| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
Но это не помогло, более того — породило в болгарском обществе довольно сильные антироссийские настроения, так как болгары чувствовали себя заложниками политической конъюнктуры — Россия не поддержала болгарское восстание в Румелии, призывая к 'сдержанности', и когда оно все-таки удалось — не пошла на защиту болгар, разве что 'высказала обеспокоенность' и 'пожелала сворачивания конфликта'. В результате, хотя в Румелии и был назначен в качестве губернатора болгарский император, но Болгарии пришлось заключить договор с турками 'о защите' — Болгария стала союзницей Османской Империи. Это не понравилось болгарским русофилам, те совершили переворот, но так как к тому времени их было уже мало, то пронемецкая партия совершила свой контрпереворот — уже успешный, и на престол взошел австрийский принц Фердинанд. Последующие попытки пророссийских переворотов также были неудачными из-за малочисленности базы — примиренческая позиция царского правительства по отношению к угнетателям сильно подорвала русские позиции в болгарском обществе — как минимум в элитах, поэтому неудивительно, что и в Первую мировую, и сейчас Болгария воевала против России-СССР. А царь-'миротворец' похерил не только русско-болгарские, но и русско-германские отношения, чем тут же воспользовались французы, которые опутали великосветских дурачков долгами с денег, выкачанных из колоний, и взамен заполучили пушечное мясо для своих терок с немцами.
Так вот — когда российско-болгарские отношения вошли в крутое пике, Александр Третий приказал всем российским подданным в течение трех суток покинуть Болгарию, а кто этого не сделает — будет лишен российского подданства. Ну не государственного ума был человек, не готовили его для управления такой огромной страной, его вершина — фляжка с коньяком за голенищем да 'закон о кухаркиных детях' — 'детям коих, за исключением разве одарённых гениальными способностями, вовсе не следует стремиться к среднему и высшему образованию'. Так вот — Павел Кузьминский в это время был в море на кораблях болгарского флота, и конечно не успел покинуть Болгарию в трехдневный срок, за что и был лишен российского гражданства. Тогда он поселился на острове посреди Дуная, объявил его независимым государством, а себя — 'царем Павлом Первым и единственным'. От болгарской и румынской полиций он скрывался, просто переходя через 'границу' на другую половину острова. Через год его российское гражданство, правда, было восстановлено, но — год талантливого инженера потерян — царю, конечно, на это было плевать — все что надо купит у добреньких французов, раз русские все-равно ничего не способны создать так как неучи.
В общем, Павел еще в конце 19го века строил парогазтурбинные установки — ПГТУ, в которых для охлаждения камер сгорания использовался пар, он же вместе с продуктами сгорания был рабочим телом, вращавшим турбину.
В дальнейшем Кузьминский понемногу отлаживал свое творение, хотя основные силы отдавал авиации — прежде всего для нее он и пытался создать газотурбинный двигатель, и если бы не внезапная смерть в 1900 году, самолеты летали бы на реактивных движках еще в Первую Мировую. Впрочем, попытки продолжались — в 1909 году Герасимов получил патент на турбореактивный двигатель, в 1913 году, М.Н.Никольский спроектировал и начал постройку турбовинтового двигателя мощностью 160 лошадиных сил для установки на 'Илью Муромца' — стараниями русских первопроходцев реактивная тяга, созданная турбинами, пробивала путь к небу.
На земле дела шли успешнее, хотя так же медленно — более-менее рабочие образцы газо-турбинных установок начали появляться в 20м веке — французы построили установку в 400 лошадиных сил с двухступенчатым центробежным компрессором и охлаждением водой, русские — установку прерывистого горения мощностью всего в 2 лошадиные силы — в таких установках, работающих по циклу 'с постоянным объемом', в изначально закрытую камеру сгорания запускается сжатый компрессором воздух, затем впускной клапан закрывается, впрыскивается и поджигается топливо, открывается выпускной клапан и продукты сгорания устремляются на турбину, и затем все повторяется — выпускной клапан закрывается, открывается впускной и запускает новую порцию сжатого воздуха — и так далее. Швейцарцы в 1910 году развили идею и получили уже 200 лошадей, а в 1939 году другая швейцарская фирма — 'Броун-Говери' начала выпуск ГТУ прерывистого действия мощностью до 5 тысяч лошадиных сил при КПД 20%. Вполне приличный агрегат, но — прерывистого действия — со всеми этими клапанами, которыми периодически запускали топливо и воздух и выпускали продукты горения.
А русские, подгадив европейцам с этой конструкцией, сами занимались установками непрерывного действия, или, как их называли 'с постоянным давлением', когда сжатый компрессором воздух свободно поступает в камеру сгорания, там поджигается и дальше идет на турбину — все также свободно, безо всяких клапанов, и удерживаемый от обратного хода лишь давлением сжатого компрессором воздуха. Еще в 1925 году профессор Маковский выпустил по этим двигателям монографию 'Опыт исследования турбин внутреннего сгорания'. Он проводил свои работы в Харькове, там же — на Харьковском турбогенераторном заводе — работал Архип Люлька — конструктор турбореактивных двигателей, который спроектировал свой первый двигатель еще в 1936 году, а первый паротурбинный авиадвигатель он начал проектировать еще в 1933. Именно на этом заводе в 1940 году была построена ГТУ непрерывного горения по конструкции Маковского мощностью 735 кВт — 1000 лошадиных сил, с напором сжатого воздуха в 4 атмосферы и температурой продуктов сгорания в 815 градусов, а лопатки и диск турбины были полыми и охлаждались водой. Огромное достижение, учитывая, что лучшие образцы Браун-Бовери работали на температурах 500, максимум 600 градусов.
Я-то, начиная эти работы, больше ориентировался на примеры из сети, где в видеороликах демонстрировались турбореактивные двигатели, построенные в гаражах. Поэтому-то я и считал, что мы также сможем как минимум начать, и уже когда наши архивисты и аналитики копнули историю вопроса, я удивился, насколько много тут уже было сделано — и в плане отработки конструкций, и расчетов. По сути, единственное чего не хватало современным конструкторам — это жаростойких материалов, чтобы они могли выдерживать высокие температуры — ведь чем выше температура — тем выше КПД, а при существовавших материалах и без технологий охлаждения турбореактивные двигатели проигрывали поршневым, поэтому их особо и не продвигали — всем занимались по сути энтузиасты.
А у нас-то как раз и были технологии повышения жаростойкости — напыления жаростойких покрытий ! Поэтому даже наш первый движок, который мы собрали по сути на коленке, с прямыми лопатками и компрессора, и турбины — даже он выдавал 30 киловатт механической мощности. И это — при совсем небольших размерах — 20 сантиметров в диаметре и 50 сантиметров длиной. Совсем малыш. Которого мы собрали за неделю, чтобы только проверить что работает. И еще за неделю отладили косяки.
Сказать, что после того как он заработал у народа загорелись глаза — это как сказать про Гималаи что это холмистая гряда — нет, глаза людей, что участвовали в его постройке, просто запылали ! Поэтому лопатки с аэродинамическими поверхностями, пусть пока по прежнему прямые, без винтовой закрутки, мы сделали за три дня — тупо обточили напильниками, благо что их и требовалось-то несколько десятков. И даже при такой кустарщине мощность повысилась еще на десять киловатт — за счет повышения КПД компрессора и турбины. А когда на него через редуктор навесили воздушный винт, то получили тягу в 100 килограмм, а ведь для продвижения самолета массой 3 тонны со скоростью 600 километров в час требуется тяга всего в 500 килограммов. Пять таких движков весом всего по 50 килограммов каждый — и получаем гораздо более легкий самолет. Если бы еще не жрал топливо как не в себя — даже один движок потреблял килограмм керосина в секунду, то есть на час работы ему требовалось более трех с половиной тонн топлива, а четырем — соответственно четырнадцать тонн, тогда как истребители с поршневыми движками и на такой же скорости обходились 600 килограммами. Да и с тягой были у меня сомнения — тот же М-82 обеспечивал такую скорость при мощности 1500 лошадиных сил, и удельная мощность у него была выше — 1,5 киловатта на килограмм сухого веса против килограмма у наших движков. Не, что-то не сходилось. Может — сказывалась боле тяжелая конструкция М-82 ? Все-таки 870 килограммов поршневого против 200 наших. Но народ все-равно был воодушевлен первым быстрым успехом, поэтому жаждал продолжения банкета. И дальше уже пошла настоящая работа.
С турбинами нам сильно помог Христианович, который возглавлял в ЦАГИ лабораторию аэродинамики больших скоростей, а в 1942 стал научным руководителем ЦАГИ по аэродинамике, причем помощь шла даже после того, как мы нивелировали его идею по повышению кучности снарядов Катюш — по его проекту в корпусе снаряда просверливались наклонные отверстия, и выходящие пороховые газы закручивали снаряд, тогда как мы использовали более простую и экономную схему с закруткой лопастей, которые к тому же были раскрывающимися, поэтому с конца 1942 в бой шли Катюши, скорее напоминавшие современные мне Грады. Впрочем, Христианович был не в обиде, тем более что получил вычислительную технику на несколько миллионов операций в секунду и охотно делился с нами новыми знаниями, да и мы старались не отставать. Поначалу-то наши конструктора проштудировали его книги 'Основы газовой динамики' от 1938 года, 'Влияние сжимаемости на аэродинамические характеристики профиля крыла' и 'Обтекание тел газом при больших дозвуковых скоростях' от 1940, 'О сверхзвуковых течениях газа' от 1941. И так как там хватало математики, то все это отлично легло на нашу вычислительную технику.
Да и с Уваровым из Бауманки мы сконтачились — он занимался ГТУ и ТВД еще с конца двадцатых, в 1934 построил первую газовую турбину, которая при диаметре турбины 20 сантиметров и такой же длине лопаток, при повышении давления воздуха всего до двух атмосфер на одноступенчатом радиальном компрессоре и температуре сгорания в районе тысячи градусов выдавала 20 лошадей. А сейчас он заканчивал теоретическую работу по расчету профилирования длинных лопаток паровых и газовых турбин — их почему-то делали без закруток, что для меня было естественным, а то если КПД лопаток турбин достигал 88%, то КПД компрессоров топтался в районе 75%, что ограничивало КПД ГТУ двадцатью процентами. Вот и Уваров пришел к таким же выводам и подводил матаппарат, а мы со своей вычислительной техникой продвинули его работы минимум на год (в РИ закончил работу в 1944), да и без того уже пользовались промежуточными результатами.
Впрочем, мы-то, с нашими технологиями напыления жаростойких покрытий, могли повышать температуру перед турбиной и до 1000 градусов даже без охлаждения через внутренние каналы, а с ними — и до 1200 — а это еще прибавка к КПД и мощности, ведь работа, совершаемая разогретым газом, пропорциональна разности температур до и после окончания цикла, и так как конечная температура — в идеале, температура окружающего воздуха, постоянна, то повысить мощность можно только повышая температуру газа перед турбиной. Так, при увеличении температуры с 900 до 1100 градусов полезная работа, которую может совершить один килограмм нагретого газа, увеличивается почти в 1,8 раза — то есть на оборудовании того же размера можно получить почти в два раза большую мощность. А при повышении до 1300 градусов — и в два раза, а до 1500 — в 2,5 раза. Повышается и максимально достижимый КПД — с 0,33 при 600 градусах до 0,42 при 900, 0,48 при 1100 и 0,53 при 1300 — тут еще многое зависит от степени сжатия воздуха и его температуры перед камерой сгорания.
Вот мы и могли повышать эту температуру с использованием жаростойких напылений без поломки оборудования, а то у Уварова на его ГТУ-3 при температурах в 1200 градусов, даже с водяным охлаждением лишь одним каналом, кромки лопаток первой ступени обгорали и вытягивались, зато вторая и третья ступени работали нормально, а с нашим напылением его ТВД Э-3080 мощностью 1000 лошадей заработал стабильно (в РИ довели к 1946 году), и его уже собирались ставить на самолет — ТВД, зародившись в России еще в 1913 году, когда М.Н.Никольский построил турбовинтовой двигатель мощностью 160 лошадиных сил для установки на 'Илью Муромца', наконец добрался до неба. Правда, Уваров строил непростые двигатели — на его ГТУ-3 воздух сжимался компрессором, причем центробежным, диаметром 58 сантиметров, по перепускным трубам шел мимо газовой турбины к камере сгорания, там разворачивался на 180 градусов, раскалялся топливом и уже тогда шел на газовую турбину — то есть в обратную сторону, по направлению к компрессору. Но не доходил до него, а, отработав в турбине, выбрасывался соплами также по хитровывернутым каналам опять с разворотом, за камеру сгорания, чтобы выхлопные газы не попадали в воздухозаборник. В общем, люди привыкли к перепуску горячих газов и пара многочисленными трубами, и так и делали в новых двигателях. Мне, конечно, была гораздо привычнее прямая схема — компрессор-камера сгорания-турбина, без всех этих труб и многочисленных поворотов. Мы так и делали, выжимая гораздо больше лошадей на более компактной технике, так как не теряли энергию газов на всех этих поворотах. Да и топливная форсунка у Уварова была одна, причем она вращалась — понятное дело, что со стабильностью горения были проблемы. Но в 1943 Уваров — уж не знаю, с нашей помощью или самостоятельно — начал делать нормальный с моей точки зрения движок, с линейным последовательным расположением всех механизмов, так что на нем он получил свои заслуженные 800 лошадей на двигателе длиной 2,5 метра, диаметром компрессора 58 сантиметров и массе двигателя 560 килограммов. Правда, от перепускных труб еще не отказался, ладно хоть они доставляли сжатый воздух к камере сгорания уже без поворотов.
А то немцы не мычали не телились, венгерский Jendrassik Cs-1 тоже был свернут в начале сороковых — хотя венгры и нацелились на 1000 лошадей при температуре всего в 550 градусов, и выше им было не подняться. Все из-за отсутствия нужных сплавов. Чтобы выдерживать такие температуры и нагрузки, лопатки турбины должны быть жаростойкими, то есть не окисляющимися при высоких температурах, и жаропрочными, то есть не начинающими растекаться при высоких температурах под воздействием нагрузки. И венграм, да и всему остальному миру, была доступна только сталь тинидур — сплав из 50% железа с 0,13% углерода, 30% никеля и 15% хрома, ну еще немного титана, марганца, кремния — сплав был разработан фирмой Крупп в 1936-37 годах и выдерживал температуры до 600 градусов в течение нескольких часов, мог выдерживать и больший жар, но час-полтора — после этого материал тек.
Естественно, без дополнительных ухищрений венгры и не могли повысить температуру своего двигателя. Ендрасик, правда, запатентовал охлаждение воздухом оси турбины и колес, на которых крепились лопатки, но охлаждения самих лопаток у него не было, так как двигатель предназначался для самолетов, а сверлить маленькие отверстия в маленьких лопатках венгры не умели — это Маковский охлаждал сравнительно большие лопатки водой, так как делал двигатель 'для земли', да и Уваров, несмотря на 'воздушную' ориентированность своих двигателей, охлаждал их водой. Венгры же так сделать не смогли, а у немцев попросить технологий не позволяла секретность — они и так называли свой турбовинтовой двигатель 'двигатель для лодок', чтобы немцы не пронюхали и не стырили их секретов.
| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
