Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Примеры конфигураций газовых турбин: (1) турбореактивный , (2) турбовинтовой , (3) турбовальный (электрогенератор), (4) двухконтурный турбовентиляторный двигатель , (5) двухконтурный турбовентилятор с дожиганием

Газовая турбина , которая также называется турбиной внутреннего сгорания , является типом непрерывного и двигателя внутреннего сгорания . Основными элементами, общими для всех газотурбинных двигателей, являются:

Четвертый компонент часто используется для повышения эффективности (на турбовинтовых двигателях и турбовентиляторных двигателях ), для преобразования мощности в механическую или электрическую форму (на турбовальных валах и электрогенераторах ) или для достижения большей удельной тяги (на двигателях с дожиганием ).

Основная работа газовой турбины - это цикл Брайтона с воздухом в качестве рабочего тела : атмосферный воздух проходит через компрессор, что увеличивает его давление; Затем добавляется энергия путем распыления топлива в воздух и его воспламенения, так что при сгорании образуется высокотемпературный поток; этот высокотемпературный сжатый газ поступает в турбину, производя в процессе работу вала, используемую для привода компрессора; неиспользованная энергия выделяется в выхлопных газах, которые можно использовать для внешней работы, например, для прямого создания тяги в турбореактивном двигателе или вращения второй независимой турбины (известной как силовая турбина), который можно подключить к вентилятору, гребному винту или электрическому генератору. Назначение газовой турбины определяет конструкцию, так что достигается наиболее желаемое разделение энергии между тягой и работой вала. Четвертый этап цикла Брайтона (охлаждение рабочего тела) опущен, поскольку газовые турбины - это открытые системы , в которых повторно не используется один и тот же воздух.

Газовые турбины используются для питания самолетов, поездов, кораблей, электрических генераторов, насосов, газовых компрессоров и резервуаров . [1]

Хронология разработки [ править ]

Эскиз газовой турбины Джона Барбера из его патента
  • 50: Самые ранние записи двигателя Героя ( эолипил ). Скорее всего, это не служило практической цели, а было скорее любопытством; тем не менее, он продемонстрировал важный принцип физики, на который опираются все современные газотурбинные двигатели.
  • 1000: «Лампа рысью лошади» ( кит . :走马灯, zŏumădēng ) использовалась китайцами на ярмарках фонарей еще во времена династии Северная Сун . Когда лампа горит, нагретый воздушный поток поднимается и приводит в движение крыльчатку с прикрепленными к ней фигурками верховых лошадей, тени которых затем проецируются на внешний экран фонаря. [2]
  • 1500: Домкрат для дымохода был нарисован Леонардо да Винчи : горячий воздух от огня поднимается через одноступенчатый осевой ротор турбины, установленный в вытяжном канале камина и вращающий вертел с помощью зубчатой ​​цепи.
  • 1629 г .: Струи пара вращали импульсную турбину, которая затем приводила в движение рабочий штамповочный стан с помощью конической передачи , разработанной Джованни Бранка .
  • 1678: Фердинанд Вербист построил модельный вагон, в котором в качестве энергии использовалась струя пара.
  • 1791: Получен патент англичанину Джону Барберу на первую настоящую газовую турбину. Его изобретение содержало большинство элементов, присутствующих в современных газовых турбинах. Турбина была разработана для безлошадного экипажа . [3] [4]
  • 1861: патент Великобритании № 1633 г. был пожалован Марку Антуану Франсуа Меннону за «Калорийный двигатель». В патенте указано, что это была газовая турбина, а на чертежах показано, что она применена к локомотиву. [5] В патенте также упоминается Николя де Телешефф (иначе Николай Телешов), пионер российской авиации . [6]
  • 1872 год: газотурбинный двигатель, разработанный берлинским инженером Францем Штольце , считается первой попыткой создания работающей модели, но двигатель никогда не работал сам по себе.
  • 1894: сэр Чарльз Парсонс запатентовал идею движения корабля с паровой турбиной и построил демонстрационное судно Turbinia , которое, несомненно , было самым быстрым судном на плаву в то время. Этот принцип движения по-прежнему полезен.
  • 1895: Три 4-тонных генератора радиального потока Parsons мощностью 100 кВт были установлены на электростанции Кембриджа и использовались для питания первой схемы электрического уличного освещения в городе.
  • 1899: Чарльз Гордон Кертис запатентовал первый газотурбинный двигатель в США («Аппарат для выработки механической энергии», патент № US 635 919). [7] [8] [9]
  • 1900: Сэнфорд Александр Мосс защитил диссертацию по газовым турбинам. В 1903 году Мосс стал инженером отдела паровых турбин General Electric в Линне, штат Массачусетс . [10] Находясь там, он применил некоторые из своих концепций при разработке турбокомпрессора . В его конструкции использовалось небольшое турбинное колесо, приводимое в движение выхлопными газами, для вращения нагнетателя. [10]
  • 1903: Норвежец Эгидиус Эллинг построил первую газовую турбину, которая могла производить больше энергии, чем требовалось для работы ее собственных компонентов, что считалось достижением в то время, когда знания об аэродинамике были ограничены. С помощью роторных компрессоров и турбин он выдавал 11 л.с. [11]
  • 1906: Турбинный двигатель Арменго-Лемале во Франции с камерой сгорания с водяным охлаждением.
  • 1910: Импульсная турбина Хольцварта (импульсное сгорание) достигла мощности 150 кВт (200 л.с.).
  • 1913: Никола Тесла патентует турбину Тесла, основанную на эффекте пограничного слоя . [12]
  • 1920-е годы Практическая теория потока газа через каналы была развита А.А. Гриффитом в более формальную (и применимую к турбинам) теорию потока газа мимо профилей, что привело к публикации в 1926 году « Аэродинамической теории конструкции турбины» . Работа Testbed конструкции осевых турбин , пригодных для приведения в движение пропеллера были разработаны Королевской авиационной установлении , что и доказывает эффективность аэродинамического формирования лопаток в 1929 г. [ править ]
  • 1930: Не обнаружив интереса со стороны RAF к своей идее, Фрэнк Уиттл запатентовал [13] проект центробежной газовой турбины для реактивного движения . Первое успешное использование его двигателя произошло в Англии в апреле 1937 года [14].
  • 1932: BBC Brown, Boveri & Cie из Швейцарии начинает продажу осевых компрессоров и турбоагрегатов в составе парогенераторного котла Velox с турбонаддувом . По принципу газовой турбины паровые испарительные трубы расположены внутри камеры сгорания газовой турбины; первый завод Velox был построен в Мондевиле, Кальвадос, Франция. [15]
  • 1934: Рауль Патерас де Пескара запатентовал двигатель со свободным поршнем в качестве газогенератора для газовых турбин. [16]
  • 1936: Уиттл с другими при поддержке инвестиций формирует Power Jets Ltd [ необходима цитата ]
  • 1937: Разработка проверка концепции прототипа реактивный двигатель работает в Великобритании (Frank Виттл) , и Германия ( Ханс фон Ohain «s Хейнкель HeS 1 ). Генри Тизард обеспечивает финансирование правительством Великобритании для дальнейшей разработки двигателя Power Jets . [17]
  • 1939: первая газовая турбина для выработки электроэнергии мощностью 4 МВт от BBC Brown, Boveri & Cie. Для аварийной электростанции в Невшателе, Швейцария. [18]
  • 1944: Двигатель Junkers Jumo 004 запускается в серийное производство для первых немецких военных самолетов, таких как Messerschmitt Me 262 . Это знаменует начало господства газовых турбин в небе.
  • 1946: Национальная газотурбинная компания образована из Power Jets и турбинного подразделения RAE, чтобы объединить усилия Уиттла и Хейна Константа . [19] В г. Безнау , Швейцария, был введен в эксплуатацию первый коммерческий блок повторного нагрева / рекуперации мощностью 27 МВт. [20]
  • 1947: Metropolitan Vickers G1 (Gatric) становится первой морской газовой турбиной после завершения ходовых испытаний на судне MGB 2009 Королевского флота . Gatric представлял собой авиационную газовую турбину на базе реактивного двигателя Metropolitan Vickers F2 . [21] [22]
  • 1995: Siemens становится первым производителем крупных газовых турбин, производящих электроэнергию, который включает технологию монокристаллических турбинных лопаток в свои производственные модели, что обеспечивает более высокие рабочие температуры и большую эффективность. [23]
  • 2011 Mitsubishi Heavy Industries испытывает первую газовую турбину комбинированного цикла с КПД> 60% (M501J) на своем заводе в Такасаго, Хёго. [24] [25]

Теория работы [ править ]

В идеальной газовой турбине газы претерпевают четыре термодинамических процесса: изоэнтропическое сжатие, изобарическое (постоянное давление) горение, изэнтропическое расширение и отвод тепла. Вместе они составляют цикл Брайтона .

Цикл Брайтона

В реальной газовой турбине механическая энергия необратимо преобразуется (из-за внутреннего трения и турбулентности) в давление и тепловую энергию при сжатии газа (в центробежном или осевом компрессоре ). В камеру сгорания добавляется тепло, и удельный объем газа увеличивается, что сопровождается небольшой потерей давления. Во время расширения через каналы статора и ротора в турбине снова происходит необратимое преобразование энергии. Вместо отвода тепла забирается свежий воздух.

Если к двигателю добавлена ​​силовая турбина для приведения в действие промышленного генератора или ротора вертолета, выходное давление будет как можно ближе к входному давлению, и останется только энергия, достаточная для преодоления потерь давления в выхлопном трубопроводе и вытеснения выхлопных газов. Для турбовинтового двигателя будет соблюдаться особый баланс между мощностью винта и реактивной тягой, что обеспечивает наиболее экономичную работу. В турбореактивном двигателе из потока извлекается только давление и энергия, достаточные для приведения в действие компрессора и других компонентов. Оставшиеся газы под высоким давлением ускоряются через сопло, создавая струю для приведения в движение самолета.

Чем меньше двигатель, тем выше должна быть скорость вращения вала для достижения необходимой скорости конца лезвия. Скорость конца лопасти определяет максимальные отношения давлений, которые могут быть достигнуты турбиной и компрессором. Это, в свою очередь, ограничивает максимальную мощность и эффективность, которые может получить двигатель. Чтобы остаточная скорость осталась постоянной, если диаметр ротора уменьшается вдвое, скорость вращения должна удваиваться. Например, большие реактивные двигатели работают со скоростью около 10 000-25 000 об / мин, в то время как микротурбины вращаются со скоростью 500 000 об / мин. [26]

С механической точки зрения газовые турбины могут быть значительно менее сложными, чем поршневые двигатели внутреннего сгорания . Простые турбины могут иметь одну главную движущуюся часть, узел компрессор / вал / ротор турбины (см. Изображение выше), с другими движущимися частями в топливной системе. Это, в свою очередь, может сказаться на цене. Так , например, стоимостью 10000  ℛℳ материалов, то Jumo 004 оказалось дешевле , чем Junkers 213 поршневого двигателя, который был 35000  ℛℳ , [27] и требуется только 375 часов низкого навыка труда завершена ( в том числе изготовление, монтаж, и доставка) по сравнению с 1400 у BMW 801 . [28]Однако это также привело к низкой эффективности и надежности. Более совершенные газовые турбины (например, те, которые используются в современных реактивных двигателях или электростанциях с комбинированным циклом) могут иметь 2 или 3 вала (золотников), сотни лопаток компрессора и турбины, подвижные лопатки статора и обширные внешние трубопроводы для топлива, масла и воздуха. системы; они используют термостойкие сплавы и изготавливаются с соблюдением жестких требований, требующих точного производства. Все это часто усложняет конструкцию простой газовой турбины, чем поршневой двигатель.

Кроме того, для достижения оптимальной производительности на современных газотурбинных электростанциях необходимо подготовить газ в соответствии с точными характеристиками топлива. Системы подготовки топливного газа обрабатывают природный газ для достижения точных характеристик топлива перед подачей в турбину с точки зрения давления, температуры, состава газа и соответствующего индекса воббе.

Основное преимущество газотурбинного двигателя - это соотношение мощности и веса. [ необходима цитата ] Так как относительно легкий двигатель может производить значительную полезную работу, газовые турбины идеально подходят для движения самолетов.

Упорные подшипники и опорные подшипники являются важной частью конструкции. Они являются гидродинамическими подшипниками масла или масляным охлаждением подшипников качения . Подшипники из фольги используются в некоторых небольших машинах, таких как микротурбины [29], а также имеют большой потенциал для использования в небольших газовых турбинах / вспомогательных энергоблоках [30]

Creep [ править ]

Основная проблема, стоящая перед конструкцией турбины, особенно лопаток турбины , - это снижение ползучести , вызываемой высокими температурами и напряжениями, которые возникают во время работы. Постоянно стремятся к повышению рабочих температур, чтобы повысить эффективность, но это происходит за счет более высоких скоростей ползучести. Поэтому было использовано несколько методов в попытке достичь оптимальных характеристик при ограничении ползучести, причем наиболее успешными из них были высокоэффективные покрытия и монокристаллические суперсплавы . [31] Эти технологии работают, ограничивая деформацию, которая возникает с помощью механизмов, которые можно в целом классифицировать как скольжение дислокаций, подъем дислокаций и диффузионный поток.

Защитные покрытия обеспечивают теплоизоляцию лезвия и обладают стойкостью к окислению и коррозии . Термобарьерные покрытия (TBC) часто представляют собой стабилизированную керамику на основе диоксида циркония, а устойчивые к окислению / коррозии покрытия (связующие покрытия) обычно состоят из алюминидов или сплавов MCrAlY (где M обычно представляет собой Fe и / или Cr). Использование TBC ограничивает температурное воздействие на подложку из суперсплава, тем самым уменьшая коэффициент диффузии активных частиц (обычно вакансий) в сплаве и уменьшая ползучесть дислокаций и вакансий. Было обнаружено, что покрытие толщиной 1-200 мкм может снизить температуру лезвия до 200 ° C. [32] Связующие покрытия наносятся непосредственно на поверхность субстрата с использованием цементации набивкой и служат двойной цели: улучшают адгезию ТБП и стойкость субстрата к окислению. Al из связующих покрытий образует Al 2 O 3 на границе раздела TBC-связующее покрытие, что обеспечивает стойкость к окислению, но также приводит к образованию нежелательной зоны взаимной диффузии (ID) между ним и подложкой. [33] Стойкость к окислению перевешивает недостатки, связанные с зоной внутреннего диаметра, поскольку она увеличивает срок службы лезвия и ограничивает потери эффективности, вызванные отложениями на внешней стороне лезвия. [34]

Суперсплавы на никелевой основе обладают повышенной прочностью и сопротивлением ползучести благодаря своему составу и полученной микроструктуре . Гамма (γ) FCC-никель легирован алюминием и титаном для выделения однородной дисперсии когерентного Ni.
3(Al, Ti) гамма-простые (γ ') фазы. Мелкодисперсные выделения γ 'препятствуют движению дислокаций и создают пороговое напряжение, увеличивая напряжение, необходимое для начала ползучести. Кроме того, γ 'является упорядоченной фазой L1 2, которая затрудняет прохождение дислокаций мимо нее. [35] Другие тугоплавкие элементы, такие как рений и рутений, могут быть добавлены в твердый раствор для повышения сопротивления ползучести. Добавление этих элементов уменьшает диффузию первичной гамма-фазы, сохраняя, таким образом, сопротивление усталости , прочность и сопротивление ползучести. [36]Разработка монокристаллических суперсплавов также привела к значительному повышению сопротивления ползучести. Из-за отсутствия границ зерен монокристаллы исключают ползучесть по Коблу и, следовательно, деформируются меньшим количеством форм, что снижает скорость ползучести. [37] Хотя монокристаллы имеют более низкую ползучесть при высоких температурах, они имеют значительно более низкий предел текучести при комнатной температуре, где прочность определяется соотношением Холла-Петча. Следует проявлять осторожность, чтобы оптимизировать параметры конструкции, чтобы ограничить ползучесть при высоких температурах, не снижая при этом предела текучести при низких температурах.

Типы [ править ]

Реактивные двигатели [ править ]

типичный осевой газотурбинный двигатель J85 , разрезанный для демонстрации. Поток слева направо, многоступенчатый компрессор слева, камеры сгорания в центре, двухступенчатая турбина справа

Воздушно- реактивные двигатели - это газовые турбины, оптимизированные для создания тяги выхлопных газов или канальных вентиляторов, подключенных к газовым турбинам. [38] Реактивные двигатели, которые создают тягу за счет прямого импульса выхлопных газов, часто называют турбореактивными двигателями , тогда как те, которые создают тягу с добавлением канального вентилятора, часто называют турбовентиляторными или (редко) вентиляторными двигателями.

Газовые турбины также используются во многих ракетах на жидком топливе , где газовые турбины используются для приведения в действие турбонасоса, что позволяет использовать легкие баки низкого давления, что снижает вес ракеты в пустом состоянии.

Турбовинтовые двигатели [ править ]

Турбовинтовой двигатель представляет собой газотурбинный двигатель , который приводит в движение пропеллер самолета с помощью редуктора. Турбовинтовые двигатели используются на небольших самолетах, таких как самолет общего назначения Cessna 208 Caravan и Embraer EMB 312 Tucano , на средних пригородных самолетах, таких как Bombardier Dash 8, и на больших самолетах, таких как транспортный Airbus A400M и 60-летний самолет. старый стратегический бомбардировщик Туполев Ту-95 .

Авиационные газовые турбины [ править ]

LM6000 в электрической энергетической установки приложения

Авиационные газовые турбины, как правило, основаны на существующих авиационных газотурбинных двигателях, они меньше и легче промышленных газовых турбин. [39]

Авиационные производные используются в производстве электроэнергии из-за их способности отключаться и обрабатывать изменения нагрузки быстрее, чем промышленные машины. [ необходима цитата ] Они также используются в морской промышленности для снижения веса. Распространенные типы включают General Electric LM2500 , General Electric LM6000 и авиационные версии Pratt & Whitney PW4000 и Rolls-Royce RB211 . [39]

Любительские газовые турбины [ править ]

Все больше и больше газовых турбин используются или даже строятся любителями.

В наиболее простой форме это коммерческие турбины, приобретенные за счет военных излишков или продажи на свалке, а затем эксплуатируемые для демонстрации как часть увлечения сбором двигателей. [40] [41] В наиболее экстремальной форме любители даже перестраивали двигатели, не требующие профессионального ремонта, а затем использовали их, чтобы побороться за рекорд наземной скорости.

В простейшей форме газовой турбины собственного производства в качестве основного компонента используется автомобильный турбокомпрессор . Камера сгорания изготовлена ​​и установлена ​​между секциями компрессора и турбины. [42]

Строятся и более совершенные турбореактивные двигатели, тяга и малый вес которых достаточны для установки на большие модели самолетов. [43] Schreckling конструкция [43] строит весь двигатель от сырья, включая изготовление центробежного колеса компрессора из фанеры, эпоксидной смолы и обернутых нити из углеродного волокна.

Несколько небольших компаний сейчас производят небольшие турбины и детали для любителей. В большинстве авиамоделей с турбореактивными двигателями сейчас используются эти коммерческие и полукоммерческие микротурбины, а не самодельные двигатели Шреклинга. [44]

Вспомогательные силовые установки [ править ]

Небольшие газовые турбины используются в качестве вспомогательных силовых установок (ВСУ) для подачи вспомогательной энергии на более крупные мобильные машины, такие как самолет . Они поставляют:

  • сжатый воздух для кондиционирования и вентиляции,
  • пусковая мощность сжатого воздуха для более крупных реактивных двигателей ,
  • механическая (валовая) мощность для коробки передач для привода вспомогательного оборудования с валом или для запуска больших реактивных двигателей, и
  • электрические, гидравлические и другие источники передачи энергии к потребляющим устройствам, удаленным от ВСУ.

Промышленные газовые турбины для выработки электроэнергии [ править ]

Газовая турбина GE серии H: в конфигурации с комбинированным циклом ее самый высокий термодинамический КПД составляет 62,22%

Промышленные газовые турбины отличаются от авиационных конструкций тем, что рамы, подшипники и лопасти имеют более тяжелую конструкцию. Они также гораздо более тесно интегрированы с устройствами, которыми они питают - часто с электрическим генератором - и оборудованием вторичной энергии, которое используется для рекуперации остаточной энергии (в основном тепла).

Они варьируются по размеру от портативных мобильных установок до больших сложных систем весом более ста тонн, размещенных в специально построенных зданиях. Когда газовая турбина используется исключительно для мощности на валу, ее тепловой КПД составляет около 30%. Однако, возможно, дешевле покупать электроэнергию, чем производить ее. Поэтому многие двигатели используются в конфигурациях ТЭЦ (комбинированное производство тепла и энергии), которые могут быть достаточно маленькими, чтобы их можно было интегрировать в конфигурации переносных контейнеров .

Газовые турбины могут быть особенно эффективными, когда отработанное тепло турбины рекуперируется парогенератором с рекуперацией тепла для питания обычной паровой турбины в конфигурации с комбинированным циклом . [45] Двигатель General Electric 9HA мощностью 605 МВт достиг КПД 62,22% при температурах до 1540 ° C (2800 ° F). [46] На 2018 год GE предлагает свою ГК мощностью 826 МВт с КПД более 64% в комбинированном цикле благодаря достижениям в аддитивном производстве и прорыве в области сжигания, по сравнению с 63,7% в заказах 2017 года и на пути к достижению 65% к началу 2020-х годов. [47]

Авиационные газовые турбины также могут использоваться в комбинированных циклах, что приводит к более высокому КПД, но он не будет таким высоким, как специально разработанная промышленная газовая турбина. Они также могут работать в когенерационной конфигурации: выхлопные газы используются для обогрева помещения или воды или приводят в действие абсорбционный чиллер для охлаждения входящего воздуха и увеличения выходной мощности, технология, известная как охлаждение входящего воздуха турбины .

Еще одно существенное преимущество - их способность включаться и выключаться в течение нескольких минут, обеспечивая подачу электроэнергии во время пикового или незапланированного потребления. Поскольку одноцикловые (только газовые турбины) электростанции менее эффективны, чем электростанции с комбинированным циклом, они обычно используются в качестве пиковых электростанций , которые работают от нескольких часов в день до нескольких десятков часов в год - в зависимости от спроса на электроэнергию и генерирующие мощности региона. В районах с нехваткой базовой нагрузки и нагрузки, следующей за мощностью электростанции, или с низкими расходами на топливо, газотурбинная электростанция может регулярно работать большую часть дня. Большая одноцикловая газовая турбина обычно вырабатывает от 100 до 400 мегаватт электроэнергии и имеет термодинамический КПД 35-40% . [48]

Промышленные газовые турбины для механического привода [ править ]

Промышленные газовые турбины, которые используются исключительно для механического привода или совместно с парогенератором-утилизатором, отличаются от энергогенерирующих установок тем, что они часто меньше по размеру и имеют конструкцию с двумя валами, а не с одним валом. Диапазон мощностей варьируется от 1 мегаватт до 50 мегаватт. [ необходима цитата ] Эти двигатели подключены напрямую или через коробку передач к насосу или компрессору. Большинство установок используется в нефтегазовой промышленности. Применение механического привода увеличивает эффективность примерно на 2%.

Нефтяные и газовые платформы требуют, чтобы эти двигатели приводили в движение компрессоры для закачки газа в скважины, чтобы нагнетать нефть через другой ствол или сжимать газ для транспортировки. Они также часто используются для питания платформы. На этих платформах нет необходимости использовать двигатель в сотрудничестве с системой когенерации, так как газ получается по очень низкой цене (часто без сжигания газа). Те же компании используют насосные агрегаты для подачи жидкости на сушу и через трубопроводы через различные промежутки времени.

Накопитель энергии сжатого воздуха [ править ]

Основная статья: Хранение энергии сжатым воздухом

Одна современная разработка направлена ​​на повышение эффективности другим способом, разделив компрессор и турбину накопителем сжатого воздуха. В обычной турбине до половины генерируемой мощности используется для привода компрессора. В конфигурации накопителя энергии сжатого воздуха энергия, возможно, от ветряной электростанции или купленная на открытом рынке во время низкого спроса и низкой цены, используется для привода компрессора, а сжатый воздух, высвобождаемый для работы турбины, когда это необходимо.

Турбовальные двигатели [ править ]

Основная статья: Турбовал

Турбовальные двигатели используются для привода компрессоров на газоперекачивающих станциях и заводах по сжижению природного газа. Они также используются для питания всех современных вертолетов, кроме самых маленьких. Первичный вал несет компрессор и его турбину, которая вместе с камерой сгорания называется газогенератором . Силовая турбина с независимым вращением обычно используется для привода ротора на вертолетах. Позволяя газогенератору и силовой турбине / ротору вращаться со своими собственными скоростями, дает большую гибкость в их конструкции.

Радиальные газовые турбины [ править ]

Основная статья: Радиальная турбина

Масштабные реактивные двигатели [ править ]

Масштабные реактивные двигатели представляют собой уменьшенные версии этого раннего полномасштабного двигателя.

Также известны как миниатюрные газовые турбины или микроструйные двигатели.

Помня об этом, пионер современных микроджетов Курт Шреклинг создал одну из первых в мире микротурбин FD3 / 67. [43] Этот двигатель может производить до 22 ньютонов тяги и может быть построен большинством механически мыслящих людей с помощью основных инженерных инструментов, таких как токарный станок по металлу . [43]

Микротурбины [ править ]

Основная статья: микротурбина

Созданные на базе турбонагнетателей с поршневыми двигателями , ВСУ самолетов или небольших реактивных двигателей , микротурбины представляют собой турбины мощностью от 25 до 500 кВт размером с холодильник . Микротурбины имеют КПД около 15% без рекуператора , от 20 до 30% с одним, и они могут достигать комбинированного теплоэлектрического КПД 85% в когенерации . [49]

Внешнее сгорание [ править ]

Большинство газовых турбин представляют собой двигатели внутреннего сгорания, но также возможно изготовление газовой турбины внешнего сгорания, которая, по сути, является турбинной версией двигателя горячего воздуха . Эти системы обычно обозначаются как EFGT (газовая турбина с внешним сжиганием) или IFGT (газовая турбина с косвенным сжиганием).

Внешнее сгорание использовалось с целью использования угольной пыли или мелко измельченной биомассы (такой как опилки) в качестве топлива. В непрямой системе используется теплообменник, и через силовую турбину проходит только чистый воздух без продуктов сгорания. Тепловой КПД ниже в косвенном типа внешнего сгорания; однако лопатки турбины не подвергаются воздействию продуктов сгорания, и можно использовать топливо гораздо более низкого качества (и, следовательно, более дешевое).

При использовании внешнего сгорания в качестве первичного воздуха для горения можно использовать отработанный воздух турбины. Это эффективно снижает общие тепловые потери, хотя тепловые потери, связанные с выхлопными газами, остаются неизбежными.

Газовые турбины замкнутого цикла, основанные на гелии или сверхкритическом диоксиде углерода, также перспективны для использования в будущей высокотемпературной солнечной и ядерной энергетике.

В надводном транспорте [ править ]

МАЗ-7907 , транспортно-монтажная пусковая установка с турбо-электрической трансмиссией.

Газовые турбины часто используются на кораблях , локомотивах , вертолетах , танках и, в меньшей степени, на автомобилях, автобусах и мотоциклах.

Ключевое преимущество реактивных двигателей и турбовинтовых двигателей для силовых установок самолетов - их превосходные характеристики на большой высоте по сравнению с поршневыми двигателями, особенно безнаддувными , - не имеет значения в большинстве автомобильных применений. Их преимущество в соотношении мощности и веса, хотя и менее критично, чем для самолетов, все же важно.

Газовые турбины - это мощный двигатель в очень маленьком и легком корпусе. Однако они не так отзывчивы и эффективны, как небольшие поршневые двигатели, в широком диапазоне оборотов и мощностей, необходимых в транспортных средствах. В серийных гибридных транспортных средствах, поскольку приводные электродвигатели механически отсоединены от двигателя, вырабатывающего электричество, проблемы с быстродействием, низкой производительностью на низкой скорости и низкой эффективностью при низкой выходной мощности гораздо менее важны. Турбина может работать с оптимальной скоростью для ее выходной мощности, а батареи и ультраконденсаторы могут подавать энергию по мере необходимости, при этом двигатель периодически включается и выключается, чтобы он работал только с высоким КПД. Появление бесступенчатой ​​трансмиссии также может облегчить проблему отзывчивости.

Исторически турбины были более дорогими в производстве, чем поршневые двигатели, хотя отчасти это объясняется тем, что поршневые двигатели массово производились в огромных количествах на протяжении десятилетий, а небольшие газотурбинные двигатели - редкость; тем не менее, турбины производятся серийно в виде турбокомпрессора, близкого к нему .

Турбокомпрессор представляет собой компактную и простую радиальную газовую турбину со свободным валом, которая приводится в движение выхлопными газами поршневого двигателя . Колесо центростремительной турбины приводит в движение колесо центробежного компрессора через общий вращающийся вал. Это колесо нагнетает воздухозаборник двигателя до степени, которой можно управлять с помощью перепускной заслонки или динамически изменяя геометрию корпуса турбины (как в турбокомпрессоре с изменяемой геометрией ). В основном он служит устройством рекуперации мощности, которое преобразует большую часть теряемой в противном случае тепловой и кинетической энергии в наддув двигателя.

Двигатели с турбонаддувом (фактически используемые на некоторых полуприцепах ) оснащены продувочными турбинами, которые по конструкции и внешнему виду аналогичны турбокомпрессору, за исключением того, что вал турбины механически или гидравлически связан с коленчатым валом двигателя, а не с центробежным компрессором. , тем самым обеспечивая дополнительную мощность вместо наддува. В то время как турбокомпрессор представляет собой турбину высокого давления, турбина рекуперации энергии является скоростной.

Легковые дорожные транспортные средства (автомобили, мотоциклы и автобусы) [ править ]

Был проведен ряд экспериментов с автомобилями с газотурбинными двигателями , крупнейшие из которых были произведены компанией Chrysler . [50] [51] В последнее время появился интерес к использованию газотурбинных двигателей для гибридных электромобилей. Например, консорциум, возглавляемый компанией Bladon Jets, производящей микрогазовые турбины , получил инвестиции от Совета по технологической стратегии для разработки сверхлегкого расширителя диапазона (ULRE) для электромобилей следующего поколения. Целью консорциума, в который входят производитель роскошных автомобилей Jaguar Land Rover и ведущий производитель электрических машин SR Drives, является создание первого в мире коммерчески жизнеспособного и экологически чистого газотурбинного генератора, разработанного специально для автомобильной промышленности.[52]

Обычный турбокомпрессор для бензиновых или дизельных двигателей также является производным от турбины.

Концепт-кары [ править ]

1950 Rover JET1

Первое серьезное исследование использования газовой турбины в автомобилях было проведено в 1946 году, когда два инженера, Роберт Кафка и Роберт Энгерштейн из Carney Associates, нью-йоркской инженерной фирмы, разработали концепцию, в которой уникальный компактный газотурбинный двигатель мог бы обеспечивать мощность для заднеприводный автомобиль. После того, как статья появилась в Popular Science , дальнейшей работы, кроме бумажной, не было. [53]

В 1950 году дизайнер Ф. Р. Белл и главный инженер Морис Уилкс из британской автомобильной компании Rover представили первый автомобиль с газотурбинным двигателем. В двухместном JET1 двигатель располагался за сиденьями, воздухозаборники располагались по бокам от машины, а выхлопные отверстия располагались в верхней части хвостовой части. Во время испытаний автомобиль достиг максимальной скорости 140 км / ч (87 миль / ч) при частоте вращения турбины 50 000 об / мин. Автомобиль работал на бензине , парафине (керосине) или дизельном топливе, но проблемы с расходом топлива оказались непреодолимыми для серийного автомобиля. Он выставлен в Лондонском музее науки .

Французский автомобиль с турбинным двигателем SOCEMA-Grégoire был представлен на Парижском автосалоне в октябре 1952 года . Его спроектировал французский инженер Жан-Альбер Грегуар . [54]

GM Firebird I

Первым автомобилем с турбинным двигателем, построенным в США, был GM Firebird I, испытания которого начались в 1953 году. На фотографиях Firebird я могу предположить, что тяга реактивной турбины приводила машину в движение, как самолет, а турбина фактически приводила в движение задние колеса. Firebird 1 никогда не задумывался как коммерческий легковой автомобиль и был построен исключительно для тестирования и оценки, а также в целях связи с общественностью. [55]

Моторный отсек автомобиля Chrysler 1963 Turbine

Начиная с 1954 года с измененным Плимуте , [56] Американский автопроизводитель Chrysler продемонстрировал несколько прототипов газотурбинные Приведено автомобилей с начала 1950 - х до начала 1980 - х годов. В 1963 году компания Chrysler построила пятьдесят автомобилей с турбонаддувом Chrysler и провела единственные потребительские испытания автомобилей с газотурбинными двигателями. [57] Каждая из их турбин использовала уникальный вращающийся рекуператор , называемый регенератором, который увеличивал эффективность. [56]

В 1954 году Fiat представил концептуальный автомобиль с газотурбинным двигателем под названием Fiat Turbina . Этот автомобиль, похожий на самолет с колесами, использовал уникальное сочетание реактивной тяги и двигателя, приводящего колеса. Заявленная скорость составила 282 км / ч (175 миль / ч). [58]

Оригинальный General Motors Firebird был серией концептуальных автомобилей, разработанных для автосалонов Motorama в 1953, 1956 и 1959 годах и оснащенных газовыми турбинами.

В 1960-х годах Ford и GM разрабатывали газотурбинные полуприцепы. Один из таких концептуальных грузовиков был известен как Big Red. Вместе с прицепом он имел длину 29 м (96 футов) и высоту 4,0 м (13 футов) и был окрашен в малиново-красный цвет. Он содержал разработанный Ford газотурбинный двигатель мощностью 450 кВт (600 л.с.) и 1160 Нм (855 фунт-футов). В кабине была карта автомагистралей континентальной части США, мини-кухня, ванная комната и телевизор для штурмана. Судьба грузовика неизвестна, но видео о нем все еще существует. [59] [60]

В результате внесения поправок в Закон США о чистом воздухе 1970 года были профинансированы исследования по разработке технологии автомобильных газовых турбин. [61] Концепции дизайна и автомобилей были разработаны Chrysler , General Motors , Ford (в сотрудничестве с AiResearch ) и American Motors (совместно с Williams Research ). [62] Долгосрочные испытания были проведены для оценки сопоставимой экономической эффективности. [63] Несколько AMC Hornet приводились в действие небольшой регенеративной газовой турбиной Williams весом 250 фунтов (113 кг) и мощностью 80 л.с. (60 кВт; 81 л.с.) при 4450 об / мин. [64][65] [66]

Toyota продемонстрировала несколько концептуальных автомобилей с газотурбинными двигателями, например, газотурбинный гибрид Century в 1975 году, Sports 800 Gas Turbine Hybrid в 1979 году и GTV в 1985 году. Серийных автомобилей не производилось. Двигатель GT24 выставлялся в 1977 году без транспортного средства.

В начале 1990-х годов Volvo представила Volvo ECC - гибридный электромобиль с газотурбинным двигателем . [67]

В 1993 году General Motors представила первый коммерческий гибридный автомобиль с газотурбинным двигателем - ограниченную серию гибридных автомобилей серии EV-1 . Williams International 40 кВт турбины доставил генератор переменного тока , который питание батареи-электрический силовой агрегат . В конструкцию турбины входил рекуператор. В 2006 году GM вместе с Джеем Лено занялась проектом концептуального автомобиля EcoJet .

На автосалоне в Париже 2010 года компания Jaguar продемонстрировала концепт-кар Jaguar C-X75 . Этот суперкар с электрическим приводом развивает максимальную скорость 204 миль в час (328 км / ч) и разгоняется от 0 до 100 км / ч за 3,4 секунды. В нем используются литий-ионные батареи для питания четырех электродвигателей, которые в сумме вырабатывают 780 л.с. Он проедет 68 миль (109 км) на одной зарядке батарей и использует пару газовых микрогазовых турбин Bladon для подзарядки батарей, увеличивая дальность действия до 560 миль (900 км). [68]

Гоночные автомобили [ править ]

Специальное предложение по обработке нефти STP 1967 года на выставке в Зале славы автодрома Индианаполиса с газовой турбиной Pratt & Whitney.
Howmet TX 1968 года , единственный гоночный автомобиль с турбинным двигателем, выигравший гонку

Первый гоночный автомобиль (только в концепции), оснащенный турбиной, был создан в 1955 году группой ВВС США в качестве хобби-проекта с турбиной, предоставленной им на время компанией Boeing, и гоночным автомобилем, принадлежащим компании Firestone Tire & Rubber. [69] Первый гоночный автомобиль, оснащенный турбиной для настоящих гонок, был разработан компанией Rover и командой BRM Formula One для создания Rover-BRM , газотурбинного купе, который участвовал в гонках 24 часа Ле-Мана 1963 года. , за рулем Грэма Хилла и Ричи Гинтера. Он составлял в среднем 107,8 миль в час (173,5 км / ч) и имел максимальную скорость 142 миль в час (229 км / ч). Американец Рэй Хеппенстолл присоединился к Howmet Corporation и McKee Engineering вместе для разработки своего собственного газотурбинного спортивного автомобиля Howmet TX в 1968 году , который провел несколько американских и европейских соревнований, в том числе две победы, а также участвовал в 24 часах Ле-Мана 1968 года . В автомобилях использовались газовые турбины Continental , которые в конечном итоге установили шесть рекордов скорости FIA для автомобилей с турбинным двигателем. [70]

Что касается гонок с открытыми колесами , революционный STP-Paxton Turbocar 1967 года, представленный легендой гонок и предпринимательства Энди Гранателли и управляемый Парнелли Джонсом, почти выиграл Индианаполис 500 ; Pratt & Whitney ST6B-62 приведенный в действие турбиной машина была почти на коленях впереди второго места автомобиля , когда коробка передач подшипник не удалось только три коленей от финишной линии. В следующем году газотурбинный автомобиль STP Lotus 56 выиграл поул-позицию Indianapolis 500, несмотря на то, что новые правила резко ограничили приток воздуха. В 1971 году руководитель Team Lotus Колин Чапман представил автомобиль Lotus 56B F1 с двигателемГазовая турбина Pratt & Whitney STN 6/76 . Чепмен имел репутацию создателя радикальных автомобилей, выигрывавших чемпионаты, но ему пришлось отказаться от проекта, потому что было слишком много проблем с турбо-лагом .

Автобусы [ править ]

Появление Capstone Turbine привело к разработке нескольких гибридных автобусов, начиная с HEV-1, разработанного AVS из Чаттануги, Теннесси в 1999 году, и за которым последовали Ebus и ISE Research в Калифорнии, а также DesignLine Corporation в Новой Зеландии (а позже и в США). Состояния). Турбинные гибриды AVS страдали от проблем с надежностью и контролем качества, что привело к ликвидации AVS в 2003 году. Самая успешная разработка Designline в настоящее время эксплуатируется в 5 городах в 6 странах, более 30 автобусов эксплуатируются по всему миру, а порядка нескольких сотен автобусов эксплуатируют. доставлены в Балтимор и Нью-Йорк.

Brescia Italy использует серийные гибридные автобусы с микротурбинами на маршрутах, проходящих через исторические районы города. [71]

Мотоциклы [ править ]

Турбины МТТ Супербайк появился в 2000 году (отсюда и обозначение Y2K Superbike МТТ) и является первым производством мотоциклов питается от газотурбинного двигателя - в частности, модель 250 турбомашины Rolls-Royce Allison, производя около 283 кВт (380 л.с.). Протестированный на скорости 365 км / ч или 227 миль в час (по некоторым данным, команда тестировщиков выбежала из дороги во время испытаний), он занесен в Книгу рекордов Гиннеса как самый мощный серийный мотоцикл и самый дорогой серийный мотоцикл с такой ценой 185 000 долларов США.

Поезда [ править ]

Основные статьи: Газотурбинный электровоз и Газотурбинный поезд

Несколько классов локомотивов приводились в движение газовыми турбинами, последнее воплощение - JetTrain от Bombardier .

Танки [ править ]

Морские пехотинцы 1-го танкового батальона загружают многотопливную турбину Honeywell AGT1500 обратно в танк M1 Abrams в лагере Койот, Кувейт, февраль 2003 г.

Подразделение разработки Heereswaffenamt Третьего рейха Wehrmacht Heer , Heereswaffenamt (армейский артиллерийский совет), с середины 1944 года изучило ряд конструкций газотурбинных двигателей для использования в танках. Первая газовая турбина конструкция двигателя , предназначенной для использования в бронированном движении боевой машины, то БМВ 003 основанное GT 101 , было предназначено для установки в резервуаре Panther . [72]

Второе применение газовой турбины в боевой бронированной машине произошло в 1954 году, когда блок PU2979, специально разработанный для танков CA Parsons and Company , был установлен и испытан на танке British Conqueror . [73] Stridsvagn 103 была разработана в 1950 - х годах и был первым массового производства основной боевой танк , чтобы использовать газотурбинный двигатель, в Boeing T50 . С тех пор газотурбинные двигатели использовались в качестве вспомогательных силовых агрегатов на некоторых танках и в качестве основных силовых установок в советских / российских танках Т-80 и американских танках M1 Abrams , среди прочих. Они легче и меньше дизельных двигателей.при той же постоянной выходной мощности, но модели, установленные на сегодняшний день, менее экономичны, чем эквивалентный дизель, особенно на холостом ходу, требуя больше топлива для достижения той же боевой дальности. В последующих моделях M1 эта проблема была решена с помощью аккумуляторных блоков или вторичных генераторов для питания систем резервуара в неподвижном состоянии, что позволило сэкономить топливо за счет уменьшения потребности в холостом ходе основной турбины. На Т-80 можно установить три больших внешних топливных бочки для увеличения дальности действия. Россия прекратила производство Т-80 в пользу дизельного Т-90 (на базе Т-72 ), в то время как Украина разработала дизельные Т-80УД и Т-84, мощность которых почти равна газу. -турбинный бак. Французский танк LeclercДизельная силовая установка оснащена гибридной системой наддува «Гипербар», в которой турбокомпрессор двигателя полностью заменен небольшой газовой турбиной, которая также работает как вспомогательный турбокомпрессор выхлопных газов дизельного двигателя, позволяя управлять уровнем наддува независимо от частоты вращения двигателя и повышать пиковое давление наддува до быть достигнутым (чем с обычными турбокомпрессорами). Эта система позволяет использовать меньший рабочий объем и более легкий двигатель в качестве силовой установки танка и эффективно устраняет турбо-лаг . Эта специальная газовая турбина / турбонагнетатель также может работать независимо от главного двигателя как обычный ВСУ.

Турбина теоретически более надежна и проще в обслуживании, чем поршневой двигатель, поскольку она имеет более простую конструкцию с меньшим количеством движущихся частей, но на практике детали турбины испытывают более высокий уровень износа из-за более высоких рабочих скоростей. Лопасти турбины очень чувствительны к пыли и мелкому песку, поэтому при работе в пустыне воздушные фильтры необходимо устанавливать и менять несколько раз в день. Неправильно установленный фильтр, пуля или осколок снаряда, пробивающий фильтр, могут повредить двигатель. Поршневые двигатели (особенно с турбонаддувом) также нуждаются в фильтрах в хорошем состоянии, но они более устойчивы, если фильтр действительно выходит из строя.

Как и большинство современных дизельных двигателей, используемых в цистернах, газовые турбины обычно являются многотопливными.

Морские приложения [ править ]

Основная статья: Морская силовая установка

Морской [ править ]

Газовая турбина от МГБ 2009 г.

Газовые турбины используются на многих военно-морских судах , где они ценятся за их высокое отношение мощности к массе, а также за получаемое ими ускорение и способность быстро тронуться.

Первый газ-турбинных военный корабль был ВМС «ы Мотор пистолет лодка MGB 2009 (ранее MGB 509 ) превращают в 1947 году Metropolitan-Vickers установлены их F2 / 3 реактивный двигатель с силовой турбиной. Паровая пушка лодка Серый гусь был преобразован в газовых турбин Rolls-Royce в 1952 году и работает как таковой в 1953 г. [74] В Жирный класса Fast патрульных катеров Жирный Pioneer и Жирный Pathfinder построен в 1953 году были первые корабли , созданные специально для приведения в движение газовой турбины . [75]

Первыми крупномасштабными кораблями с частично газотурбинными двигателями были фрегаты Тип 81 (класс Tribal) Королевского флота с комбинированными парогазовыми силовыми установками. Первый, HMS  Ashanti, был введен в эксплуатацию в 1961 году.

В 1961 году ВМС Германии спустили на воду первый фрегат класса Köln с двумя газовыми турбинами Brown, Boveri & Cie и первой в мире комбинированной дизельной и газовой двигательной установкой.

В 1962 году ВМФ СССР ввел в строй первый из 25 эсминцев класса « Кашин» с 4-мя газовыми турбинами в комбинированной газогазовой двигательной установке. На этих судах использовались 4 газовые турбины M8E, которые вырабатывали 54 000–72 000 кВт (72 000–96 000 л.с.). Эти корабли были первыми крупными кораблями в мире, которые работали только на газовых турбинах.

Большой противолодочный корабль проекта 61, эсминец класса " Кашин"

Датский флот имел 6 Søløven -класса миноносцев (экспортная версия британского класса быстрый патрульный катер Brave ) в эксплуатации с 1965 по 1990 год, который был 3 Bristol Proteus (позже RR Proteus) Судовые газовые турбины мощностью по 9,510 кВт (12750 л.с ) вместе с двумя дизельными двигателями General Motors мощностью 340 кВт (460 л.с.) для большей экономии топлива на более низких скоростях. [76] И они также произвели 10 торпедно-ракетных катеров класса Willemoes (находились на вооружении с 1974 по 2000 год), у которых было 3 роллс-ройса.Газовые турбины Marine Proteus также рассчитаны на 9 510 кВт (12750 л.с.), такие же, как у лодок класса Søløven, и 2 дизельных двигателя General Motors мощностью 600 кВт (800 л.с.), также для повышения экономии топлива на малых скоростях. [77]

В период с 1966 по 1967 год ВМС Швеции изготовили 6 торпедных катеров класса Spica, оснащенных 3 турбинами Bristol Siddeley Proteus 1282 , каждая из которых выдавала 3210 кВт (4300 л.с.). Позже к ним присоединились 12 модернизированных кораблей класса Norrköping с теми же двигателями. После замены кормовых торпедных аппаратов на противокорабельные ракеты они служили ракетными катерами до тех пор, пока последний не был списан в 2005 году [78].

В 1968 году финский флот ввел в эксплуатацию два корвета класса Turunmaa , Turunmaa и Karjala . Они были оснащены одной газовой турбиной Rolls-Royce Olympus TM1 мощностью 16 410 кВт (22 000 л.с.) и тремя судовыми дизелями Wärtsilä для более низких скоростей. Это были самые быстрые корабли в флоте Финляндии; они регулярно развивали скорость 35 узлов и 37,3 узла во время ходовых испытаний. Турунмаа s были выведены из эксплуатации в 2002 году Karjala является сегодня музей корабля в Турку , и Турунмаа служит плавучим механическим цехом и учебным судном для Политехнического колледжа Сатакунта.

Следующей серией крупных военно-морских судов были четыре канадских вертолетных эсминца класса « Ирокез », впервые введенные в строй в 1972 году. Они использовали 2 ГТД, 2 маршевых двигателя футов-12 и 3 генератора Solar Saturn мощностью 750 кВт.

Газовая турбина LM2500 на USS  Ford

Первым судном в США с газотурбинным двигателем стал катер Point Thatcher береговой охраны США , введенный в эксплуатацию в 1961 году и оснащенный двумя турбинами мощностью 750 кВт (1000 л.с.), в которых использовались гребные винты регулируемого шага. [79] Чем больше Гамильтона -класса High Endurance Резцы , был первый класс больших фрез использовать газовые турбины, первый из которых ( USCGC  Hamilton ) был введен в эксплуатацию в 1967 г. С тех пор они работает в ВМС США Оливер Хазард Перри - фрегаты класса , Спруанс и Арли Берка -класса эсминцев и Тикондерога -класса управляемые ракетные крейсеры . USS  Makin Island , модифицированный десантный корабль класса Wasp , должен стать первым десантным кораблем ВМФ с газовыми турбинами. Судовая газовая турбина работает в более агрессивной атмосфере из-за наличия морской соли в воздухе и топливе и использования более дешевых видов топлива.

Гражданское морское [ править ]

Вплоть до конца 1940-х годов значительный прогресс в области судовых газовых турбин во всем мире происходил в конструкторских бюро и мастерских двигателейостроителей, а разработки велись британским Королевским флотом и другими военно- морскими силами . В то время как интерес к газовым турбинам для морских целей, как военно-морских, так и коммерческих, продолжал расти, отсутствие результатов опыта эксплуатации на ранних проектах газовых турбин ограничивало количество новых предприятий на морских коммерческих судах. В 1951 году дизель-электрический нефтеналивной танкер Auris дедвейтом 12 290 тонн.(DWT) был использован для получения опыта эксплуатации главной двигательной газовой турбины в условиях эксплуатации на море и стал первым океанским торговым судном, оснащенным газовой турбиной. Построенный Хоторн Лесли в Хебберн-он-Тайн , Великобритания, в соответствии с планами и спецификациями, разработанными Anglo-Saxon Petroleum Company и спущен на воду в день 21-летия принцессы Великобритании Елизаветы в 1947 году, корабль был спроектирован с машинным отделением. макет, который позволил бы экспериментально использовать тяжелое топливо в одном из его быстроходных двигателей, а также в будущем заменить один из его дизельных двигателей газовой турбиной. [80] Аурисэксплуатировался коммерчески в качестве танкера в течение трех с половиной лет с дизель-электрической силовой установкой в ​​первоначальном состоянии, но в 1951 году один из четырех дизельных двигателей мощностью 824 кВт (1105 л.с.), которые были известны как «Вера», » Надежда »,« Благотворительность »и« Благоразумие »- был заменен первым в мире судовым газотурбинным двигателем, газовым турбогенератором открытого цикла мощностью 890 кВт (1200 л.с.), построенным британской компанией Thompson-Houston в Регби . После успешных ходовых испытаний у побережья Нортумбрии в октябре 1951 года Auris отправился из Хебберн-он-Тайн в Порт-Артур в США, а затем в Кюрасао на юге Карибского моря и вернулся в Эйвонмут.после 44 дней в море, успешно завершив свой исторический трансатлантический переход. В это время в море газовая турбина сжигала дизельное топливо и работала без непроизвольной остановки или каких-либо механических затруднений. Впоследствии она посетила Суонси, Халл, Роттердам , Осло и Саутгемптон, пройдя в общей сложности 13 211 морских миль. Затем на Auris были заменены все свои силовые установки на газовую турбину с прямым подключением мощностью 3910 кВт (5250 л.с.), чтобы стать первым гражданским судном, работающим исключительно на газовой турбине.

Несмотря на успех этого раннего экспериментального рейса, газовая турбина не заменила дизельный двигатель в качестве силовой установки для больших торговых судов. При постоянной крейсерской скорости дизельный двигатель просто не имел себе равных в жизненно важной области экономии топлива. Газовая турбина действительно имела больший успех на кораблях Королевского флота и других военно-морских флотах мира, где от боевых кораблей требуется резкое и быстрое изменение скорости. [81]

Морская комиссия США искали варианты для обновления Второй мировой войны Свобода судов и газовых турбин большой мощности было одним из тех , выбран. В 1956 году John Sergeant был удлинен и оснащен газовой турбиной высокого давления General Electric мощностью 4900 кВт (6600 л.с.) с регенерацией выхлопных газов, редуктором и гребным винтом с регулируемым шагом . Он проработал 9700 часов на остаточном топливе ( бункер C ) в течение 7000 часов. Топливная эффективность была на одном уровне с паровым двигателем - 0,318 кг / кВт (0,523 фунта / л.с.) в час [82]выходная мощность оказалась выше ожидаемой и составила 5 603 кВт (7 514 л.с.) из-за того, что температура окружающей среды на трассе Северного моря была ниже проектной температуры газовой турбины. Это дало кораблю возможность развивать скорость до 18 узлов, по сравнению с 11 узлами с исходной силовой установкой, и значительно превышала намеченные 15 узлов. Судно совершило свой первый трансатлантический переход со средней скоростью 16,8 узлов, несмотря на непогоду на пути. Подходящее топливо для бункера C было доступно только в ограниченных портах, потому что качество топлива имело критический характер. Мазут также нужно было обрабатывать на борту, чтобы уменьшить загрязнение, и это был трудоемкий процесс, который в то время не подходил для автоматизации. В конце концов, винт с изменяемым шагом, который был новой и непроверенной конструкции, завершил испытания.три последовательных ежегодных осмотра выявили растрескивание. Однако это не отразилось плохо на концепции судовой газовой турбины, и в целом испытания прошли успешно. Успех этого испытания открыл путь для дальнейших разработок GE в области использования газовых турбин высокого давления для морских судов с тяжелым топливом.[83] Джон Сержант был списан в 1972 году в Портсмуте PA.

Boeing 929-100-007 судно на подводных крыльях Urzela из Turbojet

Boeing запустила свой первый пассажирский несущий гидроабразивной самоходный на подводных крыльях Boeing 929 , в апреле 1974 г. Эти корабли были оснащены двумя Allison 501 газовых турбин -KF. [84]

В период с 1971 по 1981 год компания Seatrain Lines осуществляла регулярные контейнерные перевозки между портами восточного побережья США и портами северо-западной Европы через Северную Атлантику с четырьмя контейнеровозами дедвейтом 26 000 тонн. Эти корабли были оснащены парными газовыми турбинами Pratt & Whitney серии FT 4. Четыре корабля этого класса были названы Euroliner , Eurofreighter , Asialiner и Asiafreighter . После драматической организации стран-экспортеров нефти(ОПЕК) рост цен в середине 1970-х, операции были ограничены ростом цен на топливо. Некоторые модификации систем двигателей на этих кораблях были предприняты, чтобы разрешить сжигание топлива более низкого качества (например, судового дизельного топлива ). Снижение затрат на топливо было успешным при использовании другого непроверенного топлива в судовой газовой турбине, но затраты на техническое обслуживание увеличились с заменой топлива. После 1981 года корабли были проданы и переоборудованы более экономичными двигателями на дизельном топливе, но увеличенный размер двигателя уменьшил грузовое пространство. [ необходима цитата ]

Первым пассажирским паромом, в котором использовалась газовая турбина, был GTS Finnjet , построенный в 1977 году и оснащенный двумя турбинами Pratt & Whitney FT 4C-1 DLF, вырабатывающими 55000 кВт (74000 л.с.) и разгоняющими судно до скорости 31 узел. Однако Finnjet также проиллюстрировал недостатки газотурбинной двигательной установки на коммерческих судах, поскольку высокие цены на топливо сделали его эксплуатацию невыгодной. После четырех лет службы на судне были установлены дополнительные дизельные двигатели для снижения эксплуатационных расходов в межсезонье. Finnjet также был первым кораблем с комбинированной дизель-электрической и газовой силовой установкой. Другой пример коммерческого использования газовых турбин в пассажирском корабле Stena Line «S класс HSSбыстрые паромы. На судах Stena Explorer , Stena Voyager и Stena Discovery класса HSS 1500 используются комбинированные газовые и газовые установки с двумя двигателями GE LM2500 и GE LM1600 мощностью 68 000 кВт (91 000 л.с.). Немного меньше HSS 900 класса Stena Carisma , использует двойной ABB - СТАЛЬ GT35 турбин мощностью по 34000 кВт (46000 л.с.) брутто. Stena Discovery был выведен из эксплуатации в 2007 году, еще одна жертва слишком высоких цен на топливо стоит. [ необходима цитата ]

В июле 2000 года « Миллениум» стал первым круизным лайнером , приводимым в движение газовыми турбинами в комбинированной дизельной и газовой конфигурации. Лайнер RMS Queen Mary 2 использует комбинированную дизельную и газовую конфигурацию. [85]

В морских гонках катамаран Miss GEICO C5000 Mystic 2010 года использует две турбины Lycoming T-55 для своей системы питания. [ необходима цитата ]

Достижения в технологии [ править ]

Технологии газовых турбин неуклонно совершенствовались с момента своего создания и продолжают развиваться. Девелопмент активно производит как газовые турбины меньшего размера, так и более мощные и эффективные двигатели. Оказание помощи в этих достижениях являются компьютерным дизайн ( в частности , вычислительная гидродинамика и анализ метода конечных элементов ) , а также разработка усовершенствованных материалов: Базовые материалы с высокой прочностью при высокой температуре (например, монокристаллические суперсплавы , которые демонстрируют предел текучести аномалии ) или тепловой барьер покрытия , защищающие конструкционный материал от все более высоких температур. Эти достижения обеспечивают более высокую степень сжатия. температуры на входе в турбину, более эффективное сгорание и лучшее охлаждение деталей двигателя.

Вычислительная гидродинамика (CFD) внесла свой вклад в существенное улучшение характеристик и эффективности компонентов газотурбинного двигателя за счет более глубокого понимания сложных явлений вязкого течения и теплопередачи. По этой причине CFD является одним из ключевых вычислительных инструментов, используемых при проектировании и разработке газотурбинных двигателей [86] [87] .

Эффективность простого цикла первых газовых турбин была практически удвоена за счет включения промежуточного охлаждения, регенерации (или рекуперации) и повторного нагрева. Эти улучшения, конечно, происходят за счет увеличения начальных и эксплуатационных затрат, и они не могут быть оправданы, если снижение затрат на топливо не компенсирует увеличение других затрат. Относительно низкие цены на топливо, общее стремление отрасли свести к минимуму затраты на установку и колоссальное повышение КПД простого цикла примерно до 40 процентов не оставляли большого желания выбирать эти модификации. [88]

Что касается выбросов, проблема заключается в повышении температуры на входе в турбину при одновременном снижении пиковой температуры пламени для достижения более низких выбросов NOx и соответствия последним требованиям по выбросам. В мае 2011 года компания Mitsubishi Heavy Industries достигла температуры на входе в турбину 1600 ° C для газовой турбины мощностью 320 мегаватт и 460 МВт для систем выработки электроэнергии с комбинированным циклом, в которых общий тепловой КПД превышает 60%. [89]

Соответствие подшипники фольги были коммерчески введены газовых турбин в 1990 - х годах. Они могут выдерживать более сотни тысяч циклов пуска / останова и устраняют необходимость в масляной системе. Применение микроэлектроники и технологии переключения мощности позволило разработать коммерчески жизнеспособное производство электроэнергии с помощью микротурбин для распределения и приведения в движение транспортных средств.

Преимущества и недостатки [ править ]

Ниже приведены преимущества и недостатки газотурбинных двигателей: [90]

Преимущества [ править ]

  • Очень высокая удельная мощность по сравнению с поршневыми двигателями.
  • Меньше, чем большинство поршневых двигателей той же номинальной мощности.
  • Плавное вращение главного вала вызывает гораздо меньшую вибрацию, чем поршневой двигатель.
  • Меньшее количество движущихся частей по сравнению с поршневыми двигателями приводит к снижению затрат на техническое обслуживание и более высокой надежности / доступности в течение всего срока службы.
  • Повышенная надежность, особенно в приложениях, где требуется стабильно высокая выходная мощность.
  • Отработанное тепло почти полностью рассеивается в выхлопе. В результате получается высокотемпературный выхлопной поток, который очень хорошо подходит для кипячения воды в комбинированном цикле или для когенерации .
  • Более низкое пиковое давление сгорания, чем у поршневых двигателей в целом.
  • Высокие скорости вала в небольших «агрегатах со свободной турбиной», хотя более крупные газовые турбины, используемые в производстве электроэнергии, работают на синхронных скоростях.
  • Низкая стоимость и расход смазочного масла.
  • Может работать на самых разных видах топлива.
  • Очень низкие токсичные выбросы CO и HC из-за избытка воздуха, полного сгорания и отсутствия «гашения» пламени на холодных поверхностях.

Недостатки [ править ]

  • Стоимость основного двигателя может быть высокой из-за использования экзотических материалов.
  • Менее эффективен, чем поршневые двигатели на холостом ходу.
  • Более длительный запуск, чем у поршневых двигателей.
  • Менее чувствителен к изменениям потребляемой мощности по сравнению с поршневыми двигателями.
  • Характерный вой бывает трудно подавить.

Тестирование [ править ]

Британские, немецкие, другие национальные и международные коды испытаний используются для стандартизации процедур и определений, используемых для испытаний газовых турбин. Выбор используемого кода испытаний является соглашением между покупателем и производителем и имеет определенное значение для конструкции турбины и связанных систем. В Соединенных Штатах ASME разработало несколько кодов испытаний на производительность газовых турбин. Сюда входит ASME PTC 22-2014. Эти коды испытаний производительности ASME получили международное признание и признание для испытаний газовых турбин. Единственная наиболее важная и отличительная характеристика кодов испытаний производительности ASME, включая PTC 22, заключается в том, что неопределенность измерения указывает на качество теста и не должна использоваться в качестве коммерческого допуска.

См. Также [ править ]

  • Система воздушного пуска
  • Осевой компрессор
  • Центробежный компрессор
  • Распределенная генерация
  • Газотурбинный электровоз
  • Газотурбинный локомотив
  • Модульный гелиевый реактор газотурбинный
  • Измерение напряжения без вмешательства пользователя
  • Пневматический мотор
  • Паровая турбина
  • Отказ турбинного двигателя
  • Ветряная турбина

Ссылки [ править ]

  1. ^ Sonntag, Ричард Э .; Боргнакке, Клаус (2006). Введение в техническую термодинамику (Второе изд.). Джон Вили. ISBN 9780471737599.
  2. ↑ B. Zhang (14 декабря 2014 г.). Лу, Юнсян (ред.). История китайской науки и техники: Том 3 . Springer Berlin Heidelberg. С. 308–310. ISBN 978-3662441626. Для лампы с лошадиной рысью сделайте вырезанные из бумаги предметы, похожие на колесо, и свеча будет нагревать воздух, который поднимется и подтолкнет вырезанный из бумаги к движению, а тени вырезанной из бумаги будут отбрасываться светом свечи на экран.' ... Судя по записям династии Сун, китайская лампа для бегущей лошади была изобретена не позднее 1000 года нашей эры. ... Очевидно, у лампы для бега лошади уже были зачатки газовой турбины.
  3. ^ "Массачусетский технологический институт газотурбинной лаборатории" . Web.mit.edu. 27 августа 1939 . Проверено 13 августа 2012 года .
  4. ^ Патент Великобритании № 1833 - Получение и применение движущей силы и т. Д. Способ подъема воспламеняющегося воздуха для обеспечения движения и облегчения металлургических операций
  5. ^ "Исходный документ: GB186101633 (A) - 1861-12-18 калорийные двигатели" . Worldwide.espacenet.com . Проверено 13 марта 2016 .
  6. ^ Giges, Нэнси (июль 2013). "Игорь Сикорский Пионер авиации" . ASME . Дата обращения 7 июня 2019 .
  7. ^ "Патент US0635919" (PDF) . Freepatentsonline.com . Проверено 13 августа 2012 года .
  8. ^ "История - биографии, ориентиры, патенты" . КАК Я. 10 марта 1905 . Проверено 13 августа 2012 года .
  9. ^ [1] , «Аппарат для выработки механической энергии» 
  10. ^ a b Leyes, стр. 231-232.
  11. ^ Баккен, Ларс Едр., P.83-88. «Столетие первой газовой турбины, дающей полезную мощность: дань уважения Эгидиусу Эллингу». КАК Я. 2004 г.
  12. ^ Патент США US1061206
  13. ^ http://www.hype-digital.co.uk . «Добро пожаловать на веб-сайт Фрэнка Уиттла» . www.frankwhittle.co.uk . Архивировано из оригинального 13 февраля 2012 года . Проверено 22 октября +2016 .
  14. ^ Крейт, Франк, изд. (1998). Справочник CRC по машиностроению (второе изд.). США: CRC Press. п. 222. ISBN. 978-0-8493-9418-8.
  15. ^ "Университет Бохума" In Touch Magazine 2005 ", стр. 5" (PDF) . Архивировано 13 марта 2012 года из оригинального (PDF) . Проверено 13 августа 2012 года .
  16. ^ Автомобильные новости . Crain Automotive Group. 1981 г.
  17. ^ Джон Голли. 1996. «Джет: Фрэнк Уиттл и изобретение реактивного двигателя». ISBN 978-1-907472-00-8 
  18. ^ Эккардт, Д. и Руфли, П. "Передовые технологии газовых турбин - первые в истории ABB / BBC", ASME J. Eng. Газ Турб. Мощность, 2002, с. 124, 542-549
  19. ↑ Giffard, Гермиона (10 октября 2016 г.). Создание реактивных двигателей во Второй мировой войне: Великобритания, Германия и США . Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0-226-38859-5.
  20. ^ Эккардт, Д. "Газотурбинная электростанция". 2014. ISBN 978-3-11-035962-6. 
  21. ^ "Послевоенный прогресс в движении" . The Times . 15 июня 1953 г. с. 20 . Проверено 8 января 2021 года .
  22. ↑ Нанн, Роберт H (25 февраля 1977 г.). Морская газовая турбина - Великобритания представляет пример технологического развития (PDF) (отчет). Управление военно-морских исследований США. п. 5.
  23. ↑ Лэнгстон, Ли С. (6 февраля 2017 г.). «Каждое лезвие - отдельный кристалл» . Американский ученый . Проверено 25 января 2019 года .
  24. ^ Хада, Сатоши; и другие. «Результаты испытаний первой в мире газовой турбины серии J 1600C» (PDF) . Проверено 15 октября 2015 года .
  25. ^ «Газовые турбины преодолевают барьер эффективности 60%» . Когенерация и производство электроэнергии на месте . 5 января 2010. Архивировано из оригинала на 30 сентября 2013 года.
  26. ^ Waumans, T .; Vleugels, P .; Peirs, J .; Аль-Бендер, Ф .; Рейнаертс, Д. (2006). Роторно-динамическое поведение ротора микротурбины на воздушных подшипниках: методы моделирования и экспериментальная проверка, с. 182 (PDF) . ISMA. Международная конференция по шумовой и вибрационной технике. Архивировано из оригинального (PDF) 25 февраля 2013 года . Проверено 7 января 2013 года .
  27. ^ Кристофер, Джон. Гонка Гитлеровских самолетов Икс (The Mill, Глостершир: History Press, 2013), стр.74.
  28. ↑ Christopher, p.75.
  29. ^ http://www.uwm.edu.pl/wnt/technicalsc/tech_12/B19.pdf
  30. ^ Агроэл, Гири L. (2 июня 1997). Технология фольгированных воздухо-газовых подшипников - Обзор . ASME 1997 Международный конгресс и выставка газовых турбин и авиационных двигателей . стр. V001T04A006. DOI : 10.1115 / 97-GT-347 . ISBN 978-0-7918-7868-2. Проверено 23 июля 2018 года .
  31. ^ Хейзел, Брайан; Ригни, Джо; Горман, Марк; Бутуэлл, Бретт; Даролиа, Рам (2008). Разработка улучшенного связующего покрытия для повышения долговечности турбины . Суперсплавы. США: Общество минералов, металлов и материалов. DOI : 10.7449 / 2008 / Superalloys_2008_753_760 .
  32. ^ "Покрытия для лопаток турбин"
  33. ^ AW James et al. «Газовые турбины: условия эксплуатации, комплектующие и требования к материалам»
  34. ^ Тамарин, Ю. Защитные покрытия для турбинных лопаток. 2002. ASM International. стр. 3-5
  35. ^ А. Новотник "Суперсплавы на основе никеля"
  36. ^ Latief, FH; Какехи, К. (2013) "Влияние содержания Re и кристаллографической ориентации на ползучесть алюминизированных монокристаллических суперсплавов на основе Ni". Материалы и дизайн 49: 485-492
  37. ^ Карон П., Хан Т. "Развитие суперсплавов на основе никеля для применения в монокристаллических лопатках газовых турбин"
  38. ^ Дик, Эрик (2015). «Тяговые газовые турбины». Основы турбомашин . 109 .
  39. ^ a b Робб, Дрю (1 декабря 2017 г.). «Авиационные газовые турбины» . Международный журнал Turbomachinery . Проверено 26 июня 2020 .
  40. ^ "Запуск Vulcan APU" . Архивировано из оригинала (видео) 13 апреля 2013 года.
  41. ^ "Бристоль Сидделей Протеус" . Внутренний пожарный музей энергетики. 1999. Архивировано из оригинала 18 января 2009 года.
  42. ^ "Реактивный гонщик" . Scrapheap Challenge . Сезон 6. Великобритания. 2003 . Проверено 13 марта 2016 .
  43. ^ a b c d Шреклинг, Курт (1994). Газовые турбины для авиамоделей . ISBN 978-0-9510589-1-6.
  44. ^ Kamps, Thomas (2005). Модель реактивных двигателей . Публикации Траплета. ISBN 978-1-900371-91-9.
  45. ^ Ли С. Лэнгстон (июль 2012 г.). «Эффективность в цифрах» .
  46. ↑ Келлнер, Томас (17 июня 2016 г.). «Вот почему последний мировой рекорд Гиннеса будет держать Францию ​​в сиянии еще долго после того, как футбольные фанаты уйдут» (пресс-релиз). General Electric . Проверено 21 июня +2016 .
  47. ^ «Технология высокой доступности теперь доступна с первой в отрасли эффективностью 64%» (пресс-релиз). GE Power. 4 декабря 2017.
  48. ^ Рэтлифф, Фил; Гарбетт, Пол; Фишер, Виллибальд (сентябрь 2007 г.). «Новая газовая турбина Siemens SGT5-8000H для большего удобства клиентов» (PDF) . VGB PowerTech . Siemens Power Generation . Проверено 17 июля 2010 года .
  49. ^ Кэпехарт, Barney L. (22 декабря 2016). «Микротурбины» . Руководство по проектированию всего здания . Национальный институт строительных наук.
  50. ^ "История газотурбинных транспортных средств корпорации Chrysler", опубликованная Техническим отделом 1979 г.
  51. ^ "Chrysler Corp., Exner Concept Cars с 1940 по 1961 год" без даты , извлечено 11 мая 2008 года.
  52. ^ Bladon Jets и Jaguar Land Rover Win Финансирование для газовых турбин электрических транспортных средств проекта архивации 13 марта 2012 в Wayback Machine
  53. ^ «Газовые турбины для автомобилей» . Популярная наука . 146 (8): 121. май 1946 . Проверено 13 марта 2016 .
  54. ^ Depreux, Stephane (февраль 2005). «Ретромобиль 2005» . Classics.com. Архивировано из оригинала на 16 декабря 2018 года.
  55. ^ "Газовая турбина Авто" . Популярная механика . 101 (3): 90. Март 1954 г.
  56. ^ а б «Турбо-Плимут угрожает будущему стандарта» . Популярная наука . 165 (1): 102. июль 1954 . Проверено 13 марта 2016 .
  57. ^ "Крайслер турбинные двигатели и автомобили" . Allpar.com . Проверено 13 марта 2016 .
  58. ^ "Турбо-автомобиль Италии достигает 175 миль в час" Популярная механика . 165 (1): 120. июль 1954 . Проверено 13 марта 2016 .
  59. ^ "Big Red" Экспериментальный грузовик с газовой турбиной 1964 г., Нью-Йоркская всемирная выставка XD10344 . Ford Motor Company. 1966 . Проверено 4 сентября 2020 года - через YouTube.
  60. ^ Holderith, Питер (19 августа 2020). «Гигантский турбинный полуприцеп Ford« Big Red »потерян где-то на юго-востоке Америки» . Драйв . США . Проверено 21 августа 2020 .
  61. ^ Линден, Лоуренс Х .; Кумар, Субраманьям; Самуэльсон, Пол Р. (декабрь 1977 г.). Вопросы в исследованиях перспективных автомобильных систем, поддерживаемых федеральным правительством . Отдел политических исследований и анализа Национального научного фонда. п. 49. hdl : 1721.1 / 31259 .
  62. ↑ Linden, страница 53.
  63. ^ Веррелли, LD; Андари, CJ (май 1972 г.). «Анализ выбросов выхлопных газов газовой турбины Williams Research AMC Hornet». Национальная служба технической информации . ОСТИ 5038506 . PB218687. 
  64. ^ Norbye, Ян П. (март 1971). «Миниатюрная газовая турбина мощностью 80 л.с. для компактного автомобиля» . Популярная наука . 198 (3): 34 . Проверено 13 марта 2016 .
  65. ^ Людвигсен, Карл (ноябрь 1971). "Турбина Williams выходит в путь". Motor Trend . 23 (11).
  66. ^ Norbye, Ян П .; Данн, Джим (сентябрь 1973). «Газотурбинный автомобиль: сейчас или никогда» . Популярная наука . 302 (3): 59.
  67. ^ «Статья в зеленой машине» . Greencar.com. 31 октября 2007 года Архивировано из оригинала 13 августа 2012 года . Проверено 13 августа 2012 года .
  68. ↑ Надь, Крис (1 октября 2010 г.). "Электрический кот: концепт-суперкар Jaguar C-X75" . Automoblog.net . Проверено 13 марта 2016 .
  69. ^ "Турбина приводит в действие гоночный автомобиль на пенсии" . Popular Science : 89. Июнь 1955 . Проверено 23 июля 2018 года .
  70. ^ "История автомобиля с турбинным двигателем Howmet TX 1968 года, который до сих пор остается единственным в мире победителем гонки с турбинным двигателем" . Пит Стоу История автоспорта. Июнь 2006 Архивировано из оригинала 2 марта 2008 года . Проверено 31 января 2008 года .
  71. ^ «Последовательные гибридные автобусы для схемы общественного транспорта в Брешии (Италия)» . Draft.fgm-amor.at. Архивировано из оригинального 16 марта 2012 года . Проверено 13 августа 2012 года .
  72. ^ Кей, Энтони Л. (2002). Разработка немецкого реактивного двигателя и газовой турбины 1930-1945 гг . Эйрлайф. ISBN 9781840372946.
  73. ^ Огоркевич, Ричард М. (1991). Технология танков . Информационная группа Джейн. п. 259 . ISBN 9780710605955.
  74. ^ Уолш, Филип П .; Пол Флетчер (2004). Производительность газовой турбины (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. п. 25. ISBN 978-0-632-06434-2.
  75. ^ « Первая морская газовая турбина, 1947 » . Scienceandsociety.co.uk. 23 апреля 2008 . Проверено 13 августа 2012 года .
  76. ^ Søløven класс torpedoboat, 1965 Дата архивации 15 ноября 2011 в Wayback Machine
  77. ^ Willemoes класс торпеда / Ракетный катер, 1974 архивации 20 августа 2011 в Wayback Machine
  78. ^ Быстрый ракетный катер
  79. ^ "Веб-сайт историка береговой охраны США, USCGC Point Тэтчер (WPB-82314)" (PDF) . Проверено 13 августа 2012 года .
  80. ^ «Эксплуатация морской газовой турбины в морских условиях». Журнал Американского общества морских инженеров . 66 (2): 457–466. 2009. doi : 10.1111 / j.1559-3584.1954.tb03976.x .
  81. ^ Будущие варианты питания корабля: изучение альтернативных методов движения корабля . Королевская инженерная академия принца Филиппа Хауса. 2013. ISBN. 9781909327016.
  82. ^ Центр разработки программ военно-морского образования и подготовки Введение в морские газовые турбины (1978) Командование поддержки военно-морского образования и подготовки, стр. 3.
  83. ^ Национальный исследовательский совет (США) Инновации в морской индустрии (1979) Совет по исследованиям морского транспорта, стр. 127-131
  84. ^ "Jetfoil / подводные крылья Исторический снимок" . Боинг.
  85. ^ «GE - Aviation: GE переходит от установки к оптимальной надежности газотурбинных установок круизных судов» . Geae.com. 16 марта 2004 года Архивировано из оригинала 16 апреля 2011 года . Проверено 13 августа 2012 года .
  86. ^ "CFD для авиационных двигателей" (PDF) . HCL Technologies. Апрель 2011 . Проверено 13 марта 2016 .
  87. ^ Кристи, R; Бернс, я; Камински, C (2013). "Температурный отклик акустически вызванного турбулентного бедного предварительно смешанного пламени: количественное экспериментальное определение". Наука и технология горения . 185 : 180–199. DOI : 10.1080 / 00102202.2012.714020 . S2CID 46039754 . 
  88. ^ Engel, Юнус А .; Болес., Майкл А. (2011). 9-8. Термодинамика: инженерный подход (7-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 510.
  89. ^ «MHI Достигает 1600 ° C Температуры на вход турбины в тестовой эксплуатации Лучшего термического КПД мира„J-серии“газовые турбины» . Mitsubishi Heavy Industries. 26 мая 2011 года Архивировано из оригинала 13 ноября 2013 года .
  90. Перейти ↑ Brain, Marshall (1 апреля 2000 г.). «Как работают газотурбинные двигатели» . Science.howstuffworks.com . Проверено 13 марта 2016 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Описание стационарных газовых турбин сгорания, включая масло и систему контроля скорости
  • "Авиационная газотурбинная технология" Ирвина Э. Трегера, McGraw-Hill, Glencoe Division, 1979, ISBN 0-07-065158-2 . 
  • "Теория газовой турбины" HIH Saravanamuttoo, GFC Rogers и H. Cohen, Pearson Education, 2001, 5-е изд., ISBN 0-13-015847-X . 
  • Leyes II, Richard A .; Уильям А. Флеминг (1999). История североамериканских малых газотурбинных авиационных двигателей . Вашингтон, округ Колумбия: Смитсоновский институт. ISBN 978-1-56347-332-6.
  • RM «Фред» Клаасс и Кристофер ДеллаКорте, «В поисках безмасляных газотурбинных двигателей», Технические документы SAE, № 2006-01-3055, доступно на sae.org
  • "Модели реактивных двигателей" Томаса Кампса ISBN 0-9510589-9-1 Traplet Publications 
  • Авиационные двигатели и газовые турбины , второе издание Джека Л. Керреброка, MIT Press, 1992, ISBN 0-262-11162-4 . 
  • «Судебно-медицинское расследование происшествия с газовой турбиной» Джона Моллоя, M&M Engineering
  • " Характеристики газовой турбины, 2-е издание" Филиппа Уолша и Пола Флетчера, Wiley-Blackwell, 2004 ISBN 978-0-632-06434-2 
  • Национальные академии наук, инженерии и медицины (2020). Передовые технологии для газовых турбин (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. DOI : 10.17226 / 25630 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Газовая турбина в Керли
  • Bonnier Corporation (декабрь 1939 г.). «Новая эра силы, чтобы крутить колеса» . Популярная наука . Bonnier Corporation. п. 81.
  • Технологическая скорость гражданских реактивных двигателей
  • Лаборатория газовых турбин Массачусетского технологического института
  • Исследование микротурбин Массачусетского технологического института
  • Руководство по распределенным энергетическим ресурсам Калифорнии - Генераторы микротурбин
  • Введение в принцип работы газовой турбины на сайте "Как работает материал".
  • Симулятор газовой турбины самолета для интерактивного обучения
  • Онлайн-справочник по технологиям стационарных газовых турбин, составленный Министерством энергетики США.