Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Кочевник
Napier Nomad.jpg
Napier Nomad II
ТипТурбо-составной
авиадвигатель
национальное происхождениеСоединенное Королевство
ПроизводительNapier & Son
Первый забегОктябрь 1949 г.
Основные приложенияAvro Lincoln (только испытательный стенд)

Напьер Кочевник был британским дизельным двигателем самолета разработан и построен Napier & Son в 1949 году Они объединили поршневой двигатель с турбиной для восстановления энергии от выхлопных газов и тем самым улучшить экономию топлива . Были испытаны две версии: комплекс Nomad I, в котором использовались два гребных винта, каждый из которых приводился в движение механически независимыми ступенями, и Nomad II , использующий принцип турбо-соединения, соединил две части для привода одного гребного винта. У Nomad II был самый низкий до того времени показатель удельного расхода топлива . [1]Несмотря на это, проект Nomad был отменен в 1955 году из-за того, что на разработку было потрачено 5,1 миллиона фунтов стерлингов, поскольку наибольший интерес перешел к турбовинтовым проектам. [2]

Дизайн и разработка [ править ]

В Центре Стивена Удвар-Хейзи
Napier Nomad 1

В 1945 году Министерство авиации запросило предложения по новому двигателю класса 6000 л.с. (4500 кВт) с хорошей топливной экономичностью. Кертисс-Райт разрабатывал двигатель такой мощности, известный как двигатель с турбонаддувом , но сэр Гарри Рикардо , один из великих британских конструкторов двигателей, предположил, что наиболее экономичной комбинацией была бы аналогичная конструкция с двухтактным дизельным двигателем. место бензинового двигателя Curtiss .

Перед Второй мировой войной Napier лицензировал дизельную конструкцию Junkers Jumo 204 для организации производства в Великобритании под названием Napier Culverin , но с началом войны Sabre приобрело огромное значение, и работа над Culverin была остановлена. В ответ на требования Министерства авиации 1945 года Napier отряхнул эту работу, объединив два увеличенных Culverin в H- образный блок, похожий на Sabre, в результате чего получился массивный 75-литровый дизайн. Однако рынок двигателя такого размера казался ограниченным, поэтому вместо этого они вернулись к оригинальной конструкции Sabre с горизонтально расположенными 12 цилиндрами , и в результате появился Nomad.

Целью проекта было создание гражданской силовой установки с гораздо более высокой топливной экономичностью, чем у появляющегося реактивного двигателя. Тепловой КПД определяется выражением , где T e - температура выхлопных газов в градусах Кельвина, а T p - пиковая температура сгорания. Реактивные двигатели имеют относительно низкотемпературные системы сгорания, которые производят T pне более 1000 К, что намного меньше типичных 5000 К для поршневого двигателя, и поэтому у струй очень низкий тепловой КПД. Конструкция Nomad была сосредоточена на замене низкотемпературных камер сгорания реактивного двигателя на высокоэффективные камеры сгорания дизельного двигателя. На практике было слишком сложно вернуть мощность дизельного двигателя обратно в турбинный цикл. Максимальная практическая мощность Nomad составляла 4000 л.с. (3000 кВт), и он был намного тяжелее, чем чистый реактивный самолет той же мощности. К этому моменту производство гражданских самолетов, таких как Boeing 707, приближалось к завершению, а Nomad никогда всерьез не рассматривался ни одним производителем самолетов.

Кочевник I [ править ]

Схематический рисунок Napier Nomad I и II.

Первоначальная конструкция Nomad (E.125) или Nomad 1 была невероятно сложной, почти два двигателя в одном. Один из них был двухтактным дизельным двигателем с турбонаддувом , имевшим некоторое сходство с половиной H-24 Napier Sabre . Под ним были установлены вращающиеся части турбовинтового двигателя, основанного на конструкции Naiad , мощность которого приводила в движение передний винт пары встречного вращения. Для достижения более высокого наддува коленчатый вал приводил в действие центробежный нагнетатель, который также обеспечивал продувку, необходимую для запуска двигателя в состоянии покоя. Во время взлета дополнительное топливо впрыскивалось в заднюю ступень турбины для увеличения мощности и отключалось, когда самолет находился в крейсерском режиме. [3]

Узлы компрессора и турбины Nomad были испытаны в 1948 году, а весь агрегат был запущен в октябре 1949 года. Прототип был установлен в носовой части тяжелого бомбардировщика Avro Lincoln для испытаний: он впервые поднялся в воздух в 1950 году и появился на авиалайнере Фарнборо Показ 10 сентября 1951 г. [4] В общей сложности Nomad I проработал чуть более 1000 часов и оказался довольно темпераментным, но при правильной работе он мог производить 3000 л.с. (2200 кВт) и тягу 320 фунтов-силы (1,4 кН). Он имел удельный расход топлива (sfc) 0,36 фунта / л.с. / ч (0,22 кг / кВт / ч).

Прототип Nomad I выставлен в Национальном музее полетов на аэродроме East Fortune в Шотландии .

Кочевник II [ править ]

Nomad II, вид спереди в три четверти
Вид сверху

Еще до запуска Nomad I был разработан его преемник, Nomad II (E.145) Nomad 6. В этой версии к осевому компрессору / нагнетателю была добавлена ​​дополнительная ступень, исключая отдельную центробежную часть и промежуточный охладитель. Турбина (которая также получила дополнительную ступень) теперь использовалась только для привода компрессора и передачи любой избыточной мощности на главный вал с помощью редуктора с переменным передаточным числом Beier ; [5] отдельный пропеллер от турбины был удален, как и вся система « форсажной камеры » с ее клапанами и т. Д. Таким образом, теперь система была похожа на комбинацию механического нагнетателя и турбонагнетателя.без необходимости обхода. Результат был меньше и значительно проще: один двигатель приводил в движение один гребной винт. [6] Всего было снято около 450 кг. Эти влажные вкладыши цилиндров кочевника I были изменены для сухих гильз . [7]

Пока Nomad II проходил испытания, опытный образец Авро Шеклтона был предоставлен компании Napier в качестве испытательного стенда. Двигатель оказался громоздким, как и Nomad I до него, и тем временем на Shackleton использовалось несколько фиктивных двигателей для различных испытаний.

Дальнейшая разработка Nomad Nm.7 мощностью 3500 л.с. (2600 кВт) была объявлена ​​в 1953 г. [8]

К 1954 году интерес к Nomad пошел на убыль, и после того, как единственный проект Avro Type 719 Shackleton IV , основанный на нем, был отменен, работа над двигателем была прекращена в апреле 1955 года, израсходовав 5,1 миллиона фунтов стерлингов.

Nomad II выставлен в Центре Стивена Удвара-Хейзи в Вирджинии . [9]

Приложения [ править ]

  • Посол воздушной скорости (только запланировано) [10]
  • Avro Lincoln (только испытательный стенд)
  • Авро Шеклтон (только запланировано)
  • Canadair CP-107 Argus (только в планах)

Технические характеристики (Nomad II) [ править ]

Данные полета 1954 г. [11]

Общие характеристики

  • Тип: Двенадцатицилиндровый двухтактный бесклапанный дизельный двигатель с трехступенчатой ​​турбиной, приводящей в движение коленчатый вал и осевой компрессор .
  • Диаметр цилиндра : 6,00 дюйма (152 мм)
  • Ход поршня : 7,375 дюйма (187,3 мм)
  • Объем : 2,502 дюйма 3 (41,0 л)
  • Длина: 119 дюймов (3000 мм)
  • Ширина: 56,25 дюйма (1429 мм)
  • Высота: 40 дюймов (1000 мм)
  • Сухой вес : 3580 фунтов (1620 кг)

Составные части

  • Клапанный : поршневой двухтактный
  • Нагнетатель : турбовальный и газогенератор Napier Naiad , максимальное давление наддува 89 фунтов на квадратный дюйм
  • Турбокомпрессор : выхлопные газы двигателя направляются в секцию турбины Naiad.
  • Система охлаждения: с жидкостным охлаждением

Представление

  • Выходная мощность: максимальная взлетная мощность 3150 л.с. (2350 кВт) при наддуве 89 фунтов на квадратный дюйм (610 кПа), включая остаточную тягу 320 фунт- сила от турбины при 2050 об / мин (коленчатый вал) и 18 200 об / мин (турбина)
  • Удельная мощность : 1,25 л.с. / дюйм 3 (57 кВт / л)
  • Степень сжатия : 8,1 (степень сжатия цилиндров), 31,5: 1 (общая степень сжатия)
  • Удельный расход топлива : 0,345 фунта / (э.с. · ч) (0,210 кг / (кВт · ч)) (комбинированный агрегат) на высоте 11000 футов и 300 узлов
  • Отношение мощности к весу : 0,88 л.с. / фунт (1,45 кВт / кг)

Секция турбины [ править ]

Общие характеристики

  • Тип: Газогенератор на базе Napier Naiad
  • Длина:
  • Диаметр:
  • Сухой вес:

Составные части

  • Компрессор: 12-ступенчатый осевой поток
  • Турбина : 3-х ступенчатая осевая подача

Представление

  • Максимальная тяга : остаточная 320 фунт-сила-сила при 18200 об / мин
  • Общий коэффициент давления : 8,25: 1
  • Массовый расход воздуха: 13,0 фунт / с (5,9 кг / с)
  • Удельная мощность :

См. Также [ править ]

Сопоставимые двигатели

  • Роллс-Ройс Креси
  • Добрынин ВД-4К

Связанные списки

  • Список авиационных двигателей

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ганстон, Билл (1989). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей . Кембридж, Англия: Патрик Стивенс. п. 106. ISBN 1-85260-163-9.
  2. ^ «Отмененные проекты: список обновлен» . Рейс : 262. 17 августа 1967 г.
  3. ^ Lumsden (2003) , стр. 170.
  4. ^ Lumsden (2003) , стр. 172.
  5. ↑ Flight (30 апреля 1954 г.) , стр. 549.
  6. ^ Lumsden (2003) , стр. 171.
  7. ↑ Flight (30 апреля 1954 г.) , стр. 550.
  8. Перейти ↑ Flight Nov 1953 p 610
  9. ^ Стивен Удвар-Хейзи - Napier Nomad Проверено: 7 апреля 2020
  10. ^ "Авиационная разведка: Великобритания" . Рейс : 485. 17 апреля 1953 г.
  11. ^ Gunston, Билл (30 апреля 1954). «Napier Nomad: двигатель выдающейся эффективности» . Рейс : 543–551 . Проверено 18 декабря 2009 года .
  • Ламсден, Алек (2003). Британские поршневые двигатели и их самолеты . Мальборо, Уилтшир: Эйрлайф Паблишинг. С. 170–172. ISBN 1-85310-294-6.CS1 maint: ref = harv ( ссылка )
  • https://www.thegrowler.org.uk/avroshackleton/the-nomad-proposal.htm - Предложение кочевника , исследование Криса Эшворта - оно было среди первоисточников статьи в соответствии с историей.

Внешние ссылки [ править ]

  • Фотогалерея поршневых двигателей Napier Исторического общества авиационных двигателей
  • «Napier Nomad» 1952 Полет реклама для Nomad двигатель
  • "Nomad NNm6" - летная статья 1953 года о Nomad II.
  • Napier Nomad 2 установлен в подвесной гондоле Shackleton в выпуске журнала Flight за 1961 год.