Кочевник Напье
Британский дизельный авиационный двигатель

Кочевник
Напье Номад II
ТипТурбокомпаундный
авиационный двигатель
Национальное происхождениеВеликобритания
ПроизводительНапье и сын
Первый запускОктябрь 1949 г.
Основные приложенияAvro Lincoln (только испытательный стенд)

Napier Nomad — британский дизельный авиационный двигатель, разработанный и построенный Napier & Son в 1949 году. Они объединили поршневой двигатель с турбиной для рекуперации энергии из выхлопных газов и тем самым улучшили экономию топлива . Были испытаны две версии: сложная Nomad I , в которой использовались два пропеллера, каждый из которых приводился в движение механически независимыми ступенями, и Nomad II , в которой использовался принцип турбокомпаунда, соединявшего две части для привода одного пропеллера. Nomad II имел самые низкие удельные показатели расхода топлива, наблюдавшиеся до того времени. [1] Несмотря на это, проект Nomad был закрыт в 1955 году, потратив на разработку 5,1 миллиона фунтов стерлингов, поскольку основной интерес перешел к конструкциям турбовинтовых двигателей . [2]

Проектирование и разработка

В Центре Стивена Ф. Удвара-Хейзи
Напье Номад 1

В 1945 году Министерство авиации запросило предложения по новому двигателю класса 6000 л. с. (4,5 МВт) с хорошей экономией топлива. Curtiss-Wright проектировал двигатель такого типа мощности, известный как турбокомпаундный двигатель , но сэр Гарри Рикардо , один из величайших британских конструкторов двигателей, предположил, что наиболее экономичной комбинацией будет похожая конструкция с использованием дизельного двухтактного двигателя вместо бензинового двигателя Curtiss.

Перед Второй мировой войной Napier лицензировала конструкцию дизельного двигателя Junkers Jumo 204 для организации производства в Великобритании под названием Napier Culverin , но начало войны сделало Sabre крайне важным, и работа над Culverin была остановлена. В ответ на требования Министерства авиации 1945 года Napier отряхнула пыль с этой работы, объединив два увеличенных Culverin в H-блок , похожий на Sabre, в результате чего получилась массивная конструкция объемом 75 литров. Однако рынки для двигателя такого размера казались ограниченными, поэтому вместо этого они вернулись к оригинальной конструкции Sabre с горизонтально-оппозитными 12 цилиндрами , и результатом стал Nomad.

Целью проекта было создание гражданской силовой установки с гораздо более высокой топливной эффективностью, чем у появляющегося реактивного двигателя. Тепловой КПД определяется по формуле , 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 p не более 1000 К, что намного меньше типичных 5000 К поршневого двигателя, и поэтому реактивные двигатели имеют очень низкую тепловую эффективность. Проект Nomad был сосредоточен на замене низкотемпературных камер сгорания реактивного двигателя на высокоэффективные камеры сгорания дизельного двигателя. На практике было слишком сложно соединить выходную мощность дизельного двигателя обратно в цикл турбины. Максимальная практическая мощность Nomad составляла 4000 л. с. (3,0 МВт), и он был намного тяжелее чистого реактивного самолета той же мощности. К этому времени гражданские самолеты, такие как Boeing 707, приближались к завершению, и Nomad никогда серьезно не рассматривался ни одним производителем самолетов. 1 − Т е / Т п {\displaystyle 1-T_{e}/T_{p}}

Кочевник I

Схематический чертеж Napier Nomad I и II.

Первоначальная конструкция Nomad (E.125) или Nomad 1 была невероятно сложной, почти два двигателя в одном. Один был двухтактным дизельным двигателем с турбонаддувом , имеющим некоторое сходство с половиной H-24 от Napier Sabre . Ниже были установлены вращающиеся части турбовинтового двигателя, основанного на конструкции Naiad , выход которого приводил в движение передний пропеллер пары противоположного вращения. Для достижения более высокого наддува коленчатый вал приводил в действие центробежный нагнетатель, который также обеспечивал продувку, необходимую для запуска двигателя из состояния покоя. Во время взлета дополнительное топливо впрыскивалось в заднюю ступень турбины для увеличения мощности и отключалось, когда самолет переходил на крейсерский режим. [3]

Компрессорные и турбинные узлы Nomad были испытаны в 1948 году, а полный блок 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 авиасалоне в Фарнборо 10 сентября 1951 года. [4] В общей сложности Nomad I проработал чуть более 1000 часов и оказался довольно капризным, но при правильной работе он мог выдавать 3000 л. с. (2,2 МВт) и тягу 320 фунтов-сил (1,4 кН). Он имел удельный расход топлива (sfc) 0,36 фунта/(л. с.·ч) (220 г/кВт·ч).

Прототип Nomad I экспонируется в Национальном музее авиации на аэродроме Ист-Форчун в Шотландии .

Кочевник II

Вид Nomad II 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, что исключило отдельную центробежную часть и промежуточный охладитель. Турбина (которая также получила дополнительную ступень) теперь использовалась только для привода компрессора и возврата избыточной мощности на главный вал с помощью редуктора с переменным передаточным отношением Beier ; [5] отдельный пропеллер от турбины был удален, как и вся система « форсажа » с ее клапанами и т. д. Таким образом, теперь система представляла собой комбинацию механического нагнетателя и турбонагнетателя без необходимости в байпасе. Результат был меньше и значительно проще: один двигатель приводил в движение один пропеллер. [6] Общее снижение веса составило 1000 фунтов (450 кг). Мокрые гильзы цилиндров Nomad I были заменены на сухие гильзы . [7]

Пока Nomad II проходил испытания, прототип Avro Shackleton был предоставлен Napier в качестве испытательного стенда. Двигатель оказался громоздким, как и Nomad I до него, и в то же время на Shackleton для различных испытаний использовалось несколько фиктивных двигателей.

На эквивалентной мощности Nomad II имел SFC 0,327 фунта/(л.с.⋅ч) (199 г/кВт⋅ч) на высоте полета 25 000 футов (7600 м). [8]

Дальнейшая разработка, Nomad Nm.7, мощностью 3500 л.с. (2,6 МВт) была анонсирована в 1953 году. [9]

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 после расходов в размере 5,1 миллиона фунтов стерлингов. Проект также рассматривался для Canadair Argus , похожего морского патрульного самолета , проектируемого для Королевских канадских ВВС . Этот проект обратился к Wright R-3350 , проекту, который Nomad намеревался улучшить.

Nomad II экспонируется в Центре Стивена Ф. Удвара-Хейзи в Вирджинии . [10]

Приложения

Технические характеристики (Nomad II)

Данные полета 1954 года [12]

Общая характеристика

Компоненты

Производительность

  • Выходная мощность: 3150 л.с. (2350 кВт) максимальная взлетная мощность при давлении наддува 89 фунтов на квадратный дюйм (610 кПа), не включая остаточную тягу 320 фунтов- сил 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 (соотношение цилиндров), 31,5:1 (общая степень сжатия)
  • Удельный расход топлива : 0,345 фунт/(э.л.с.·ч) (0,210 кг/(кВт·ч)) (комбинированный блок) на высоте 11 000 футов и скорости 300 узлов
  • Удельная мощность : 0,88 л.с./фунт (1,45 кВт/кг)

Турбинная секция

Общая характеристика

Компоненты

Производительность

Смотрите также

Сравнимые двигатели

Связанные списки

Ссылки

  1. ^ Ганстон, Билл (1989). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей . Кембридж, Англия: Патрик Стивенс. стр. 106. ISBN 1-85260-163-9.
  2. ^ "Отмененные проекты: список обновлен". Рейс : 262. 17 августа 1967 г. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г.
  3. ^ Ламсден (2003), стр. 170.
  4. ^ Ламсден (2003), стр. 172.
  5. ↑ Flight (30 апреля 1954 г.), стр. 549.
  6. ^ Ламсден (2003), стр. 171.
  7. ↑ Flight (30 апреля 1954 г.), стр. 550.
  8. ↑ Фергюсон, Хэмиш (сентябрь 1954 г.). «Что происходит в Англии: Napier Nomad». Diesel Progress . стр. 56, 58. ISSN  1040-8878.
  9. ^ "Here and there" (PDF) . Flight . 6 ноября 1953. стр. 610. Архивировано из оригинала 13 апреля 2016 года.
  10. ^ Steven F. Udvar-Hazy Center - Napier Nomad Получено: 7 апреля 2020 г.
  11. ^ "Aircraft intelligence: Great Britain" (PDF) . Рейс : 485. 17 апреля 1953 г. Архивировано из оригинала 16 апреля 2016 г.
  12. ↑ Ганстон, Билл (30 апреля 1954 г.). «Napier Nomad: двигатель выдающейся эффективности». Рейс : 543–551. Архивировано из оригинала 8 октября 2012 г. Получено 18 декабря 2009 г.
  • Ламсден, Алек (2003). Британские поршневые двигатели и их самолеты . Мальборо, Уилтшир: Airlife Publishing. стр. 170–172. ISBN 1-85310-294-6.
  • https://www.thegrowler.org.uk/avroshackleton/the-nomad-proposal.htm – Предложение кочевников , исследование Криса Эшворта – оно было среди первоисточников статьи согласно истории
  • «Проанализирована конструкция составного дизельного двигателя». Авиационная техника. Aviation Week . Том 60, № 20. 17 мая 1954 г. С. 30–32, 34. ISSN  0005-2175.
  • Андертон, Дэвид А. (6 апреля 1953 г.). «Топливный аппетит нового кочевника невелик». Авиационная техника. Aviation Week . Т. 58, № 14. С. 30–32, 37–38, 41. ISSN  0005-2175.
  • Андертон, Дэвид А. (8 октября 1951 г.). «Слабое производство сковывает британскую авиацию». Вердикт Фарнборо. Aviation Week . Том 55, № 15. С. 12–15. ISSN  0005-2175.
На Викискладе есть медиафайлы по теме Napier Nomad .
  • Фотогалерея поршневых двигателей Napier от Исторического общества авиадвигателей
  • D. Napier and Son Limited (25 апреля 1952 г.). "Napier Nomad" (PDF) . Flight . стр. 35. Архивировано из оригинала 28 марта 2015 г.
  • "NOMAD NNm6: новый двигатель Napiers" (PDF) . Полет . 20 марта 1953 г. стр. 348. Архивировано из оригинала 18 мая 2014 г.
  • "Napier, Luton..." Flight . 1 апреля 1961 г. стр. 760–761. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Napier_Nomad&oldid=1223341183"