| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
Компания Armstrong Siddeley включилась в работу над двигателями также в начале сороковых — королевские ВВС попросили ее довести до ума движки Метровика, так как те были на тот момент тяжелыми, а в ВВС полагали, что это из-за паротурбинного прошлого Метровика. Но в Метровике гордо отказались от 'помощи', так как и сами знали в чем дело, и Арсмтронги начали клепать свой движок, но так как опыта не было, они посмотрели по сторонам и увидели уникальный в плохом смысле этого слова проект Макса Хепнера — там одна ступень компрессора работала на одну ступень турбины, и таких пар было несколько, все это чередовалось и вращалось независимо — какая-то жесть. Зато свободная от патентных отчислений — оставалось только нанять изобретателя. Но в королевских ВВС сидели не дураки, поэтому отказались выделять средства на разработку идеи, благо что ее первоначальный автор — Алан Гриффит — работал над осевым движком схожей конструкции, но там хотя бы была общая для всех ступеней ось, тогда как у Хепнера все вращалось в своих ободах, за счет чего и обходились все патенты. Сумрачный и алчный английский гений. Армстронги уволили своего главного инженера за то что он вообще стал рассматривать эту идею — ладно хоть не расстреляли, предложили ее еще раз королевским ВВС, те еще раз отказались и предложили разработать что-то попроще, чем армстронги и занялись, разработав движок всего за полгода — к весне 1943. Но 'попроще' — это в их понимании — несмотря на то, что он был осевым, а не центробежным, они разместили компрессор посередине корпуса, вокруг него (а не сразу за ним) — камеры сгорания — хотели сократить длину движка, в компрессоре которого было аж 14 ступеней. Не помогло — длина все-равно была за четыре метра, а развороты потоков только добавили проблем — все как и у других любителей поразворачивать потоки сжатых и горячих газов включая Уиттла. И, хотя компрессия в 5 раз по сравнению с 2-3 в центробежных обещала большую экономичность и мощность, но низкая температура — всего 600 градусов — свела все на нет. В итоге движок выдавал всего 1200 килограмм тяги — даже меньше Хэвилендов, у которых он был в два раза короче, хотя и в полтора раза толще из-за центробежного компрессора.
Да и жуткие конструкции Гриффита продолжались строиться — в 1939 году Гриффит перешел на работу в Роллс-Ройс, и видимо глядя на его мучения роллсы и перехватили движки Уиттла, чтобы у них было хоть что-то, так как на Гриффита надежды не было но и выгонять заслуженного ученого было не с руки и аполитично.
Были и еще несколько попыток разных фирм и государственных институтов строить туробреактивные двигатели, поэтому у англичан и родилась прекрасная идея свести весь этот зоопарк разработок под одну крышу, но в итоге получилось отжать только компанию Уиттла — лишь она не имела надежной крыши и вместе с тем имела хоть какую-то рабочую конструкцию, которую имело смысл прибрать к рукам. Хотя и их движок на осень 1943 уже не выглядел самым передовым. Но медвежью услугу англосаксам — англичанам и американцам — оказал — у немцев центробежные компрессоры уже потерпели сокрушительное поражение, у нас они и не начинались, а англосаксы еще только входили во вкус работы с ними.
Да, осевые были сложнее и в проектировании, и в производстве, но в конечном итоге давали существенные преимущества — и в плане КПД, и в плане компактности конструкции, особенно когда будут готовы пакеты прикладных программ для расчетов межлопастных каналов и систем управления, которые позволят избежать нерасчетных режимов работы компрессора и соответственно возникновения положительных или отрицательных углов атаки, что является причиной снижения КПД, а большие положительные углы так еще приводят к срыву потока и следовательно к помпажам.
Но эта работа нам еще только предстояла — программные пакеты были лишь в начале разработки, да и будем ли мы учитывать все тонкости — это было еще под вопросом — все-таки каждая тонкость — это отдельный процесс в изготовлении конкретного конструкционного элемента, который будет за нее отвечать. Скажем, требуется в задних частях каждой секции теплообменника делать трубу пологой чтобы ее также 'захватывали' проходящие газы — значит, ее потребуется либо изгибать, либо приваривать наклонный сегмент — а это новые технологические операции, усложняющие производство — ведь это дополнительное оборудование для сварочных автоматов, дополнительные сборочно-установочные стенды, дополнительные гибочные автоматы со своим радиусами загиба, да и просто прикинуть — есть ли у нас такое оборудование или его потребуется сконструировать — есть ли уже питатели станков с автоматическим захватом на трубы нужной длины, есть ли установщики и направляющие, которые смогут обеспечить требуемую траекторию подачи труб к стапелю или же их придется проектировать заново, может, и не целиком а только командоаппараты, которые и реализуют требуемый алгоритм подачи. Ведь трубы теплообменников — довольно длинные и объемные, это не агрегат по зарядке в самолетные кассеты ракет РС-60, которые длиной-то чуть более метра, а машинки для набивки в ленты 23-мм снарядов и того компактнее — нет, трубы могут быть и два, и три метра, и даже десять.
Это до последнего времени мы бросали любые силы на производство самых необходимых вещей — патронов, автоматов, минометов, РПГ и самоходок — военные и технологические изделия мы делали несмотря ни на какие затраты. Но их было по номенклатуре сравнительно немного, и вопрос стоял — выживем или нас уничтожат. Сейчас же — для мирной жизни — речь шла уже о гораздо большей номенклатуре изделий. Так что еще предстояло прикинуть что лучше — потратить больше времени на подготовку производства более сложных, но экономичных устройств, или же пока будет проще добыть и перевезти чуть больше топлива, зато за счет упрощения производства быстрее получить нужное оборудование. В которое по идее можно заложить возможности его модернизации. Так, мы делали теплообменники секционными, что несколько снижало их эффективность, зато позволяло встраивать новые устройства — например, камеры дожигания с автоматическим управлением, которые по идее должны будут повысить равномерность температурных полей, а следовательно и процессов теплообмена, так как они будут протекать при расчетных температурах. Так что когда они будут готовы, можно будет раздвинуть уже смонтированные секции — развинтить соединения, сдвинуть лебедками часть секций и встроить новые — для этого оставляли и место в конце площадок под всеми этими устройствами, а если они были вертикальными — делали крышу чуть повыше или предусматривали наращивание ее высоты позднее, для чего делали крышу не сплошной, а с элементами, которые можно будет быстро разобрать.
В итоге все эти расчеты и прикидки обещали что-то совсем фантастическое — если на ДВС мы с килограмма торфа могли получать один киловатт-час, то когда мы реализуем все эти меры по повышению КПД и топливной эффективности газотурбинных установок, мы с того же килограмма сможем получать аж десять киловатт-часов электроэнергии. То есть на тех же самых 48 миллионах тонн торфа в год мы получим десятикратную выработку электроэнергии довоенным СССР. Фантастика. Да даже если расчеты чересчур оптимистичны и мы получим только пятикратную выработку — все-равно круто — мы даже переплюнем США с их 180 миллиардами киловатт-часов в 1940 году. (в РИ к 1950 году удвоили предвоенную выработку, к 1960 году выработку увеличили в шесть раз от довоенного уровня — 292 миллиарда кВт-ч). Причем по экономичности генерации мы с самого начала были на передовых рубежах. Так, в 1913 году на генерацию киловатт-часа тратился килограмм условного топлива — то есть топлива с энергией сгорания 28 мегаджоулей на килограмм — в этом плане наше топливо было в четыре раза менее эффективно — генераторный газ давал всего 7-8 мегаджоулей с килограмма торфа. А в 1940 была достигнута эффективность уже 580 грамм условного топлива на киловатт-час. У нас же даже на ДВС-генераторах получалось тратить всего 250 грамм условного топлива — тот самый килограмм торфа — как раз за счет применения ДВС, которые по КПД были гораздо эффективнее паровых станций, которые являлись основными агрегатами по генерации электроэнергии в СССР. Если же нам удастся реализовать все меры по повышению КПД установок ГТУ-ПТУ, да если еще и расчеты окажутся верными, то эффективность генерации у нас поднимется на недосягаемую для других величину — всего 25 грамм условного топлива на киловатт-час. Поэтому я, скрестив пальцы, всячески содействовал этим работам, люди и материалы текли рекой — ведь это дело полезно не только для хозяйства республики а в перспективе и всего Союза, но и лично для меня — мне мало того что было просто интересно что получится, так еще именно под моим руководством наши ученые и конструктора достигли таких небывалых результатов, и если я как следует на них пропиарюсь, меня будет уже сложнее тронуть — на 'политику' не претендую, и вместе с тем социалистическое хозяйство развиваю довольно успешно, то есть внешне — идеальный подчиненный для Кремля, а так как может еще и огрызнуться, то лишний раз лучше и не трогать. Наверное.
Причем турбины предоставляли и другие возможности для их использования, а не только для генерации электричества. Ведь это компактное средство для генерации большой механической мощности. Так, по нашим расчетам, применение турбин вместо поршневых воздуходувок в металлургических печах снижало площадь установок в два раза, расход металла на установку — в шесть раз, затраты на обслуживание — в четыре раза, расход колошникового газа в качестве топлива — на 5%. Поэтому металлурги тоже начинали присматриваться, да и остальные производственники с их многочисленными воздухонагнетательными механизмами были бы не прочь заполучить подобную технику, хотя мы и планировали возвращать их обратно на электричество с пневмопривода.
С теплофикацией еще тоже стоило подумать — как ее делать. Ведь ГТУ хотя и используют теплоту сгорания топлива напрямую для генерации электричества, но и тепловой энергии все-равно оставалось немало — на единицу механической мощности — две единицы тепловой, то есть установка мощностью 10 мегаватт произведет за час еще и 20 мегаватт тепла — это 22 гигакалории, 22 миллиона килокалорий, которыми можно нагреть от нуля до ста градусов 2200 кубометров воды — это почти что олимпийский бассейн с дорожками длиной 50 метров, и каждый час можно будет кипятить по одному такому бассейну. Ну или отапливать 220 000 квадратных метров жилой площади в десятиградусный мороз — 4 тысячи двухкомнатных (а за счет кухни в 12 метров — фактически трехкомнатных) и не самых тесных квартир площадью по 55 квадратных метров (без учета лоджии) — один из типовых проектов, что мы прорабатывали в рамках программы будущего массового жилищного строительства. И это я взял нормы отопления из расчета на панельные конструкции промышленного домостроения 60х годов — что запомнилось — с их еще сплошными железобетонными плитами, а не на кирпичные — более толстые и более теплые — стены, и уж тем более не на двойные железобетонные сэндвичи со слоем утеплителя. Столько мы сможем обогревать с одной 10-мегаваттной установки если все тепло пускать именно на отопление, а не на генерацию дополнительного электричества паровыми турбинами, работающими на выхлопных газах — в последнем случае получим еще три мегаватта электричества, но и все-равно еще останется 10 мегаватт тепла на 2 тысячи квартир.
Вместе с тем, в свое время я неоднократно видел, как проложенные под землей трубы теплоцентралей топили снег в двадцатиградусные морозы, а в середине двухтысячных проскакивала зацепившая меня информация, что на потери в теплосетях тратится 80 миллионов тонн условного топлива — грубо говоря, 80 миллионов тонн угля, то есть порядка 100 миллионов кубометров угля насыпной плотности, десятая часть кубического километра, которую надо добыть, перевезти и сжечь, ну или прокачать в виде газа, чтобы просто отопить окружающую среду. И это при общем потреблении в стране в 270 миллионов тонн, то есть почти треть, на обогрев окружающей среды тогда тратилось ежегодно 100 миллиардов рублей, которые оплатили потребители, в том числе население. То есть потери тепла были значительными, и если бы из него получилось выжать дополнительно электричества, то это скомпенсировало бы потери при его передаче. Да и в любом случае — передача электроэнергии выглядит более привлекательным чем передача жидкого теплоносителя. Прокладка сетей тоже вопиет в пользу электричества — все-таки проложить кабель, пусть и в бронированной оплетке и даже в колодце, и проложить трубы — две разные вещи. А трубы еще надо сделать — добыть руду и топливо, выплавить чугун из руды, переделать чугун в сталь, прокатать ее в лист, его согнуть, сварить, выправить, придать круглую форму — много труда и оборудования, и в ближайшие годы нам придется выбирать на что их пустить — то ли на теплофикацию, то ли на доставку газа и нефти из Персидского залива. И второе выглядело более заманчивым.
Соответственно, если в подвалах домов ставить теплообменники, которые будут работать от электричества, то нам по сути не потребуется передавать горячую воду к домам, причем всю горячую воду — и для отопления, и бытовую — все это дом сможет получать из холодной воды посредством ее нагрева электричеством. А так как электричества все-равно потребуется много, то добавить к этим мощностям еще немного — и не придется тянуть в города бытовые газовые сети, вместо них можно будет ставить электроплиты. То есть с помощью электричества мы избавимся уже от двух сетей — тепловых и газовых. И останутся три — электрическая, холодной воды и канализационная — тут уж никак. Да и эти постоянные отключения горячей воды летом канут в лету. Более того — отопление внутри квартир также можно перевести на электричество, и тогда не придется тянуть по квартирам все эти трубы, вешать батареи — это и существенная экономия металла, и трудозатат на изготовление и монтаж, и снижение издержек на содержание — прочистку, устранение протечек. Сплошная экономия.
Ведь при переходе на полное электричество и расход электроэнергии проще поставить на учет — значит, населению придется более бережно обращаться с ресурсами — не открывать форточки, а пользоваться приточной вентиляцией. Более того — для подогрева горячей воды можно будет использовать какие-нибудь тепловые аккумуляторы — скажем, на расплавленной соли — ночью, когда потребление электроэнергии промышленностью и транспортом меньше, они будут заряжаться, а утром, днем и вечером — греть воду. Да и в квартиры можно будет ставит нечто подобное, только более безопасное — да хоть обычные кирпичи с вырезами для нагревательных элементов. Или адсорбционные аккумуляторы тепла, в которых, в отличие от холодильников, рабочим процессом является выделение тепла при поглощении паров воды сорбентом — цеолитом, гидратами кальция или магния. То есть ночью в пяти килограммах цеолита — в двух литрах — можно аккумулировать пару мегаджоулей тепла — этого достаточно, чтобы нагреть тысячу кубов воздуха на два градуса, или 60 кубов — объем комнаты площадью 20 и высотой три метра — на 33 градуса, то есть по идее хватит чтобы днем поддерживать комнатную температуру при условии не слишком больших теплопотерь. Причем такие цеолитно-водяные устройства позволяют контролировать отдачу тепла — если вдруг потеплело, тогда просто прикрыл краник — и пары переходят между корпусами устройства менее интенсивно, аккумулятор выдает меньше тепла — обычные кирпичи такой гибкости не дадут. Да, для людей возникнет дополнительная морока, но в это время все эти труды покажутся детским лепетом по сравнению с дровяными печками — самым распространенным отопительным прибором, да и по рассказам о 60-70х годах я помнил слово 'титан', и это не существо из мифов Древней Греции, а водонагревательные устройства, которые работали на дровах да угле, а то и торфе, и лишь потом постепенно переводились на газ. Так что тепловые аккумуляторы, работавшие на электричестве, и так-то будут простыми в обслуживании устройствами — главное не забывать включать на ночь и выключать утром, а с автоматическим управлением они станут практически предметом интерьера — тихим, незаметным и полезным.
| Предыдущая глава |
↓ Содержание ↓
↑ Свернуть ↑
| Следующая глава |
