В посудной плавке: в России создали космический двигатель из керамики | Статьи
Российские инженеры впервые в мире разработали технологию, позволяющую сделать ракетный двигатель из керамики. Предполагается, что он будет выдерживать более высокие температуры, чем деталь из металлических сплавов, и за счет этого станет более эффективным. Кроме того, керамика легче металла, то есть с разработкой можно снизить массу устройства и повысить вес полезной нагрузки. Это позволит ракетам поднимать на орбиту больше грузов при использовании меньшего количества топлива. Также из керамики теперь можно сделать турбины для различных тепловых машин, применяемых в энергетике, считают разработчики.
Некоторые любят погорячееИнженеры из российской компании «Экипо» создали двигатель из керамики, который позволит снизить массу космических аппаратов. Тогда можно будет не только сэкономить на топливе, но и поднять на орбиту больше грузов. Нужного эффекта ученые достигли, научившись сращивать детали из керамики воедино.
Одна из главных характеристик двигателя — так называемый коэффициент полезного действия (КПД). Он показывает эффективность системы в плане преобразования энергии, и чем он выше, тем более экономно расходуется топливо.
Фото: Экипо
Макет ракетного двигатель из керамики
Сегодня уровень КПД тепловых двигателей, в том числе двигателей внутреннего сгорания, уперся в технологический потолок. Поднять его за счет изменения конструкции устройства уже практически нереально. Однако можно повысить КПД за счет роста температуры рабочего тела. Проблема в том, что современные двигатели сделаны из металлических сплавов, которые выдерживают температуру максимум 1700 ℃
Один из выходов — применять керамику, то есть соединение на основе Al2O3 (оксид алюминия), которое выдерживает 2000 ℃. Главная проблема в том, что для создания такой сложной конструкции, как турбинный двигатель, нужно собрать воедино несколько элементов, рассказали в «Экипо».
Ранее считалось, что невозможно «склеить» керамические элементы так, чтобы они представляли собой монолитный образец. Точнее, это вероятно, но полученная конструкция будет очень хрупкой и не выдержит никаких нагрузок.
— Мы сделали образец турбины и реального ракетного двигателя, который получился размером всего с ладонь, — рассказал «Известиям» руководитель проекта по созданию метода склейки керамики Вячеслав Темкин. — На вид в нем ничего необычного, однако сейчас никто в мире подобный двигатель сделать пока не смог. Мы научились сращивать керамику так, чтобы швы были малозаметны, а их прочностные характеристики совершенно не уступали параметрам основного монолитного материала. Даже если разбить полученную конструкцию и изучить под электронным микроскопом, структура шва будет слабо выделяться на фоне структуры основного материала.
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Дмитрий Коротаев
Для этого инженеры разработали особую технологию сращивания керамических деталей. Швы промазывают нанопастами и соединяют детали при определенных температурных режимах, учитывающих фазовые переходы в процессе нагрева.
Если сделать из керамики турбинный двигатель, такой же по конструкции, как из металлических сплавов, это повысило бы КПД более чем на 15%. Как объяснили разработчики, это осуществимо за счет повышения температуры рабочего тела и отказа от системы охлаждения.
Как показали испытания, керамические изделия, изготовленные по новой технологии, эффективно выдерживают так называемый термоудар, который возникает в жидкостных ракетных двигателях. Это перепад температур в течение полутора секунд от комнатной до почти 2000 ℃, возникающий при начале работы двигателя. Согласно протоколу испытаний и отчету, переданному «Известиям», элементы турбинного двигателя и прототип маршевого ракетного двигателя (используемого для вывода на орбиту) выдержали более 120 таких термоударов.
Легкие временаКак говорят эксперты, детали из керамики применимы не только для космоса. В энергетическом машиностроении для генерации энергии, в том числе для портативных электростанций, керамические турбины тоже пригодятся.
Они тоже подвергаются воздействию жара, и чем более жаростойким будет материал турбины, тем выше можно делать температуру рабочего тела, тем самым поднимая КПД.
— Безусловно, появившаяся возможность создавать из керамики самые различные по форме и составу конструкции, в том числе и чрезвычайно сложные, существенно расширяет сферы ее применения в самых разных областях, — сказал директор Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН Антон Максимов. — Керамические материалы по ряду своих свойств (в частности, по твердости и износостойкости, рабочим температурам, коррозионной стойкости) зачастую существенно превосходят металлы. Это позволяет создавать, например, изделия, выдерживающие не просто большие температуры, но и их колебания. Таким образом, керамические материалы оказываются незаменимы при создании ракетных двигателей, объектов химического и энергетического машиностроения.
Фото: РИА Новости/Александр Кряжев
В качестве эксперимента разработчики сделали такую турбину из керамики размером с ладонь, работающую на кислородно-керосиновой смеси.
Применение керамики позволяет отказаться от систем охлаждения в двигателях, которые утяжеляют и усложняют конструкцию, снижают ресурс. Кроме того, керамика сама по себе легче металла, что также положительно скажется на массо-габаритных характеристиках. По расчетам разработчиков, их двигатель будет на пятую часть легче аналога из металлов.
— Такую технологию начали разрабатывать еще во времена СССР, — сказала «Известиям» ведущий инженер-исследователь корпорации «Российские космические системы» Мария Баркова. — Однако тогда ее не смогли довести до ума, вероятно, не было технических возможностей. Сейчас у российских ученых всё получилось, и можно только порадоваться за них. Сам проект я нахожу очень перспективным, широкая область его применения, от космоса до энергетики, позволяет надеяться на прикладную пользу, как техническую, так и экономическую.
Впрочем, керамика — не только жаропрочный материал, но и довольно хрупкий, заметил руководитель направления «Частная космонавтика» центра «Аэронет» НТИ Роман Жиц.
— В ракетостроении существует много этапов, связанных с вибрациями, и керамика будет очень неустойчивой, попросту рассыпется, — пояснил он.
Сейчас разработчики передали материалы для оценки в «Роскосмос» и КБ «Химмаш», однако согласие на их применение пока не получено.
Двигатель из нержавеющей стали — Cantoni Motor
Добавить в папку «Избранное»
Добавить к сравнению
Более подробная информация на сайте Cantoni Motor
Характеристики
- AC/DC
- трехфазовый
- Тип
- асинхронный
- Напряжение
- 400 В, 230 В
- Степень защиты
- IP66
- Конструкция
- с роторной клеткой, из нержавеющей стали
- Количество полюсов
- 4 полюса, 6 полюсов, 2 полюса
- Применение
- для пищевой промышленности
- Другие характеристики
- по индивидуальному заказу
- Диаметр
МИН.: 56 mm (2,2 in)
МАКС.: 80 mm (3,15 in)
Описание
пищевая промышленность, требующая соблюдения высоких санитарных норм, линии по производству продуктов питания (мясо, птица, рыба, молочные продукты, напитки, овощи и фрукты), переработка, упаковка и все другие цели, где стандарты безопасности пищевых продуктов имеют важное значение.
—
Это автоматический перевод.
(просмотреть оригинал на английском языке)
Каталоги
Для этого товара не доступен ни один каталог.
Посмотреть все каталоги Cantoni Motor
Более подробная информация на сайте Cantoni Motor
Другие изделия Cantoni Motor
Special Motors
Посмотреть всю продукцию Cantoni Motor
* Цены указаны без учета налогов, без стоимости доставки, без учета таможенных пошлин и не включают в себя дополнительные расходы, связанные с установкой или вводом в эксплуатацию. Цены являются ориентировочными и могут меняться в зависимости от страны, цен на сырьевые товары и валютных курсов.
Engine Out — AOPA
Случаются отказы двигателя. Подготовьтесь к такой возможности, потренировавшись с инструктором в имитации отказа двигателя и процедур аварийной посадки, а также учитывая психологические риски, которые могут повлиять на вашу реакцию в реальной чрезвычайной ситуации.
Из соображений безопасности большая часть обучения пилотов аварийным посадкам проводится на подходящей местности.
Но иногда отказы двигателей случаются, когда вы летите над перегруженными районами, лесами или сразу после взлета. Пилоты могут действовать неадекватно из-за страха и отсутствия подготовки.
Хотя пилоты должны иметь привычку следить за ближайшей подходящей посадочной площадкой во время полетов, иногда поблизости нет аэропорта с взлетно-посадочными полосами, создающими облегчение, или даже открытого поля. Как насчет посадки на воду? Или на кукурузном поле? Техники похожи, но страх может заставить вас по-разному подходить к этим местам приземления. Это значительно усложняет выполнение самой важной вещи, которую вы можете сделать в чрезвычайной ситуации: управлять самолетом.
Хорошая новость
Хорошей новостью является то, что пилоты безопасно и эффективно приземлялись на верхушках деревьев, в реках и на кукурузных полях. Эти типы посадок очень похожи, с небольшими отличиями. Контакт с землей всегда должен осуществляться на минимальной контролируемой воздушной скорости.
При посадке на деревьях выбирайте более низкие, близко расположенные деревья с густыми верхушками. Установите контакт в соответствующем положении, при котором энергия удара будет равномерно распределяться по обоим крыльям. Сохраняйте посадочное положение с высоко поднятой носовой частью, что позволит крыльям и фюзеляжу обеспечить амортизирующий эффект. Рекомендуется конфигурация с полным клапаном. Как обычно, приземляйтесь против ветра, если это возможно, чтобы минимизировать скорость относительно земли.
Будьте особенно осторожны при посадке на дороге. Важно избегать препятствий, таких как линии электропередач или уличные фонари, которые могут быть невидимы до непосредственного контакта с землей. Они могут зацепить и повредить крыло, что может привести к опасному рысканию самолета и непредсказуемому движению по земле. При заходе на посадку рекомендуется обычное использование закрылков. Обратитесь к руководству по эксплуатации вашего пилота, если вы летите на самолете с убирающимся шасси, чтобы получить рекомендации по конфигурации шасси при посадке на мягкую или пересеченную местность.
При аварийной посадке на воду (посадка на воду) для самолетов с убирающимся шасси рекомендуется конфигурация с включенным шасси, если в руководстве по эксплуатации вашего пилота не указано иное. На самолетах с низкорасположенным крылом полностью выпущенные закрылки при контакте могут привести к асимметричному отказу закрылков, поэтому используйте только промежуточную конфигурацию закрылков. Если вы летите над водой, всегда имейте на борту спасательные средства. Поощряется пролет или приземление на безопасном расстоянии от ближайших лодок.
Это помогло пилоту из Сарасоты, штат Флорида, и его пассажиру быстрее получить помощь, когда пилот совершил аварийную посадку на мелководье. Мужчина на ближайшей лодке позвонил властям и доставил их на судно береговой охраны, где их осмотрели парамедики. Ни один из них не получил травм.
Низкая высота
Когда отказ двигателя происходит на малой высоте, например, при наборе высоты после взлета, вариантов меньше.
Помните, что вам придется сильно толкать штурвал вперед, чтобы поддерживать воздушную скорость, что очень трудно сделать, когда вы находитесь близко к земле. При недостаточной высоте для немедленного разворота на взлетно-посадочную полосу соблюдайте осторожность, чтобы не удлинить глиссаду слишком сильно, и избегайте крутых разворотов. Выберите место посадки как можно ближе к себе, используя только небольшие повороты. Это дает вам больше времени, чтобы установить правильное положение и приземлиться на самой низкой контролируемой скорости полета.
При аварийной посадке чем медленнее, тем безопаснее. Чем выше скорость, тем выше энергия удара. Всегда приземляйтесь на минимальной воздушной скорости, при которой самолет еще управляем. Также важно выбрать место для посадки с чистой зоной захода на посадку. Столкновение с грубыми объектами, такими как небольшие деревья и кусты на земле, на более низкой скорости намного безопаснее, чем если бы вы столкнулись с препятствием высотой всего в несколько футов при попытке приземлиться.
Эти объекты могут помочь замедлить ваш самолет после контакта с землей.
Приземление в густой растительности, такой как кукурузное или зерновое поле, также может обеспечить критическое поглощение энергии удара. Густая растительность помогла смягчить последствия аварийной посадки пилота в Бисмарке, Северная Дакота, который заметил проблему во время разбега. Вместо того, чтобы прервать взлет при приближении к концу взлетно-посадочной полосы, он набрал высоту и обнаружил слева от себя пшеничное поле. Пилот не получил никаких травм.
Другие факторы, такие как направление ветра, скорость ветра, уклон и размеры посадочной площадки, следует учитывать, но не за счет беспрепятственного пути захода на посадку. Иногда необходима посадка при слабом боковом или попутном ветре. Длинное ровное поле не может находиться на безопасном расстоянии полета. Однако есть некоторое облегчение. Легкие самолеты рассчитаны на силу торможения до 9Гс. Это означает, что при скорости 50 миль в час требуется менее 10 футов посадочной дистанции.
Чем медленнее, тем безопаснее.
В случае чрезвычайной ситуации
Если вы вынуждены совершить аварийную посадку, сконцентрируйтесь на текущей задаче и управляйте самолетом как можно лучше. Это сделает посадку максимально безопасной в данных обстоятельствах. Это помогло спасти сообразительного пилота, летевшего над Уэст-Милфордом, штат Нью-Джерси. Не найдя поля или озера, на которое можно было бы приземлиться, он полетел к шоссе, которое нашел с помощью своего GPS. Он приземлился на своей Cessna 150 на дороге, и, хотя самолет задел дерево при торможении на земле, он ушел невредимым. Безопасно лежа на земле, он позвонил 911.
Пилоты также могут бояться повредить самолет. Однако бывают случаи, когда это неизбежно. Гораздо лучше пожертвовать самолетом и уйти, чем пытаться сохранить его, увеличивая время планирования и пытаясь приземлиться в другом месте. Крылья, шасси, передняя и нижняя часть фюзеляжа являются частью вашей защиты. Вы должны использовать его, когда это необходимо.
Вы можете опасаться, что травма или даже смерть неизбежны в чрезвычайной ситуации. Но многие пилоты не только выживают, но и остаются невредимыми после вынужденных посадок. Единственный способ в полной мере использовать все свои навыки пилота — контролировать свой страх перед ситуацией.
Аварийная посадка может быть очень пугающей. Страх может парализовать даже самого опытного пилота, заставив его или ее потерять контроль над самолетом или задержать выполнение необходимых маневров для безопасной посадки. Но сохраняя самообладание и применяя некоторые общие приемы, эти приземления можно совершать безопасно и без травм. Будьте изобретательны и сосредоточьтесь на поставленной задаче. Помните: всегда летайте на самолете.
Останов винта
Ваш двигатель неисправен. Что теперь?
Шаг для лучшего планирования. Максимальная скорость планирования, указанная в руководстве по эксплуатации вашего самолета, позволит вам преодолеть максимальное расстояние по горизонтали, чтобы достичь места аварийной посадки.
Выберите посадочную площадку. Если в пределах досягаемости нет аэропортов, хорошим выбором будет плоское открытое поле фермы с низким урожаем. Если вы находитесь на большой высоте, выберите общую область и определите лучшее место, когда вы спуститесь туда, где у вас будет лучший обзор местности. Как только вы выберете место, зафиксируйте его, если вы не найдете место, которое явно лучше.
Повернитесь на посадочную площадку. Немедленно поверните на выбранное вами место.
Попробуйте перезапустить двигатель. Ваш топливный селектор находится на правильном баке? Карбюраторный подогрев включен? Проверьте дроссельную заслонку, смесь и магнето.
Позовите на помощь. Установите транспондер на 7700 и позвоните в Mayday — диспетчеру, если вы уже разговариваете с ним, или на частоте 121,5 МГц.
Летайте по обычной схеме. Местность может быть незнакомой, но процедура не обязательно должна быть такой.
Установите себя в образце; летите плотнее, чем обычно, и выпустите закрылки, как только поймете, что можете добраться до места приземления.
Приготовьтесь к приземлению. Отключите подачу топлива, главный выключатель и магнето. Открывайте двери, чтобы их не заклинило.
Земля. Используйте технику, подходящую для местности, и приземляйтесь как можно медленнее, как вы тренировались.
Узнайте больше из видеоролика Института безопасности полетов AOPA Engine Out! От неприятностей до приземления .
Процедуры с выключенным двигателем — центры летной подготовки
Расстояние, необходимое для разгона до скорости отрыва и, при условии отказа двигателя в момент достижения скорости отрыва, для полной остановки самолета. ВАЖНО проверять это расстояние перед каждым взлетом. Если вам нужно больше взлетно-посадочной полосы, чем у вас есть, не рекомендуется взлетать в таких условиях — используйте более длинную взлетно-посадочную полосу, уменьшите расход топлива или уменьшите количество пассажиров и багажа.
Accelerate-Go Distance:
Расстояние, необходимое для разгона до скорости отрыва и при условии отказа одного из двигателей на моменте достижения скорости отрыва, чтобы продолжить взлет на оставшемся двигателе до высоты 50 футов.
Критический двигатель:
Критический двигатель — это двигатель, отказ которого может самым неблагоприятным образом сказаться на характеристиках или управляемости самолета. Обычно почти во всех американских близнецах критическим двигателем является левый двигатель на близнецах с винтами, вращающимися в одном направлении. У близнецов, как и у однодвигательных самолетов, есть склонность к поворотам. К ним относятся крутящий момент и P-фактор. Поскольку укус винта вниз имеет большее плечо от центра тяги на правом двигателе, чем на левом в обычных близнецах, когда вы теряете левый двигатель, большее плечо на правом двигателе вызывает больше поворотов, чем когда вы потерять левый двигатель большая рука на правом двигателе вызывает больше тенденций настройки, чем когда вы теряете правый.
Добавьте это к тенденциям левого поворота, уже существующим в самолете, и вы получите сильную реакцию самолета на качение и рыскание. На самолетах с винтами, вращающимися в противоположных направлениях, укус лопастей опускающихся винтов одинаков на обоих двигателях. Линия тяги — это расстояние от осевой линии фюзеляжа до нижней части винта. Поэтому, какой бы двигатель вы ни потеряли, это не самый важный двигатель. Вы также можете считать оба двигателя критически важными, поскольку выход из строя одного из них отрицательно скажется на летно-технических характеристиках или управляемости самолета.
Определение неисправного двигателя:
Определить неисправный двигатель может быть сложно. Доверяйте своим внешним визуальным прицелам, а также своим инструментам. Самолет будет катиться и рыскать в направлении отказавшего двигателя. Ваш координатор хода покажет мяч на стороне исправного двигателя. Вы можете увидеть падение оборотов, и давление в вашем коллекторе упадет до давления окружающего воздуха.
Вы также, вероятно, услышите изменение звука двигателей. Мертвая нога, Мертвый двигатель.
Потеря мощности при выходе из строя одного двигателя:
Когда вы выходите из строя один двигатель, вы не просто теряете 50% своей мощности. Вы фактически потеряете 80% своей силы или больше. Например: У вас есть два двигателя по 200 л.с. каждый. Это в сумме 400 л.с. Когда вы теряете один двигатель, вы автоматически теряете 200 л.с. Это оставляет вам 200 л.с. По крайней мере, для поддержания прямого и горизонтального полета требуется около 160 л.с. Теперь, вместо 240 л.с. для набора высоты (400-160), у вас всего 40 л.с. для набора высоты. Если ваша высота по плотности высока, ваша производительность будет еще хуже, а у вас может и этого не быть. При абсолютном потолке с одним двигателем вы больше не сможете набирать высоту.
Действия при отказе двигателя:
В первую очередь постоянно контролируйте направление и скорость полета.
- Дроссель полный вперед
- Пропеллеры полного переднего хода
- Смеси полностью обогащенные
- 3-й паз закрылков вверх
- Готовьтесь
- Остальные закрылки вверх
- Топливные селекторы ON
- Топливные насосы ПО
- ИДЕНТИФИКАЦИЯ – двигатель с мертвой ногой
- ПРОВЕРКА — дроссельная заслонка в холостом режиме.
Не должно быть дополнительных изменений рысканья или мощности - ПЕРО – опора к перу
- Смесь для отсечки на холостом ходу
- ОЦЕНКА – смогу ли я подняться? Нужно ли приземляться впереди или какие у меня варианты
- Контрольный список, если позволяет время
- Отключение топливных насосов
- Селектор топлива выключен на неработающем двигателе
Не должно быть дополнительных изменений рысканья или мощностиПропеллер ветряной мельницы:
При отказе двигателя обязательно действуйте эффективно и тщательно. Ветряной винт вызывает огромное сопротивление из-за прерывания воздушного потока над крылом. Вы хотите уменьшить сопротивление как можно быстрее. Кроме того, если давление в валу падает, а обороты падают ниже 800 об/мин, штифт, перемещаемый центробежной силой, встает на место, предотвращая завихрение. Затем вы «застрянете» с ветряным винтом, вызывая большое сопротивление, и не сможете опереться.
Обращение с неработающим двигателем:
Когда ваш двигатель выходит из строя, самолет начинает рыскать и катиться в сторону отказавшего двигателя.