Jump to content
Sign in to follow this  
mvdmitri

Паровые самолеты Второй Мировой

Recommended Posts

В СССР в 1930е годы пытались построить паротурбинные установки можностью 2x1800 лс и 2x3000 лс для тяжелых самолетов Туполева. Но не смогли рассчитать и изготовить радиатор для конденсации отработанного пара приемлимых размеров и веса. Кроме того его воздушное сопротивление резко уменьшало скорость самолета. 

 

В Германии и во Франции в 1940х годах тоже были проекты самолетов на паротурбинной тяге. Французский самолет был мотокомпрессорным и для привода компрессора использовалась паровая турбина 1200 лс, а для конденсации пара радиатор помещался внутри двигателя в потоке сжатого воздуха. Немецкие самолеты проектировались с паровыми турбинами 3000, 4000 и 4x6000 лс. Последний вариант предназначался для самолета Мессершмидт 264 и основным топливом была смесь 65 процентов каменного или бурого угля и искуственного топлива из угля.

 

С 1942 до 1954 года в США разрабатывались атомолеты с паротурбовинтовыми и паротурбореактивными двигателями для скоростей от 800 кмч до 1600 кмч.

 

Пример расчета паротурбовинтового самолета 1948 года для полета на скорости до 800 кмч:

 

https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc58164/m2/1/high_res_d/19930085809.pdf

 

Примеры расчета паротурбореактивных самолетов 1952 года для полетов на скоростях 950 кмч и 1600 кмч:

https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc52887/m2/1/high_res_d/19630003317.pdf

 

К сожалению очень мало информации по советским проектам паровых самолетов.

 

 

 

63e09b9384e9.jpg

паровой самолет 1937-1.jpg

Паровой самолет 1937-2.jpg

yys524.png

Паротурбореактивный двигатель принцип работы.png

Паротурбовинтовой двигатель атомолета.png

steam turbofan.jpg

steam turbojet.jpg

  • Thanks 4

Share this post


Link to post
Share on other sites

К 1945 году инженерам уже было ясно как обойти принципиальные недостатки паровой авиационной установки и приспособить ее к высотному тяжелому скоростному самолету.

Решение заключалось в использовании паровой турбины вместо двигателя внутреннего сгорания для привода мотокомпрессорного воздушно реактивного двигателя. Конденсатор пара размещался внутри корпуса двигателя перед реактивным соплом. Для снижения веса и габаритов паровоздушного радиатора давление пара в нем было от 40 до 80 атмосфер, а температура конденсации пара от 250 до 300 градусов. Воздух нагревался до 200 градусов что существенно увеличивало реактивную  тягу.

Для увеличения тяги на взлете  примерно в два раза  можно было использовать схему паротурбовинтового двигателя , когда большая часть мощности паровой турбины передавалась на пропеллер, а меньшая  охлаждала паровой радиатор.

В полете на большой высоте и скорости пропеллер отключался и флюгировался и двигатель работал полностью в турбореактивном режиме.

Для уменьшения веса турбины и парогенератора они расчитывались на давление 340 атмосфер и температуру от 500 до 700 градусов.

Расчетные графики паротурбореактивного самолета.jpg

Edited by mvdmitri
  • Thanks 2

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если бы не прогресс в разработке газотурбинных воздушнореактивных двигателей, то паровые турбореактивные и турбовинтовые двигатели могли быть установлены на самолеты разработанные в СССР.

 

 

 

Мотокомпрессорные самолеты СССР.jpg

Мотокомпрессорные самолеты СССР 2.jpg

Мотокомпрессорный самолет ЦАГИ 1.jpg

Мотокомпрессорный самолет ЦАГИ 2.jpg

Мотокомпрессорный двигатель 4000 лс.jpg

Вес таких двигателей на крейсерской скорости 900 кмч и высоте полета 12000 м примерно 1 кг на 1 кг тяги без учета парогенератора и воды и примерно вдвое больше если учитывать паровой котел и воду. Полезный КПД достигает 20 процентов что сравнимо с бензиновым авиамотором с пропеллером самолета ТУ 4 или турбореактивным двигателем самолетов МИГ 15 и ТУ 104.

Эти данные можно рассчитать используя графики в приложении.

Вес установки меньше чем  вес пропеллерного бензинового мотора на той же высоте и скорости, но существенно больше веса газотурбинного двигателя.

  • Thanks 4

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я, признаться, думал, что самолёт Беслера был последней попыткой прикрутить паровой двигатель к летательному аппарату (не считая уже послевоенных атомолётов, так и не вышедших из стадии эскизных проектов), а оказывается попытки скрестить ужа и ежа продолжались без перерыва.

И, кстати, какое отношение Як-9 и Ла-5 ВРДК имеют к паровым двигателям? Если уж вспоминать про приводные турбины, то нельзя не упомянуть Caproni Campini и И-250 АКА МиГ-13.

Edited by R_Krabs

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кстати, о паровых двигателях для авиации:

 

Проект инженера Иоганна Вильгельма Ринее ("Финляндский уроженец"), ноябрь 1916-го. Газогенераторная установка для паровых турбин для авиации.

IMG_20200108_130953.thumb.jpg.5d8cb4906b988292daa2600fbb13ea10.jpg

IMG_20200108_131151.thumb.jpg.e08e4d30b0b5903667a27ec2814b5588.jpg

Не более 0,2 кг на 1 л.с. - очень много по сравнению с ДВС, даже для Второй Мировой. На сайте gwar.mil.ru есть переписка в полном объёме. Если по-простому, вода нагревается с помощью системы камер, которые обжигаются топливом. Вот в топливо всё и упёрлось, никто в тогдашних условиях не стал бы разрабатывать сверхмощное топливо для турбины, так как обычный бензин или что-либо ещё не могло обеспечить должной температуры. Но факт в том что военные этим агрегатом так или иначе заинтересовались. Конечно, довольно интересный проект, пытавшийся решить главную проблему паровых двигателей для авиации, тяжёлые нагреватели.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...