Антифриз турбина бмв n20

GT 101 был турбовальнымгазотурбинным двигателем, разработанным на базе авиационного двигателя BMW 003, который рассматривался для установки в танке . Отдел разработки немецкой армии Heereswaffenamt(Army Ordnance Board) изучил ряд газотурбинных двигателей для использования в танках, начиная с середины 1944 года. Хотя ни один из них не был установлен в рабочем состоянии. GT 101 (GT для За время существования программы было выпущено несколько моделей. В том числе GT 102 и GT 103.

Еще в середине 1943 года Адольф Мюллер, ранее работавший в подразделении силовых установок самолетов Junkers Jumo материнской авиационной фирмы Junkers в Дессау, а затем в подразделении реактивных двигателей Heinkel-Hirth(Heinkel Strahltriebwerke) , предложил использовать газовую турбину для двигателей бронетехники. Газовая турбина была бы намного легче. Чем класс 600 л. с. плюс. Бензиновые поршневые поршневые двигатели. Используемые в танках следующего поколения. К тому времени главным образом поставляемые фирмой Maybach для существующих конструкций боевых бронированных машин вермахта Heer. Что значительно улучшило бы их качество. соотношение мощности и веса и тем самым улучшить проходимость по пересеченной местности,а потенциально и откровенную скорость.

Однако в то время существовали значительные проблемы с использованием газотурбинных двигателей в этой роли.

В случае чисто турбореактивного двигателя для авиационных целей горячий выхлоп из турбины используется непосредственно только для тяги; но в случае газовой турбины. Используемой для тягового двигателя. Любое тепло. Вытекающее из выхлопа. Было по существу потраченной впустую мощностью. Выхлопная труба турбины была намного горячее. Чем у поршневого двигателя. С газотурбинными двигателями новаторской конструкции. Обладающими чудовищно плохой

экономией топлива цифры по сравнению с традиционными поршневыми поршневыми двигателями возвратно-поступательного действия. С другой стороны. Использование недорогого и широко доступного керосина в качестве топлива хотя бы в какой-то степени компенсирует этот недостаток. Так что общая экономика работы двигателей может оказаться аналогичной. Другая проблема заключалась в том. Что газотурбинный двигатель хорошо работает только вблизи определенной расчетной рабочей скорости. Хотя на этой скорости (или вблизи нее) он может обеспечить широкий диапазон выходного крутящего момента. Более конкретно. Турбины предлагают очень маленький крутящий момент на низких скоростях. Что является гораздо меньшей проблемой для поршневого двигателя. А вовсе не для электрического двигателя.

Для того чтобы использовать турбину в роли танка. Конструкция должна была бы использовать усовершенствованную трансмиссию и сцепление. Которые позволяли бы двигателю работать в ограниченном диапазоне скоростей. Или попеременно использовать какой-либо другой метод извлечения мощности. Поначалу армия была не заинтересована. И Мюллер обратился к разработке усовершенствованного турбонагнетателя для BMW (неясно. Видел ли этот дизайн применение).

Когда эта работа была завершена в январе 1944 года. Он снова обратился к тяговым двигателям и в конечном итоге встретился с Heereswaffenamt в июне 1944 года. Чтобы представить ряд предлагаемых проектов для 1000-сильного агрегата. Учитывая чрезвычайные проблемы Германии с поставками топлива в конце войны. Использование низкосортного топлива. Независимо от того. Сколько его требовалось и использовалось. Фактически рассматривалось как главное преимущество. И основная причина. По которой Heereswaffenamt в конечном итоге заинтересовался проектом.

Предварительный проект

Первый детальный проект Мюллера представлял собой простую модификацию традиционного реактивного двигателя, основной двигатель которого базировался на экспериментальном

двигателе Heinkel HeS 011, из которых только 19 полных примеров были когда-либо построены. В этой конструкции отдельная турбина и вал отбора мощности были прикреплены болтами к выхлопной трубе сердечника двигателя. Горячие газы двигателя приводили в действие турбину. А следовательно, и бак. Поскольку сердечник двигателя был полностью отделен от отбора мощности. Крутящий момент был доступен немедленно. Потому что сердечник можно было оставить работать на полной скорости. Генерируя небольшое количество энергии. А ненужные газы

Однако у этой конструкции была серьезная проблема; когда нагрузка была снята, например. Во время переключения передач. Силовая турбина была разгружена и могла выйти из-под контроля. В эти периоды необходимо было либо затормозить силовую турбину. Либо сбросить поток газа из активной зоны двигателя.

Другая проблема заключалась в том. Что Хересваффенамт был серьезно обеспокоен качеством топлива. Которое они могли найти. В отличие от роли авиации. Где ожидалось. Что топливо будет сильно очищено. Считалось вероятным. Что армия в конечном итоге получит топливо более низкого качества, которое. Как ожидается. Будет содержать все виды тяжелых загрязняющих веществ.

Это приводило к тому. Что топливо не успевало должным образом перемешаться в традиционной конструкции. Что приводило к плохому сгоранию. Они были особенно заинтересованы в том. Чтобы топливные форсунки вращались вместе с сердечником двигателя, что. Как можно было ожидать. Приведет к гораздо лучшему смешиванию. С дополнительным преимуществом уменьшения горячих точек на турбине. статоры. К сожалению. Проект Мюллера. По-видимому. Не был адаптирован для использования этих форсунок. И в конечном итоге 12 августа 1944 года он был отклонен.

Затем Мюллер обратился к конструкциям. Которые снимали отдельную силовую турбину и вместо этого требовали какой-то поддерживающей крутящий момент передачи. Лучшим решением проблемы был бы привод электрического генератора и использование мощности для привода двигателей для тяги (система Porsche пыталась внедрить несколько раз). Но серьезный дефицит меди к этому моменту в войне — а также ее относительно низкое качество на протяжении всей войны для электрического использования, от ресурсов медной руды. то, что Германия могла получить доступ-исключало это решение. Вместо этого должна была использоваться какая-то гидравлическая трансмиссия. Хотя первоначально и не указанная. Кроме того, новая конструкция включала вращающиеся топливные форсунки в камере сгорания, которые интересовали Heereswaffenamt. Мюллер представил новый проект 14 сентября. И Heereswaffenamt оказался значительно более заинтересованным – ухудшение ситуации с поставками топлива в этот момент, возможно. Также было фактором.

Сохранился авиационный двигатель BMW 003, основа для турбовального вала GT 101.

Как ни странно. Затем они предположили. Что любой сердечник двигателя. Разработанный для этой роли. Также должен быть пригоден для использования в авиации. Что привело к отказу от вращающихся форсунок в конце концов и в конечном итоге к использованию модифицированного BMW 003 сердечник. От хорошо зарекомендовавшей себя конструкции. Базовая компоновка должна была быть изменена с добавлением третьего подшипника около середины двигателя. Чтобы помочь поглотить ударные нагрузки. И третья ступень турбины была добавлена к концу двигателя. Чтобы использовать больше крутящего момента. В отличие от более ранней конструкции. Система отбора мощности могла быть размещена в любом месте (а не только вне свободной ступени турбины) и фактически была перемещена в переднюю часть двигателя. Чтобы сделать конструкцию максимально совместимой с существующими моторными отсеками. Базовый проект был завершен в середине ноября и получил название GT 101.

Первоначально они намеревались установить новый двигатель на Хеншель-разработан танк , но хотя двигатель был меньшего размера. В диаметральной образом. Чем V-12 поршневой двигатель он заменил. Ее начало в качестве осевого компрессорана основе BMW 003 авиационных турбореактивных означало. Что он был слишком длинным. Чтобы поместиться в тигра я в моторный отсек. Затем внимание переключилось на Entwicklung). Для экспериментальной подгонки Porsche предоставил один из прототипов корпуса Jagdtiger.

Установка GT 101 в корпус Выхлопная труба двигателя была оснащена большим расходящимся диффузором для снижения скорости и температуры выхлопа. Что также позволило увеличить третью ступень турбины. Вся выхлопная зона выходила из задней части моторного отсека в

Для фитинга была построена новая автоматическая коробка передач от Zahnradfabrik из Фридрихсхафена (ZF). Она имела три уровня сцепления в гидротрансформаторе и двенадцать скоростей. Трансмиссия также включала электрическую муфту сцепления. Которая механически полностью отключалась от двигателя при 5000 оборотах в минуту. Ниже которых двигатель не производил крутящего момента на выходе. На полной скорости, 14000 оборотов в минуту. Сам двигатель также действовал на манер огромного маховика. Который значительно улучшал проходимость. Позволяя сбрасывать часть избыточной скорости двигателя в трансмиссию. Чтобы тянуть танк по ухабам.

С точки зрения производительности GT 101 был бы удивительно эффективен. Он бы произвел в общей сложности 3750 л. с.. Используя 2600 л. с. Для работы компрессора и. Таким образом. Оставляя 1150 л. с. Для питания трансмиссии. Весь двигатель в сборе весил 450 кг (992 фунта). Не считая трансмиссии. Для сравнения. Существующий Maybach HL230 P30 он заменил 620 л. с.. Но весил сравнительно огромные 1200 кг (2646 фунтов). С Maybach Panther имел удельную мощность около 13,5 л. с. / тонна. С GT 101 это улучшилось бы до 27 л. с. / тонна. Превосходя любой танк Второй мировой войны с большим отрывом (например, Т-34 был 16,2 л. с. / тонна) и почти соответствуя современному американскому M1 Abrams с турбовальным приводом собственный топовый рейтинг танка-26,9 л. с./тонна. По другим причинам. Главным образом из-за износа. Скорости для GT 101-powered Panther были бы намеренно ограничены скоростями бензиновых Пантер. Единственными недостатками были плохой крутящий момент при низких настройках мощности и расход топлива примерно в два раза больше. Чем у Maybach. Что создавало проблемы с поиском достаточного места для топливного бака — аналогичная проблема существовала и с ранними немецкими газовыми турбинами. Используемыми для движения самолетов.

В то время как работа над GT 101 продолжалась. Мюллер предложил другой способ построить двигатель со свободной турбиной. Который позволил бы избежать проблем с его оригинальными конструкциями. В декабре 1944 года он представил свои планы. Которые были приняты к разработке как GT 102.

Основная идея GT 102 заключалась в том. Чтобы полностью отделить силовую турбину от самого двигателя. Используя последний в качестве газогенератора. Основной двигатель был запущен достаточно горячим. Чтобы привести себя в действие. И ничего больше. Никакая сила не была взята из ядра. Чтобы управлять танком. Сжатый воздух из компрессора активной зоны. Составляющий 30% от общего воздушного потока. Отводился по трубе в совершенно отдельную двухступенчатую турбину с собственной камерой сгорания. Это позволило избежать проблем с превышением скорости в оригинальной конструкции; когда нагрузка была удалена. Простое отключение воздушного потока к турбине замедлило бы ее работу. Это также означало. Что сердечник мог работать на полной скорости. В то время как силовая турбина работала на низкой скорости. Обеспечивая значительно улучшенный низкоскоростной крутящий момент. Единственным недостатком конструкции было то, что силовая турбина больше не имела огромной вращающейся массы GT 101, и поэтому не предлагала никаких существенных преимуществ накопитель энергии маховика.

Поскольку Турбинная секция основного двигателя больше не подавала весь воздух из компрессора. Ее можно было построить меньше. Чем в GT 101. Это сделало двигатель короче в целом. Что позволило установить его поперечно в верхней части моторного отсека Пантеры. В более широкой области над гусеницами. Затем в пустое пространство внизу была установлена силовая турбина. Установленная под прямым углом к двигателю. Это располагало его на одной линии с обычной трансмиссией. Которая располагалась в передней части автомобиля. Приводя его в движение через силовой вал. Установка была значительно более практичной, чем GT 101, и полностью Хотя GT 102 имел экономию топлива примерно равную GT 101, установка оставляла значительно больше свободного места в моторном отсеке в пространстве. Ранее использовавшемся системой охлаждения двигателя. Которое можно было использовать для новых топливных элементов. Удваивая общий объем топлива до 1400 литров и таким образом обеспечивая равную дальность действия оригинальному бензиновому двигателю.

Большая часть проектных работ для GT 102 была завершена к началу 1945 года. И планы должны были быть доставлены 15 февраля (вместе с окончательными проектами для GT 101). Похоже, что планы не были выполнены, вероятно. Из-за ухудшения условий войны.

Чтобы еще больше улучшить посадку GT 102 в Panther, GT 102 Ausf. 2 конструкция модифицировала несколько секций оригинальной компоновки газогенератора. Чтобы сократить площадь компрессора и камеры сгорания. Они были несколько длиннее в GT 102, чем в аналогичном авиационном двигателе. Чтобы обеспечить лучшее смешивание с более низким качеством топлива. Аусф. 2 вернул их к первоначальным размерам и вместо этого вновь ввел вращающиеся топливные форсунки из оригинальных конструкций pre-GT 101. Компрессор был дополнительно уменьшен в длину за счет уменьшения его с девяти до семи ступеней. Но сохранил первоначальную степень сжатия при работе первой ступени близко к маху 1. При таком уменьшении длины двигатель можно было бы разместить по всей длине в моторном отсеке. Что позволило бы использовать пространство над гусеницами для хранения топлива. Как это было первоначально.

Большая часть плохой экономии топлива газовой турбины в роли тяги была вызвана горячим выхлопом. Который по существу представлял собой потерянную энергию. Чтобы утилизировать часть этой энергии. Можно использовать горячий выхлоп для предварительного нагрева воздуха из компрессора. Прежде чем он попадет в камеру сгорания. Используя теплообменник. Несмотря на то. Что эти рекуператоры не являются распространенными. Сегодня они используются в ряде применений.

У. Гринишак из Asea Brown Boveri в Гейдельберге разработал рекуператор. Который был добавлен к неизмененной в остальном конструкции GT 102 для производства GT 103. В теплообменнике использована вращающаяся пористая керамика цилиндр помещается в крестообразный канал. Воздух из выхлопной трубы газогенератора поступал в канал снаружи цилиндра при температуре 500 ° С и дул вокруг цилиндра. Нагревая его. А затем выдыхая при температуре около 350 ° С. керамический цилиндр вращался медленно. Чтобы избежать перегрева Сжатый воздух. Поступающий в силовую турбину. Проходил по трубе через середину цилиндра. Входя примерно при 180 °C и выходя примерно при 300 °C.

Это означало. Что 120 °C из 800 °C конечной температуры воздуха не должны были обеспечиваться топливом. Что представляло собой довольно существенную экономию. По оценкам, потребление топлива улучшилось примерно на 30%. Было также предложено использовать второй теплообменник на сердечнике газогенераторного двигателя. Что позволит сэкономить еще 30% энергии. Это уменьшило расход топлива в два раза в целом. Что сделало его похожим на оригинальный бензиновый двигатель. Эти оценки кажутся необоснованными в ретроспективе. Хотя General Motors действительно экспериментировала с этими системами на протяжении 1960-х и 70-х годов.

  • Kay, Antony, German Jet Engine and Gas Turbine Development 1930-1945, Airlife Publishing, 2002, ISBN 9781840372946