Пороховой двигатель самолета

Пороховой ракетный двигатель – это один из простейших вариантов реактивных двигателей для самолетов и ракет. В качестве топлива он использует твердое топливо – пороховой заряд. Как правило, применяют бездымный вид пороха, поскольку он имеет высокую температуру сгорания и придает летательному аппарату мощный импульс. Для ракет он используется в качестве основного двигателя, что касается авиации и самолетов, то может применяться как дополнительный для большого ускорения.

Современный пороховой ракетный двигатель. 1 — пороховые шашки; 2 — диафрагма; 3 — сопло.

Подобные пороховые ускорители сокращают дистанцию разбега при взлете. После расхода всего топлива такие двигатели в большинстве случаев отсоединяются от основной конструкции летательного аппарата.

Исторические данные об использовании пороховых двигателей.

Первые зафиксированные данные об использовании пороха в качестве ускорителя датируются 960 годом. В это время китайцы изготовляли первые пороховые ракеты для военных целей. Очень часто упоминаются в легендах и сказаниях использования пороховых зарядов для осуществления полетов. Так, одна из легенд повествовала о попытке полета Ван Гу на летательном аппарате, заряженном 47 ракетами с порохом.

В 1540 году была напечатана книга «О пиротехнике» автора Ванноччо Бирингуччо. Уже в это время была предоставлена первая схема строения пороховой ракеты с одной и несколькими ступенями. Все же огромное количество писателей-фантастов тех времен использовали свои скромные знания о ракетостроении и пороховых двигателях для возможности их героев попасть в отдаленные уголки планеты или даже на Луну.

Более реальное проектирование и создание действительно успешных пороховых двигателей началось с 19 века. Так, в 1817 году англичанин У. Конгрева смог изготовить ракету с дальностью полета в 2,7 километра. Параллельно с этим российские конструкторы И. Картмазов и А. Засядько изготовили свой прототип, который смог пролететь 2,69 километра. Дальнейшие наработки в данной отрасли позволили достичь еще лучших показателей. В 1881 году отечественный конструктор и исследователь Н. Кибальчич работал над изготовлением пилотируемого летательного аппарата с пороховым двигателем. Еще через 5 лет А. Эвальд провел комплекс опытов с моделью самолета на пороховом заряде.

Конечно же, прорывом стали разработки М. Поморцева, который в 1902 году изготовил ракету с пороховым двигателем. Ее особенностью являются стабилизирующие поверхности на корпусе и более продуманная конструкция двигателя. Все это позволило достичь дальности полета в 9 километров.

В создании пороховых двигателей не отставали и германские конструкторы. Так в 20-х годах прошлого века достаточно известный конструктор автомобилей Фриц фон Опель использовал пороховые заряды для ускорения велосипеда и мотоцикла, после чего провел опыты и с автомобилем. В апреле 1928 года конструктор установил на гоночную модель автомобиля Opel-Rak 12 ракет с твердым топливом. Данный ускоритель позволил достичь скорости в 112 км/час. В мае этого же года на автомобиль установили 24-зарядный блок ракет, который разогнал машину до скорости 200 км/час.

После проведенных опытов Ф. Опель начал проводить тестирование пороховых двигателей на летательных аппаратах. Был создан самолет-ракетоплан под названием Opel RК 22 в 1928 году. Параллельно с этим А. Липпше создал подобную летающую машину под названием «Утка», она смогла за одну минуту пролететь 1,2 километра на пороховом ускорителе. Что касается аппарата Опеля, то он смог достичь скорости 152 км/час в полете. Через год, а именно в октябре 1929 года, провел испытания своего летающего агрегата конструктор Г. Эспенлауб. Ракетоплан был оснащен 15 ракетными зарядами, которые смогли поднять машину в воздух, но во время полета летательный аппарат загорелся.

Что касается разработок СССР в данной отрасли, то они активно начались с 30-х годов. Удалось построить самолет, в котором использовались пороховые заряды в качестве дополнительных, он имел название У-1. Тестирование прошло отлично, после чего решили установить подобные ускорители на бомбардировщике типа ТБ-1. Для качественного разгона было установлено по 3 пороховых заряда с каждой стороны корпуса аппарата. Стоит отметить, что масса всего комплекта ускорителей составляла только 60 килограмм. При этом в течение двух секунд работы они выдавали тягу в 10 400 кгс. Данной мощности было достаточно для того, чтобы 7-тонный бомбардировщик смог сократить свой разбег при взлете от 330 метров к 80 метрам.

Подобные испытания были проведены и на советских истребителях в 1935 году. Несмотря на получение огромной тяги, подобные установки так и не получили широкого применения в авиастроении.

Во времена Второй мировой войны пороховые ускорители для своих самолетов широко использовала Япония и Германия. Кроме того, во время ухудшения состояния этих стран под конец войны ими были проведены разработки ударных самолетов, которые использовали твердотопливный двигатель в качестве основной силовой установки самолетов. На основе таких проектов были созданы самолеты для самоубийственных миссий по кораблям. Такие самолеты широко использовала Япония, наиболее ярким примером является аппарат «Ока».

Все дальнейшие разработки только улучшили показатели дальности и точности полета. Все же в большинстве случаев пороховые двигатели больше использовали и используют для строения ракет, нежели в авиации. Хотя подобные ускорительные установки с твердым топливом оказали немалую помощь в самолетостроении.

Особенности строения и работы порохового двигателя

Пороховой двигатель самолета часто называют ракетным двигателем твердого топлива, сокращенно РДТТ. При работе таких двигателей используется объединение окислителя и твердого топлива в единую массу. Все это находится непосредственно в камере сгорания, а не в дополнительных топливных баках, как в жидкостных моделях. Кроме облегчения конструкции, она становится более надежной и простой, поскольку исключается система подачи горючего. Самым простым и ярким примером такой конструкции является обычная пороховая ракета.

Прежде всего, стоит отметить, что применение РДТТ в авиации необходимо для достижения определенных задач. Конечно же, основная задача, которую решают дополнительные пороховые двигатели, – это значительное увеличение тяговооруженности самолета на определенном этапе полета. В большинстве случаев это необходимо при взлете. Не всегда существуют отличные условия для взлета и нормального разбега самолета. Особо актуально это было во времена поршневой авиации и на первых этапах развития реактивных установок на жидком топливе. Это позволяло значительно сократить дистанцию разбега летательного средства. Подобный быстрый старт помогал избежать плотного обстрела орудий противника. Также были модели истребителей, которые использовали пороховые ускорители для быстрого достижения воздушной цели противника. Повышение тяговооруженности в определенный экстремальный момент полета позволяет решать боевые задачи более легко и эффективно.

Недостатки преимущества пороховых двигателей

Неоспоримым преимуществом является простота конструкции, а также исключение утечки топлива, высокая степень безопасности в использовании и надежность. Подобные конструкции могут храниться на протяжении долгого времени.

Что касается недостатков, то здесь нужно подчеркнуть невысокие показатели удельного импульса и сложность в управлении тягой. Уменьшить или отключить тягу невозможно. При работе возникают сильные вибрации корпуса летательного аппарата. Выхлоп отработанных газов достаточно токсичен и наносит урон окружающей среде.

Используемое топливо:

Гомогенный тип топлива, который являет собой твердый раствор нитроцеллюлозы в нитроглицерине. Как правило, подобное горючее используется для запуска больших ракет.

Смесевый тип горючего. Это, как правило, смесь окислителя с основным твердым горючим.

Первым топливом для ракетных двигателей была смесь из селитры, серы и древесного угля. Далее начали использовать в качестве окислителя перхлорат аммония совместно с полимерным горючим (в космическом ракетостроении). В современном мире подобные типы двигателя используют для ракетомоделирования. При этом создают более простые смеси на основе более доступного нитрата калия и органически связывающих веществ, таких как сахар или сорбит.

В итоге стоит подчеркнуть, что пороховые двигатели не являются актуальными для современного самолетостроения. Даже космическая отрасль проводит разработки более эффективных и доступных пусковых механизмов для ракет.

Пороховой ракетный двигатель самолета, ракеты

Пороховой ракетный двигатель – это один из несложных вариантов реактивных двигателей для ракет и самолётов. В качестве горючего он применяет жёсткое горючее – пороховой заряд. В большинстве случаев, используют бездымный вид пороха, потому, что он имеет большую температуру сгорания и придает летательному аппарату замечательный импульс.

Для ракет он употребляется в качестве главного двигателя, что касается авиации и самолетов, то может использоваться как дополнительный для громадного ускорения.

Современный пороховой ракетный двигатель. 1 — пороховые шашки; 2 — диафрагма; 3 — сопло.

Подобные пороховые ускорители уменьшают расстояние разбега при взлете. По окончании расхода всего топлива такие двигатели как правило отсоединяются от главной конструкции летательного аппарата.

Исторические информацию об применении пороховых двигателей.

Первые зафиксированные информацию об применении пороха в качестве ускорителя датируются 960 годом. Сейчас китайцы изготовляли первые пороховые ракеты для армейских целей. Частенько упоминаются в сказаниях и легендах применения пороховых зарядов для осуществления полетов.

Так, одна из преданий повествовала о попытке полета Ван Гу на летательном аппарате, заряженном 47 ракетами с порохом.

В первой половине 40-ых годов XVI века была напечатана книга «О пиротехнике» автора Ванноччо Бирингуччо. Уже сейчас была предоставлена первая схема строения пороховой ракеты с одной и несколькими ступенями. Все же огромное количество писателей-фантастов тех лет применяли собственные скромные знания о пороховых двигателях и ракетостроении для возможности их храбрецов попасть в отдаленные уголки планеты либо кроме того на Луну.

Более создание и реальное проектирование вправду успешных пороховых двигателей началось с 19 века. Так, в 1817 году британец У. Конгрева смог изготовить ракету с дальностью полета в 2,7 километра. Параллельно с этим русские конструкторы И. Картмазов и А. Засядько изготовили собственный прототип, что смог пролететь 2,69 километра.

Предстоящие наработки в данной отрасли разрешили достигнуть еще лучших показателей. В первой половине 80-ых годов XIX века исследователь и отечественный конструктор Н. Кибальчич трудился над изготовлением пилотируемого летательного аппарата с пороховым двигателем. Еще через 5 лет А. Эвальд совершил комплекс опытов с моделью самолета на пороховом заряде.

Конечно же, прорывом стали разработки М. Поморцева, что в 1902 году изготовил ракету с пороховым двигателем. Ее изюминкой являются стабилизирующие поверхности на корпусе и более продуманная конструкция двигателя. Все это разрешило достигнуть дальности полета в 9 километров.

В создании пороховых двигателей не отставали и германские конструкторы. Так в 20-х годах прошлого века достаточно узнаваемый конструктор машин Фриц фон Опель применял пороховые заряды для мотоцикла и ускорения велосипеда, по окончании чего совершил испытания и с автомобилем. В апреле 1928 года конструктор установил на гоночную модель автомобиля Opel-Rak 12 ракет с жёстким горючим. Этот ускоритель разрешил достигнуть скорости в 112 км/час.

В мае этого же года на автомобиль установили 24-зарядный блок ракет, что разогнал машину до скорости 200 км/час.

По окончании совершённых опытов Ф. Опель начал проводить тестирование пороховых двигателей на летательных аппаратах. Был создан самолет-ракетоплан называющиеся Опель RК 22 во второй половине 20-ых годов двадцатого века. Параллельно с этим А. Липпше создал подобную летающую машину называющиеся «Утка», она смогла за одну 60 секунд пролететь 1,2 километра на пороховом ускорителе.

Что касается аппарата Опеля, то он смог достигнуть скорости 152 км/час в полете. Через год, в частности в октябре 1929 года, совершил опробования собственного летающего агрегата конструктор Г. Эспенлауб. Ракетоплан был оснащен 15 ракетными зарядами, каковые смогли поднять машину в атмосферу, но на протяжении полета летательный аппарат загорелся.

Что касается разработок СССР в данной отрасли, то они деятельно начались с 30-х годов. Удалось выстроить самолет, в котором употреблялись пороховые заряды в качестве дополнительных, он имел наименование У-1. Тестирование прошло превосходно, по окончании чего решили установить подобные ускорители на бомбардировщике типа ТераБайт-1. Для качественного разгона было установлено по 3 пороховых заряда с каждой стороны корпуса аппарата.

Необходимо подчеркнуть, что масса всего набора ускорителей составляла лишь 60 килограмм. Наряду с этим в течение двух секунд работы они выдавали тягу в 10 400 кгс. Данной мощности было достаточно для того, чтобы 7-тонный бомбардировщик смог сократить собственный разбег при взлете от 330 метров к 80 метрам.

Подобные опробования были совершены и на советских истребителях в 1935 году. Не обращая внимания на получение огромной тяги, подобные установки так и не взяли широкого применения в авиастроении.

Во времена Второй мировой пороховые ускорители для собственных самолетов обширно применяла Германия и япония. Помимо этого, на протяжении ухудшения состояния этих государств под конец войны ими были совершены разработки ударных самолетов, каковые применяли твердотопливный двигатель в качестве главной силовой установки самолетов. На базе таких проектов были созданы самолеты для самоубийственных миссий по судам.

Такие самолеты обширно применяла Япония, самый ярким примером есть аппарат «Ока».

Все предстоящие разработки лишь улучшили точности полёта и показатели дальности. Все же как правило пороховые двигатели больше применяли и применяют для строения ракет, нежели в авиации. Не смотря на то, что подобные ускорительные установки с жёстким горючим оказали большую помощь в самолетостроении.

работы и Особенности строения порохового двигателя

Пороховой двигатель самолета довольно часто именуют ракетным двигателем жёсткого горючего, сокращенно РДТТ. При работе таких двигателей употребляется объединение твёрдого топлива и окислителя в единую массу. Все это находится конкретно в камере сгорания, а не в дополнительных топливных баках, как в жидкостных моделях.

Не считая облегчения конструкции, она делается более надежной и несложной, потому, что исключается совокупность подачи горючего. Самым несложным и хорошим примером таковой конструкции есть простая пороховая ракета.

В первую очередь, необходимо подчеркнуть, что использование РДТТ в авиации нужно с целью достижения определенных задач. Конечно же, главная задача, которую решают дополнительные пороховые двигатели, – это большое повышение тяговооруженности самолета на определенном этапе полета. Как правило это нужно при взлете. Не всегда существуют хорошие условия для нормального разбега и взлёта самолета.

Очень актуально это было во времена поршневой авиации и на первых этапах развития реактивных установок на жидком горючем. Это разрешало существенно сократить расстояние разбега летательного средства. Подобный стремительный старт помогал избежать плотного обстрела орудий соперника. Кроме этого были модели истребителей, каковые применяли пороховые ускорители для стремительного успехи воздушной цели соперника.

Увеличение тяговооруженности в определенный экстремальный момент полета разрешает решать боевые задачи более легко и действенно.

Недочёты преимущества пороховых двигателей

Неоспоримым преимуществом есть простота конструкции, и исключение утечки горючего, высокая степень безопасности в применении и надежность. Подобные конструкции смогут храниться в течении продолжительного времени.

Что касается недочётов, то тут необходимо выделить низкие показатели удельного импульса и сложность в управлении тягой. Уменьшить либо отключить тягу нереально. При работе появляются сильные вибрации корпуса летательного аппарата.

Выброс отработанных газов достаточно токсичен и причиняет урон окружающей среде.

Гомогенный тип горючего, что являет собой жёсткий раствор нитроцеллюлозы в нитроглицерине. В большинстве случаев, подобное горючее употребляется для запуска громадных ракет.

Смесевый тип горючего. Это, в большинстве случаев, смесь окислителя с главным жёстким горючим.

Первым горючим для ракетных двигателей была смесь из селитры, древесного угля и серы. Потом начали применять в качестве окислителя перхлорат аммония совместно с полимерным горючим (в космическом ракетостроении). Сейчас подобные типы двигателя применяют для ракетомоделирования.

Наряду с этим создают более простые смеси на базе более дешёвого нитрата калия и органически связывающих веществ, таких как сахар либо сорбит.

В итоге стоит выделить, что пороховые двигатели не являются актуальными для современного самолетостроения. Кроме того космическая отрасль проводит разработки более действенных и дешёвых пусковых механизмов для ракет.

Двигатель для ракеты своими руками

Увлекательные записи:

• Авиакатастрофа boeing-737 в перми. 2008
• Авиакатастрофы документальные фильмы. перу 1996.
• Erco ercoupe. технические характеристики. фото.

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:

Жидкостный ракетный двигатель – это двигатель, горючим для которого помогают химические жидкости и сжиженные газы. В зависимости от количества…

Ракетное оружие США разного назначения создавалось в основном на базе ракетных двигателей жёсткого горючего (РДТТ). Отечественные ракеты стратегического…

Этот материал был переведен глубокоуважаемым сотрудником NF и мало доработан мной. Предисловие редакции: Макс Валье (Max Valier) был самоё активным среди…

Реактивный двигатель самолета — двигатель, создающий нужную для перемещения силу тяги при помощи преобразования внутренней энергии горючего в…

Турбовинтовые двигатели употребляются в тех случаях, в то время, когда скорости полета самолета довольно малы. На громадном количестве современных…

МиГ-110 являет собой многоцелевой самолет для транспортных перевозок. Эта машина была создана в конструкторском бюро Микояна. Основной задачей нового…

Брат средневековой пушки: начало истории автомобильных двигателей

В рамках спецпроекта с брендом моторных масел G-Energy рассказываем об истории автомобильных двигателей. Первая часть — экскурс в историю двигателестроения. В будущих статьях мы поговорим о том, как появились современные двигатели, что из себя представляют гоночные агрегаты и какими будут двигатели будущего.

А ведь современный автомобильный двигатель – это одна из наиболее ярких иллюстраций технического прогресса за последние столетия, конкуренции успешных решений с гениальными, учета меняющегося мира и его требований. И вообще, как говорится, «во-первых, это просто красиво!» В этом цикле статей мы постараемся убедить вас, что это создание инженерной мысли действительно красивое в своем совершенстве, а история автомобильных двигателей – захватывающая и разносторонняя.

Мушкеты, скороварки и светильники

Многие будут удивлены, но одним из первых прообразов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) стала когда-то. средневековая пушка. Ну или какой-нибудь мушкет, если угодно. Ведь что такое по определению двигатель внутреннего сгорания? Это некое устройство, внутри которого происходит некое действие, преобразующее некую энергию в механическую работу. Собственно этим ДВС и отличается, к примеру, от паровой машины (всем известного паровоза). Ведь там пар образуется «снаружи» и подается к поршням, заставляя их двигаться. То есть подобную силовую установку можно назвать двигателем внешнего сгорания. И основной недостаток такой схемы – огромные потери энергии.

А в стрелковом оружии порох взрывается, выделяется энергия, силой расширяющихся газов выталкивается «поршень», в качестве которого выступает ядро или пуля. И именно на порохе пытались создать свой двигатель голландский физик Христиан Гюйгенс (весьма небезызвестный в истории науки персонаж) и французский изобретатель Дени Папен. Была предпринята эта попытка еще в далеком 1690 году. Обеспечить стабильную и безопасную работу такого двигателя на практике не удалось: порох все-таки слишком опасен. Но позже Папен на основе этого изобретения сделал существенный шаг вперед – как раз в сторону паровой машины. И, кстати, скороварки – этот кухонный инструмент оставил человечеству именно он.

А вот что использовать в качестве безопасного и стабильного топлива – этот вопрос повис перед учеными, инженерами и изобретателями на несколько веков.

Достаточно популярной идеей было использование газа (например, угольного). Первый газовый поршневой двигатель предложил в 1799 году британец Джон Барбер. На светильном газе работал двигатель Филиппа Лебона – первый из запатентованных (в 1801 году). Что, кстати, немудрено, ведь именно Лебон считается изобретателем газового освещения. Вот только на практике реализовать свой патент двигателя француз не успел – ушел из жизни.

Другая ветка изобретений основывалась на использовании в качестве топлива угольной пыли. Именно на ней работал Pyreolophore – лодочный двигатель братьев Ньепс, Жозефа Нисифора и Клода Феликса. В 1806 году десятилетний патент на него им выдал лично Наполеон Бонапарт. Но конструкция этого механизма скорее была прообразом водометного, а то и реактивного двигателя. Зато именно братья Ньепс стали одними из первых, кто додумался заменить угольную пыль на нефть и оснастить двигатель простейшим, но впрыском топлива – он и стал прародителем современных систем впрыска.

В 1807 году Исаак де Риваз предложил идею двигателя, работавшего на водороде и имевшего ультрасовременное электрическое зажигание: тогда разработки Алессандро Вольты в области электричества и гальваники как раз были на пике инноваций. Конечно, с современными водородными топливными ячейками это не имело ничего общего: водород был просто еще одной попыткой найти наиболее подходящее топливо. Хотя именно четырехколесная повозка с этим двигателем де Риваза и считается многими первым автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, это была только идея. Вторая итерация этого автомобиля смогла провезти груз (около 300 кг камней) и четырех человек аж целых 26 м со скоростью целых 3 км/ч, однако практически все в этом двигателе – от подачи топлива до прочистки цилиндра от выхлопных газов, да и сам поджиг рабочей смеси – оператор должен был делать вручную. Те самые 26 м были преодолены примерно за пять «рабочих циклов», обеспечиваемых человеком.

Эпоха первых патентов

Поиски продолжались еще более полувека. За это время британец Самюэль Браун подарил миру (1825 год) идею водяного охлаждения цилиндра, но работал в этом цилиндре все тот же водород. В 1826 году в Америке Самюэль Мори получил патент на ДВС, где в качестве топлива использовались спирт и скипидар. Америка, кстати, в эти годы сделала серьезный рывок в этой области. Чуть позже изобретатель Чарльз Дьюри впервые в Новом Свете использовал в качестве топлива бензин (который тогда бензином еще не назывался), а в 1833 году появился двигатель Райта. Нет, не того, который «один из братьев Райт» – до их авиационных экспериментов оставалось еще более 60 лет. Лемюэль Веллман Райт запатентовал двигатель, который работал на газе, но уже по двухтактному циклу, и имел систему водяного охлаждения.

Интересным шагом стали двигатели британца Уильяма Барретта. Именно двигатели – в 1838 году он разом запатентовал сразу три. Они были двухтактными (а один и вовсе использовал практически сохранившуюся до настоящего времени схему газообмена), но принципиальным здесь было то, что смесь не просто подавалась в камеру сгорания – она там сжималась перед воспламенением. До этого практически во всех конструкциях топливовоздушная смесь просто сгорала и расширялась. Предварительное ее сжатие позволяло значительно повысить как мощность, так и коэффициент полезного действия (КПД).

К 1863 году был построен рабочий прототип запатентованного пятью годами ранее двухцилиндрового ДВС итальянцев Еугенио Барзанти и Феличе Маттеуччи. Он был двухцилиндровым, развивал мощность 5 л. с. и обладал очень неплохим по тем временам КПД. Именно итальянские изобретатели могли стать первопроходцами в создании по-настоящему коммерчески успешного двигателя – заказы начали поступать весьма активно. Но не судьба. В ходе налаживания выпуска своего детища на заводе в Бельгии Барзанти заболел тифом и умер, а Маттеуччи в одиночку проект вытащить не смог. Хотя и не раз ворчал потом, что тот самый двигатель Николаса Августа Отто (собственно откуда и взялось название «цикл Отто») – фактически копия их разработки.

Двигатель Отто, который действительно стал основоположником серийных ДВС, появился на свет в 1862 году и был вынужден выдержать серьезную конкуренцию за место на рынке с еще одной передовой по тем временам конструкцией – двигателем Жана Жозефа Этьена Ленуара. Ленуар впервые представил свой двигатель чуть раньше, в 1860 году, но бельгийцу потребовалось несколько лет на доводку систем охлаждения и смазки. Тем не менее в итоге 12-сильный агрегат был доведен до ума, и его коммерческий тираж в Старом Свете составил почти полторы тысячи единиц – по тем-то временам! Автомобильная версия появилась на свет в 1862–1863 годах и тоже использовала для работы вместо угольного газа жидкое топливо – керосин.

Примерно в то же время был разработан и четырехтактный двигатель (один такт отвечает за впуск рабочей смеси, второй – за сжатие, третий – это собственно рабочий ход после воспламенения, а четвертый – прочистка цилиндра и выброс отработанных газов), однако у француза Альфонса Бо де Роша дело дальше патента (1861 год) не ушло. Точнее, ушло – но об этом чуть позже.

Борьба конструкций

Так что официальным предком всех сегодняшних четырехтактных ДВС стал все-таки появившийся в 1862–1863 году двигатель Отто и его партнера Карла Ойгена Лангена. За несколько лет он был усовершенствован настолько, что удостоился высшей награды Всемирной выставки в Париже (1867 год) и пошел в серию, даже несмотря на то, что Отто и Ланген успели в 1872-м пережить банкротство своей крохотной фирмы N. A. Otto & Cie. Впрочем, основанная уже после этого банкротства компания и по сей день не просто жива, но и великолепно себя чувствует. Это Deutz AG – крупный производитель, как нетрудно догадаться, газовых и дизельных двигателей. Стоит отметить, что в то время слово «дизельный» еще не существовало: Рудольфу Дизелю едва минуло тогда 12 лет.

Даже из патентного конфликта с французами, отстаивавшими первенство прав на четырехтактный двигатель за де Роша (да-да, упомянутое «дело ушло» проявилось именно на этой стадии), Отто со товарищи вышли потрепанными (частью прав пришлось поделиться, как и монополией на изобретение цикла Отто), но непобежденными. А более 40 тысяч (сравните со считавшимся успешным тиражом двигателя Ленуара!) этих двигателей, произведенных за три десятилетия, стали окончательным докозательством промышленного триумфа. Но слабое место у двигателей Отто было – топливо. В этом качестве снова выступал светильный газ. Дорогой и достаточно дефицитный, он производился к тому времени уже мало где.

Немудрено, что разработки продолжали идти и в первую очередь в направлении использования набиравшего все большую популярность и распространение жидкого топлива. Велись они в Новом Свете (Джордж Брайтон), Австро-Венгрии (Зигфрид Маркус), Британии (Дугальд Клерк), России (Огнеслав Костович). Здесь перечислены далеко не все, кто занимался этими исследованиями.

Кстати, бензиновый двигатель Костовича был очень интересной, весьма совершенной по тем временам и перспективной разработкой. 8 цилиндров по оппозитной схеме (горизонтальное расположение цилиндров друг напротив друга), перспективное и доступное топливо, электрическое зажигание, смазочные масленки, водяное охлаждение и целых 80 л. с. мощности при массе агрегата всего в 2,5 центнера – такое было бы, пожалуй, актуально и век спустя. Неудивительно, что после шести лет разработки (1879–1885) последовали шесть лет патентного триумфа: Костович получил патенты не только в России, но и в Британии и США. А похоронила проект изначально «неавтомобильная» постановка задачи: российский инженер работал в первую очередь для авиации – для проекта дирижабля «Россия». А проект оказался неудачным.

Имя Костовича, увы, известно ныне лишь специалистам и историкам. А вот его «виртуального оппонента» помнит весь мир. Это Карл Бенц, запатентовавший в 1879 году двухтактный бензиновый двигатель, а в последующие годы совместивший его с гениальным «комплектом» решений. Тут были и катушечное электрическое зажигание с искрой на свече, и карбюратор с дроссельной заслонкой. Было предусмотрено и основное внешнее оборудование: выносной радиатор охлаждения, коробка передач и сцепление. А к 1886 году Бенц запатентовал и четырехтактный двигатель по циклу Отто, но своей – естественно, тоже очень совершенной по тем временам – конструкции. Вот она – практически готовая основа автомобиля! Долго ждать не пришлось, Benz Patent-Motorwagen («Запатентованный автомобиль Бенца») появился на свет в том же 1886 году.

Одноцилиндровый двигатель имел рабочий объем всего 954 см 3 и мощность аж 0,9 л. с. (вздохнем, вспомнив о 80 л. с. двигателя Костовича), но развивавший 16 км/ч «моторваген» навсегда остался «отцом всех автомобилей». Именно он, а не тоже вроде бы вполне себе умевшие двигаться самостоятельно конструкции Ленуара, Маркуса и других.

Но картина первооснов, на которые потом стали опираться (и опираются до сих пор) инженеры-мотористы, была бы неполна без еще нескольких фамилий.

Не Отто единым

В 1886 году англичанин Джеймс Аткинсон предложил усовершенствование для четырехтактного двигателя Отто – несколько иной рабочий цикл, с увеличенной за счет более сложного кривошипно-шатунного механизма длительностью рабочего хода. В свое время это более экономичное решение оказалось слишком конструктивно сложным для практической реализации. Однако к концу ХХ века, когда остро встали вопросы экономичности, а с другими недостатками цикла Аткинсона (например, малый крутящий момент на низких оборотах) справляться научились, идея была возрождена и ныне используется все чаще.

Еще одной разработкой конца XIX века (если точнее, 1891 года) стал двигатель Герберта Эйкройда Стюарта. Его идея была в том, что топливовоздушная смесь воспламенялась в смежной с цилиндром предварительной камере, а затем уже работала в основной камере сгорания. Такая схема обеспечивала лучшее наполнение цилиндров, снижала ударные нагрузки, делала работу двигателя плавней и экономичнее. Однако форкамерные бензиновые двигатели всё-таки остались экзотикой из-за сложности конструкции и частого отличия реальных показателей от расчетных. С такой конструкцией экспериментировали многие, например, мотористы ГАЗа для советских «Волг», однако мейнстримом она так и не стала. Форкамерные дизели более распространены (несмотря на то, что тоже имеют особенности вроде затрудненного холодного пуска), но это отдельная и более специализированная история, выходящая за границы данной статьи.

Интересной и конкурирующей с «моторвагеном» Бенца конструкцией мог бы стать автомобиль англичанина Эдварда Батлера. Он даже показан был двумя годами раньше немецкого. Но полноценных испытаний изобретатель провести не смог из-за нелепых по нынешним временам британских законов об ограничении скорости «безлошадных экипажей» («Закон красного флага»), в сердцах плюнул и уничтожил свое детище, отказавшись от дальнейшей программы. А двигатель передал для разработок силовых установок для малых лодок – но уже без своего участия. В истории Батлер остался в первую очередь человеком, который дал бензину именно такое название – бензин.

Ну и, конечно, Рудольф Дизель. В 1892–1893 годах он запатентовал идею двигателя, в котором необходимую для воспламенения топливной смеси температуру обеспечивало сжатие воздуха. Дело в том, что, хотя разные виды топлива (угольная пыль, газ, керосин, нефть, бензин) воспламенялись при разных температурах, в любом случае она была достаточно низка, чтобы обеспечить высокую эффективность – тот самый коэффициент полезного действия. Идея Дизеля была в том, что поршень сначала сжимал воздух, и тот нагревался при сжатии до температуры, существенно превышавшей температуру воспламенения топлива. А впрыск топлива осуществлялся уже в момент максимального сжатия – при значительно большей температуре, чем вытерпело бы просто сжимаемое топливо. Больше сжатие – сильнее и отдача. Кстати, с топливом немецкий инженер тоже наигрался вдоволь: изначально в его качестве выступала угольная пыль, затем керосин, а к началу ХХ века – нефть.

Источник Источник http://avia.pro/blog/porohovoy-dvigatel-samoleta
Источник http://stroimsamolet.ru/porohovoj-raketnyj-dvigatel-samoleta-rakety/
Источник http://www.popmech.ru/vehicles/629273-brat-srednevekovoy-pushki-nachalo-istorii-avtomobilnyh-dvigateley/