت فرانسوی Hotchkiss که یک موتور توربین گازی با سه محفظه احتراق به ظرفیت 100 لیتر ساخته است نیز توجه زیادی را به خود جلب کرده است. با. خودرویی با این موتور (شکل 12) تا 200 کیلومتر در ساعت سرعت دارد و در هر 100 کیلومتر کارکرد بین 40 تا 57 لیتر سوخت مصرف می کند. کمپرسور موتور 45000 دور در دقیقه و شفت توربین 25000 دور در دقیقه تولید می کند.

برنج. 12. چیدمان واحدها در خودروی توربین گازی شرکت Hotchkiss: 1 - ورودی; 2 - دمنده گریز از مرکز; 3 - استارتر؛ 4 - محفظه احتراق; 5 - پمپ سوخت; 6 - توربین گاز; 7 - لوله اگزوز; 8 - جعبه دنده پایین. 9 - کلاچ مفصلی; 10 - شفت محرک؛ 11 - کلاچ اصطکاکی؛ 12 - انتقال الکترومغناطیسی از کوتال. 13 - ترمزهای الکترومغناطیسی؛ 14 - محور عقب با دیفرانسیل

در نهایت، باید به پروژه جدید اسپانیایی که توسط موسسه فنی مرکزی خودرو در مادرید توسعه یافته است اشاره کرد (شکل 10). این تاسیسات اسپانیایی مجهز به دو مبدل حرارتی 120 کیلوگرم وزن و 170 لیتر ظرفیت دارد. با.، که مربوط به 0.7 کیلوگرم در ساعت است. دمای گاز در توربین 800 درجه سانتیگراد است. یک سوپرشارژر شعاعی دو مرحله ای با نسبت فشار 4.35 29000 دور در دقیقه ایجاد می کند، توربین - 24700 دور در دقیقه. این موتور توربین گاز برای نصب روی اتوبوس طراحی شده است. موتور عقب طراحی شده است که هوا را از طریق سقف تامین می کند.

برنج. 10. موتور توربین گاز اسپانیایی طراحی شده برای اتوبوس: 1 - سوپرشارژر دو مرحله ای. 2 - دو توربین مستقل; 3 - مبدل حرارتی; 4 - واحدهای کمکی; 5 - دنده سیاره ای