เครื่องยนต์ไอน้ำใช้เชื้อเพลิงอะไร? เครื่องยนต์ไอน้ำในการบิน เครื่องยนต์ไอน้ำพร้อมสำหรับการกลับมาครั้งยิ่งใหญ่หรือไม่

ความสนใจในไอน้ำซึ่งเป็นแหล่งพลังงานราคาจับต้องได้ ปรากฏพร้อมกับความรู้ทางวิทยาศาสตร์ฉบับแรกในสมัยก่อน ผู้คนพยายามควบคุมพลังงานนี้มาเป็นเวลาสามพันปี อะไรคือขั้นตอนหลักของเส้นทางนี้? การไตร่ตรองและโครงการของใครที่สอนมนุษยชาติให้ดึงประโยชน์สูงสุดจากมัน?

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของเครื่องยนต์ไอน้ำ

ความต้องการกลไกที่สามารถอำนวยความสะดวกในกระบวนการที่ใช้แรงงานมากนั้นมีอยู่เสมอ จนถึงกลางศตวรรษที่ 18 กังหันลมและกังหันน้ำถูกใช้เพื่อการนี้ ความเป็นไปได้ของการใช้พลังงานลมโดยตรงนั้นขึ้นอยู่กับความแตกต่างของสภาพอากาศ และหากต้องการใช้กังหันน้ำ โรงงานก็ต้องสร้างตามริมฝั่งแม่น้ำ ซึ่งไม่สะดวกและสมควรเสมอไป และประสิทธิภาพของทั้งสองก็ต่ำมาก จำเป็นต้องมีเครื่องยนต์ใหม่โดยพื้นฐานจัดการได้ง่ายและปราศจากข้อบกพร่องเหล่านี้

ประวัติการประดิษฐ์และปรับปรุงเครื่องจักรไอน้ำ

การสร้างเครื่องจักรไอน้ำเป็นผลมาจากความคิด ความสำเร็จ และความล้มเหลวของความหวังของนักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก

จุดเริ่มต้นของทาง

โครงการแรก โครงการเดี่ยวเป็นเพียงความอยากรู้ที่น่าสนใจเท่านั้น ตัวอย่างเช่น, อาร์คิมิดีสสร้างปืนไอน้ำ นกกระสาแห่งอเล็กซานเดรียใช้พลังงานไอน้ำเพื่อเปิดประตูวัดโบราณ และนักวิจัยพบหมายเหตุเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้พลังงานไอน้ำในทางปฏิบัติเพื่อกระตุ้นกลไกอื่นๆ ในงาน เลโอนาร์โด ดา วินชี.

พิจารณาโครงการที่สำคัญที่สุดในหัวข้อนี้

ในศตวรรษที่ 16 วิศวกรชาวอาหรับ Tagi al Din ได้พัฒนาการออกแบบกังหันไอน้ำแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้รับการใช้งานจริงเนื่องจากมีการกระจายตัวของไอพ่นไอน้ำที่ส่งไปยังใบพัดของกังหัน

กรอไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วสู่ยุคกลางของฝรั่งเศส นักฟิสิกส์และนักประดิษฐ์ที่มีความสามารถ Denis Papin หลังจากโครงการที่ไม่ประสบความสำเร็จมากมายหยุดที่การออกแบบต่อไปนี้: กระบอกสูบแนวตั้งเต็มไปด้วยน้ำซึ่งติดตั้งลูกสูบไว้

กระบอกถูกทำให้ร้อนน้ำต้มและระเหย ไอน้ำขยายตัวยกลูกสูบขึ้น ได้รับการแก้ไขที่จุดสูงสุดของการยกขึ้นและคาดว่ากระบอกสูบจะเย็นลงและไอน้ำจะควบแน่น หลังจากที่ไอน้ำควบแน่น จะเกิดสุญญากาศขึ้นในกระบอกสูบ ลูกสูบที่หลุดจากการยึดได้พุ่งเข้าสู่สุญญากาศภายใต้การกระทำของความดันบรรยากาศ มันเป็นการล่มสลายของลูกสูบที่ควรจะเป็นจังหวะการทำงาน

ดังนั้นจังหวะที่เป็นประโยชน์ของลูกสูบจึงเกิดจากการก่อตัวของสุญญากาศเนื่องจากการควบแน่นของไอน้ำและความดันภายนอก (บรรยากาศ)

เพราะเครื่องจักรไอน้ำปาแปงเช่นเดียวกับโครงการต่อมาส่วนใหญ่ พวกเขาถูกเรียกว่าเครื่องจักรไอน้ำบรรยากาศ

การออกแบบนี้มีข้อเสียที่สำคัญมาก - ไม่ได้ระบุความสามารถในการทำซ้ำของวัฏจักรเดนิสเกิดความคิดที่จะไม่ให้ไอน้ำอยู่ในกระบอกสูบ แต่แยกจากกันในหม้อต้มไอน้ำ

Denis Papin เข้าสู่ประวัติศาสตร์ของการสร้างเครื่องจักรไอน้ำในฐานะผู้ประดิษฐ์รายละเอียดที่สำคัญมาก - หม้อไอน้ำ

และเนื่องจากพวกมันเริ่มได้รับไอน้ำจากภายนอกกระบอกสูบ เครื่องยนต์จึงผ่านเข้าสู่หมวดหมู่ของเครื่องยนต์สันดาปภายนอก แต่เนื่องจากขาดกลไกการกระจายที่รับประกันการทำงานอย่างต่อเนื่อง โครงการเหล่านี้จึงแทบไม่พบการใช้งานจริง

เวทีใหม่ในการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำ

เป็นเวลาประมาณ 50 ปี ที่ใช้สูบน้ำในเหมืองถ่านหิน ปั๊มไอน้ำของ Thomas Newcomenเขาทำซ้ำการออกแบบก่อนหน้านี้เป็นส่วนใหญ่ แต่มีนวัตกรรมที่สำคัญมาก - ท่อสำหรับการถอนไอน้ำควบแน่นและวาล์วนิรภัยสำหรับการปล่อยไอน้ำส่วนเกิน

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของมันคือต้องให้ความร้อนกับกระบอกสูบก่อนที่จะฉีดไอน้ำ จากนั้นจึงทำให้เย็นลงก่อนที่จะควบแน่น แต่ความต้องการเครื่องยนต์ดังกล่าวมีสูงมากจนแม้จะไร้ประสิทธิภาพอย่างเห็นได้ชัด แต่สำเนาสุดท้ายของเครื่องจักรเหล่านี้ยังใช้จนถึงปี 1930

ในปี ค.ศ. 1765 ช่างกลชาวอังกฤษ เจมส์ วัตต์,มีส่วนร่วมในการปรับปรุงเครื่องจักรของ Newcomen แยกคอนเดนเซอร์ออกจากถังไอน้ำ

มันเป็นไปได้ที่จะทำให้กระบอกสูบร้อนตลอดเวลา ประสิทธิภาพของเครื่องเพิ่มขึ้นทันที ในปีถัดมา Watt ได้ปรับปรุงโมเดลของเขาอย่างมีนัยสำคัญ โดยติดตั้งอุปกรณ์สำหรับส่งไอน้ำจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง

มันเป็นไปได้ที่จะใช้เครื่องนี้ไม่เพียง แต่เป็นเครื่องสูบน้ำเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้กับเครื่องมือกลต่างๆ วัตต์ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ - เครื่องยนต์ไอน้ำแบบต่อเนื่อง การผลิตจำนวนมากของเครื่องจักรเหล่านี้เริ่มต้นขึ้น

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 มีเครื่องยนต์ไอน้ำมากกว่า 320 วัตต์ใช้งานอยู่ในอังกฤษ ประเทศในยุโรปอื่น ๆ ก็เริ่มซื้อพวกเขาเช่นกัน สิ่งนี้มีส่วนทำให้การผลิตภาคอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นอย่างมากในหลายอุตสาหกรรม ทั้งในอังกฤษเองและในรัฐใกล้เคียง

ช่างเครื่องอัลไต Ivan Ivanovich Polzunov เร็วกว่า Watt ในรัสเซีย 20 ปีทำงานในโครงการเครื่องจักรไอน้ำ

เจ้าหน้าที่โรงงานแนะนำให้เขาสร้างหน่วยที่จะขับเคลื่อนเครื่องเป่าลมของเตาหลอม

เครื่องจักรที่เขาสร้างขึ้นนั้นเป็นเครื่องยนต์สองสูบและช่วยให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ทำงานอย่างต่อเนื่อง

หลังจากทำงานสำเร็จมานานกว่าครึ่งเดือนแล้วหม้อไอน้ำก็เริ่มรั่ว Polzunov ตัวเองไม่ได้มีชีวิตอยู่ในขณะนี้ รถไม่ได้รับการซ่อมแซม และการสร้างสรรค์ที่ยอดเยี่ยมของนักประดิษฐ์ชาวรัสเซียคนเดียวก็ลืมไป

เนื่องจากความล้าหลังของรัสเซียในขณะนั้น โลกได้เรียนรู้เกี่ยวกับการประดิษฐ์ของ I. I. Polzunov ด้วยความล่าช้าอย่างมาก ....

ดังนั้น ในการขับเคลื่อนเครื่องยนต์ไอน้ำ จำเป็นต้องมีไอน้ำที่เกิดจากหม้อต้มไอน้ำ ขยายตัว กดลูกสูบหรือใบพัดกังหัน จากนั้นการเคลื่อนที่ของพวกมันก็ถูกถ่ายโอนไปยังชิ้นส่วนกลไกอื่นๆ

การใช้เครื่องจักรไอน้ำในการขนส่ง

แม้ว่าที่จริงแล้วประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำในเวลานั้นจะไม่เกิน 5% แต่เมื่อถึงปลายศตวรรษที่ 18 พวกเขาก็เริ่มถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในด้านการเกษตรและการขนส่ง:

• ในฝรั่งเศสมีรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ไอน้ำ
• ในสหรัฐอเมริกา เรือกลไฟเริ่มวิ่งระหว่างเมืองฟิลาเดลเฟียและเบอร์ลิงตัน
• ในอังกฤษมีการแสดงหัวรถจักรไอน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ
• ชาวนารัสเซียจากจังหวัด Saratov ได้จดสิทธิบัตรรถแทรกเตอร์ตีนตะขาบที่สร้างขึ้นโดยเขาซึ่งมีความจุ 20 แรงม้า กับ.;
• มีความพยายามซ้ำแล้วซ้ำเล่าเพื่อสร้างเครื่องบินด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำ แต่น่าเสียดายที่พลังงานต่ำของหน่วยเหล่านี้ที่มีน้ำหนักมากของเครื่องบินทำให้ความพยายามเหล่านี้ไม่ประสบความสำเร็จ

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 เครื่องยนต์ไอน้ำซึ่งมีบทบาทในความก้าวหน้าทางเทคนิคของสังคมได้หลีกทางให้มอเตอร์ไฟฟ้า

อุปกรณ์ไอน้ำในศตวรรษที่ XXI

ด้วยการถือกำเนิดของแหล่งพลังงานใหม่ในศตวรรษที่ 20 และ 21 ความจำเป็นในการใช้พลังงานไอน้ำก็ปรากฏขึ้นอีกครั้ง กังหันไอน้ำกลายเป็นส่วนสำคัญของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไอน้ำที่ให้พลังงานนั้นได้มาจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

กังหันเหล่านี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบแน่นของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

ในหลายประเทศ กำลังดำเนินการทดลองเพื่อให้ได้ไอน้ำจากพลังงานแสงอาทิตย์

เครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบจะไม่ถูกลืมเช่นกัน ในพื้นที่ภูเขาเป็นหัวรถจักร รถจักรไอน้ำยังคงใช้อยู่

พนักงานที่เชื่อถือได้เหล่านี้ทั้งปลอดภัยและถูกกว่า พวกเขาไม่ต้องการสายไฟและเชื้อเพลิง - ไม้และถ่านหินราคาถูก - อยู่ในมือเสมอ

เทคโนโลยีสมัยใหม่ช่วยให้สามารถดักจับการปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศได้ถึง 95% และเพิ่มประสิทธิภาพได้ถึง 21% ดังนั้นผู้คนจึงตัดสินใจที่จะไม่มีส่วนร่วมกับพวกเขาและกำลังทำงานเกี่ยวกับรถจักรไอน้ำรุ่นใหม่

ถ้าข้อความนี้เป็นประโยชน์กับคุณ ฉันยินดีที่จะพบคุณ

กระบวนการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำ ซึ่งมักเป็นในเทคโนโลยีนั้น ยืดเยื้อมาเกือบศตวรรษ ดังนั้นการเลือกวันที่สำหรับเหตุการณ์นี้จึงค่อนข้างไม่แน่นอน อย่างไรก็ตาม ไม่มีใครปฏิเสธว่าความก้าวหน้าที่นำไปสู่การปฏิวัติทางเทคโนโลยีนั้นดำเนินการโดยชาวสก็อตเจมส์ วัตต์

ผู้คนต่างคิดที่จะใช้ไอน้ำเป็นสารทำงานตั้งแต่สมัยโบราณ อย่างไรก็ตามในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ XVII-XVIII เท่านั้น พยายามหาวิธีสร้างงานที่มีประโยชน์โดยใช้ไอน้ำ หนึ่งในความพยายามครั้งแรกที่จะนำไอน้ำไปให้บริการมนุษย์เกิดขึ้นในอังกฤษในปี 1698: เครื่องจักรของนักประดิษฐ์ Savery ได้รับการออกแบบมาเพื่อระบายเหมืองและสูบน้ำ จริงอยู่ การประดิษฐ์ของ Savery ยังไม่ใช่เครื่องยนต์ในความหมายที่สมบูรณ์ เนื่องจากนอกจากวาล์วเปิดและปิดแบบแมนนวลสองสามตัวแล้ว มันไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เครื่องของ Savery ทำงานดังนี้: ขั้นแรกให้เติมไอน้ำในถังที่ปิดสนิท จากนั้นพื้นผิวด้านนอกของถังก็ถูกระบายความร้อนด้วยน้ำเย็น ทำให้ไอน้ำควบแน่น และสร้างสุญญากาศบางส่วนในถัง หลังจากนั้นน้ำ - ตัวอย่างเช่นจากด้านล่างของเหมือง - ถูกดูดเข้าไปในถังผ่านท่อไอดีและหลังจากที่ไอน้ำส่วนต่อไปถูกขับออกไปก็ถูกขับออกไป

เครื่องยนต์ไอน้ำเครื่องแรกที่มีลูกสูบสร้างขึ้นโดยชาวฝรั่งเศสชื่อ Denis Papin ในปี 1698 น้ำร้อนภายในกระบอกสูบแนวตั้งที่มีลูกสูบ และไอน้ำที่ได้ก็ดันลูกสูบขึ้น เมื่อไอน้ำเย็นตัวลงและควบแน่น ลูกสูบถูกกดลงโดยความดันบรรยากาศ เครื่องจักรไอน้ำของ Papin สามารถขับเคลื่อนกลไกต่างๆ เช่น ปั๊มด้วยระบบบล็อก

เครื่องจักรที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้นถูกสร้างขึ้นในปี 1712 โดยช่างตีเหล็กชาวอังกฤษ Thomas Newcomen เช่นเดียวกับในเครื่องจักรของ Papin ลูกสูบเคลื่อนที่ในกระบอกสูบแนวตั้ง ไอน้ำจากหม้อไอน้ำเข้าไปในฐานของกระบอกสูบแล้วยกลูกสูบขึ้น เมื่อฉีดน้ำเย็นเข้าไปในกระบอกสูบ ไอน้ำจะควบแน่น เกิดสุญญากาศขึ้นในกระบอกสูบ และลูกสูบก็ตกลงมาภายใต้อิทธิพลของความดันบรรยากาศ จังหวะย้อนกลับนี้เอาน้ำออกจากกระบอกสูบและโดยใช้โซ่ที่เชื่อมต่อกับตัวโยกซึ่งเคลื่อนที่เหมือนการแกว่งแล้วยกก้านสูบขึ้น เมื่อลูกสูบอยู่ที่ด้านล่างของจังหวะ ไอน้ำจะเข้าสู่กระบอกสูบอีกครั้ง และด้วยความช่วยเหลือของน้ำหนักถ่วงซึ่งติดตั้งอยู่บนแกนปั๊มหรือบนตัวโยก ลูกสูบก็ลอยขึ้นสู่ตำแหน่งเดิม หลังจากนั้นวงจรก็ทำซ้ำ

เครื่อง Newcomen ใช้กันอย่างแพร่หลายในยุโรปมานานกว่า 50 ปี ในยุค 1740 เครื่องจักรที่มีกระบอกสูบยาว 2.74 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 76 ซม. ทำในวันเดียวโดยทีมงาน 25 คนและม้า 10 ตัว ทำงานเป็นกะ ทำในหนึ่งสัปดาห์ และยังมีประสิทธิภาพต่ำมาก

การปฏิวัติอุตสาหกรรมที่โดดเด่นที่สุดได้แสดงออกมาในอังกฤษ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ความแตกต่างระหว่างอุปทานของผ้าและความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วดึงดูดใจผู้ออกแบบที่ดีที่สุดให้พัฒนาเครื่องปั่นและทอผ้า ประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีอังกฤษตลอดกาลรวมถึงชื่อของ Cartwright, Kay, Crompton, Hargreaves แต่เครื่องปั่นและทอผ้าที่พวกเขาสร้างขึ้นต้องการเครื่องยนต์สากลใหม่ที่มีคุณภาพซึ่งจะสม่ำเสมอและสม่ำเสมอ (ซึ่งกังหันน้ำไม่สามารถจัดหาได้) จะขับเคลื่อนเครื่องจักรให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว ที่นี่เป็นที่ที่พรสวรรค์ของวิศวกรชื่อดัง "พ่อมดแห่ง Greenock" James Watt ปรากฏตัวขึ้นด้วยความสง่างามทั้งหมด

วัตต์เกิดที่เมือง Greenock ของสกอตแลนด์ในครอบครัวของช่างต่อเรือ เจมส์ทำงานเป็นเด็กฝึกงานในเวิร์กช็อปในกลาสโกว์ ในช่วงสองปีแรก เจมส์ได้รับคุณสมบัติของช่างแกะสลัก ผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตคณิตศาสตร์ การสำรวจ เครื่องมือเกี่ยวกับสายตา และเครื่องมือนำทางต่างๆ ตามคำแนะนำของอาจารย์ที่เป็นลุงของเขา เจมส์เข้ามหาวิทยาลัยในท้องถิ่นเป็นช่างเครื่อง ที่นี่ Watt เริ่มทำงานกับเครื่องจักรไอน้ำ

James Watt พยายามปรับปรุงเครื่องทำไอน้ำบรรยากาศของ Newcomen ซึ่งโดยทั่วไปแล้วดีสำหรับการสูบน้ำเท่านั้น เห็นได้ชัดว่าข้อเสียเปรียบหลักของเครื่อง Newcomen คือความร้อนและความเย็นแบบสลับกันของกระบอกสูบ ในปี ค.ศ. 1765 วัตต์ได้เกิดแนวคิดว่ากระบอกสูบจะยังคงร้อนอยู่ตลอดเวลา หากก่อนที่จะควบแน่น ไอน้ำถูกเปลี่ยนเส้นทางไปยังอ่างเก็บน้ำที่แยกจากกันผ่านท่อที่มีวาล์ว นอกจากนี้ วัตต์ยังได้ปรับปรุงเพิ่มเติมอีกหลายอย่าง ซึ่งท้ายที่สุดก็เปลี่ยนเครื่องยนต์ที่มีบรรยากาศแบบไอน้ำให้กลายเป็นเครื่องจักรไอน้ำ ตัวอย่างเช่นเขาคิดค้นกลไกบานพับ - "สี่เหลี่ยมด้านขนานของวัตต์" (ที่เรียกว่าเพราะเป็นส่วนหนึ่งของการเชื่อมโยง - คันโยกที่ประกอบขึ้นเป็นสี่เหลี่ยมด้านขนาน) ซึ่งเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาหลัก . ตอนนี้เครื่องทอผ้าสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง

ในปี พ.ศ. 2319 ได้มีการทดสอบเครื่องของวัตต์ ประสิทธิภาพของมันกลายเป็นสองเท่าของเครื่องจักรของ Newcomen ในปี ค.ศ. 1782 วัตต์ได้สร้างเครื่องจักรไอน้ำแบบ double-acting สากลเครื่องแรก ไอน้ำเข้าไปในกระบอกสูบสลับกันจากด้านหนึ่งของลูกสูบแล้วจากอีกด้านหนึ่ง ดังนั้นลูกสูบจึงทำให้ทั้งการทำงานและจังหวะย้อนกลับโดยใช้ไอน้ำซึ่งไม่ใช่กรณีในเครื่องก่อนหน้านี้ เนื่องจากก้านลูกสูบในเครื่องยนต์ไอน้ำแบบดับเบิ้ลแอกทีฟทำหน้าที่ดึงและดัน ระบบขับเคลื่อนแบบเก่าของโซ่และแขนโยก ซึ่งตอบสนองต่อการยึดเกาะเท่านั้นจึงต้องทำใหม่ วัตต์พัฒนาระบบเชื่อมโยงและใช้กลไกของดาวเคราะห์เพื่อแปลงการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของแกนลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน โดยใช้มู่เล่หนัก ตัวควบคุมความเร็วแบบแรงเหวี่ยง ดิสก์วาล์ว และมาโนมิเตอร์เพื่อวัดแรงดันไอน้ำ “เครื่องจักรไอน้ำแบบหมุนวน” ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Watt ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานปั่นด้ายและทอผ้า และต่อมาในโรงงานอุตสาหกรรมอื่นๆ เครื่องยนต์ของวัตต์เหมาะสำหรับรถยนต์ทุกคัน และผู้ประดิษฐ์กลไกขับเคลื่อนด้วยตนเองก็ไม่ช้าที่จะใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้

เครื่องจักรไอน้ำของ Watt เป็นสิ่งประดิษฐ์แห่งศตวรรษอย่างแท้จริง ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรม แต่นักประดิษฐ์ไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น เพื่อนบ้านมองดูด้วยความประหลาดใจมากกว่าหนึ่งครั้งขณะที่วัตต์ขับม้าข้ามทุ่งหญ้า ดึงตุ้มน้ำหนักที่คัดสรรมาเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงมีหน่วยของกำลัง - แรงม้าซึ่งต่อมาได้รับการยอมรับในระดับสากล

น่าเสียดายที่ปัญหาทางการเงินบีบให้วัตต์ซึ่งอยู่ในวัยผู้ใหญ่ดำเนินการสำรวจทางธรณีวิทยาแล้ว ทำงานเกี่ยวกับการก่อสร้างคลอง สร้างท่าเรือและท่าจอดเรือ และในที่สุดก็เข้าสู่การเป็นพันธมิตรทางเศรษฐกิจกับผู้ประกอบการจอห์น รีเบค ซึ่งในไม่ช้าก็ประสบกับความล้มเหลวทางการเงินอย่างสมบูรณ์

รถจักรไอน้ำ

เวลาในการผลิต: หนึ่งวัน

วัสดุในมือ: ████████░░ 80%

ในบทความนี้ฉันจะบอกคุณถึงวิธีทำเครื่องจักรไอน้ำด้วยมือของคุณเอง เครื่องยนต์จะเล็ก ลูกสูบเดี่ยว มีสปูล กำลังเพียงพอในการหมุนโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก และใช้เครื่องยนต์นี้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าอิสระเมื่อเดินป่า

• เสาอากาศแบบยืดหดได้ (สามารถถอดออกจากทีวีหรือวิทยุเก่าได้) เส้นผ่าศูนย์กลางของท่อที่หนาที่สุดต้องมีอย่างน้อย 8 มม.
• ท่อเล็กสำหรับลูกสูบคู่ (ร้านประปา)
• ลวดทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.5 มม. (สามารถพบได้ในขดลวดหม้อแปลงหรือร้านวิทยุ)
• น็อต น็อต สกรู
• ตะกั่ว (จากร้านตกปลาหรือพบในแบตเตอรี่รถยนต์เก่า) จำเป็นต้องขึ้นรูปมู่เล่ ฉันพบมู่เล่สำเร็จรูป แต่รายการนี้อาจมีประโยชน์สำหรับคุณ
• แท่งไม้.
• ซี่ล้อจักรยาน
• ยืน (ในกรณีของฉันจากแผ่น textolite หนา 5 มม. แต่ไม้อัดก็เหมาะสมเช่นกัน)
• บล็อกไม้ (ชิ้นกระดาน)
• โถมะกอก
• ท่อ

• Superglue, การเชื่อมเย็น, อีพอกซีเรซิน (ตลาดการก่อสร้าง)
• กากกะรุน
• เจาะ
• หัวแร้ง
• เลื่อยวงเดือน

วิธีทำเครื่องจักรไอน้ำ




ไดอะแกรมเครื่องยนต์






กระบอกและหลอดสปูล

ตัด 3 ชิ้นจากเสาอากาศ:
? ชิ้นแรกยาว 38 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. (ตัวกระบอกสูบเอง)
? ชิ้นที่ 2 ยาว 30 มม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม.
? อันที่สามยาว 6 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม.




นำท่อหมายเลข 2 มาเจาะรูให้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. ตรงกลาง ใช้หลอดหมายเลข 3 และกาวให้ตั้งฉากกับหลอดหมายเลข 2 หลังจากที่ superglue แห้ง ปิดทุกอย่างด้วยการเชื่อมเย็น (เช่น POXIPOL)




เรายึดเครื่องซักผ้าเหล็กกลมที่มีรูตรงกลางเป็นชิ้นที่ 3 (เส้นผ่านศูนย์กลาง - มากกว่าท่อหมายเลข 1) เล็กน้อยหลังจากการอบแห้งเราเสริมความแข็งแกร่งด้วยการเชื่อมเย็น


นอกจากนี้เรายังปิดรอยต่อทั้งหมดด้วยอีพอกซีเรซินเพื่อความแน่นยิ่งขึ้น

วิธีทำลูกสูบด้วยก้านสูบ

เราใช้สลักเกลียว (1) ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม. แล้วหนีบไว้ในคีมจับ เราเริ่มม้วนลวดทองแดง (2) รอบ ๆ ประมาณ 6 รอบ เราเคลือบแต่ละเทิร์นด้วย superglue เราตัดปลายสลักเกลียวส่วนเกินออก




เราคลุมลวดด้วยอีพ็อกซี่ หลังจากการอบแห้งเราปรับลูกสูบด้วยกระดาษทรายใต้กระบอกสูบเพื่อให้เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระโดยไม่ปล่อยให้อากาศผ่าน




จากแผ่นอลูมิเนียมเราทำแถบยาว 4 มม. และยาว 19 มม. เราให้รูปร่างของตัวอักษร P (3)




เราเจาะรู (4) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. ที่ปลายทั้งสองข้างเพื่อให้สามารถสอดเข็มถักได้ ด้านข้างของชิ้นส่วนรูปตัวยูควรมีขนาด 7x5x7 มม. เราติดมันเข้ากับลูกสูบด้วยด้านที่ 5 มม.





เราทำก้านสูบ (5) จากเข็มถักจักรยาน กาวที่ปลายซี่ล้อทั้งสองข้างบนท่อเล็กๆ สองชิ้น (6) จากเสาอากาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาว 3 มม. ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของก้านสูบคือ 50 มม. ต่อไปเราใส่ก้านสูบที่ปลายด้านหนึ่งเข้าไปในส่วนรูปตัวยูแล้วยึดด้วยเข็มถัก


เราติดเข็มถักที่ปลายทั้งสองเพื่อไม่ให้หลุดออก






ก้านสูบสามเหลี่ยม

ก้านสูบรูปสามเหลี่ยมทำในลักษณะเดียวกันมีเพียงด้านเดียวเท่านั้นที่จะมีเข็มถักและอีกด้านหนึ่งเป็นท่อ ความยาวก้านสูบ 75 มม.







สามเหลี่ยมและแกนม้วน


ตัดสามเหลี่ยมออกจากแผ่นโลหะแล้วเจาะรู 3 รู
สปูล สปูลลูกสูบยาว 3.5 มม. และต้องเคลื่อนที่อย่างอิสระบนหลอดสปูล ความยาวก้านขึ้นอยู่กับขนาดของมู่เล่ของคุณ






ข้อเหวี่ยงของแกนลูกสูบควรเป็น 8 มม. และข้อเหวี่ยงของแกนลูกสูบควรเป็น 4 มม.


• หม้อไอน้ำ

  
  หม้อต้มไอน้ำจะเป็นโถมะกอกที่มีฝาปิดมิดชิด ฉันยังบัดกรีน็อตเพื่อให้สามารถเทน้ำได้และขันให้แน่นด้วยสลักเกลียว ฉันยังบัดกรีหลอดกับฝา
  นี่คือภาพถ่าย:
  

  

  
  

  ภาพการประกอบเครื่องยนต์

  
  

  เราประกอบเครื่องยนต์บนแท่นไม้โดยวางแต่ละองค์ประกอบไว้บนฐานรองรับ

  
  

  

  
  

  

  
  

  

  
  

  วิดีโอเครื่องยนต์ไอน้ำ

  
  
  
  

• เวอร์ชัน 2.0

  
  การดัดแปลงเครื่องสำอางของเครื่องยนต์ ตอนนี้ถังมีแท่นไม้และจานรองสำหรับเม็ดเชื้อเพลิงแห้ง รายละเอียดทั้งหมดถูกทาสีด้วยสีสันที่สวยงาม อย่างไรก็ตาม ควรใช้โฮมเมดเพื่อเป็นแหล่งความร้อนที่ดีที่สุด

เครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำและเครื่องยนต์ลูกสูบแกนไอน้ำ

เครื่องยนต์ไอน้ำแบบโรตารี่ (เครื่องยนต์ไอน้ำแบบโรตารี่) เป็นเครื่องจักรกำลังพิเศษ ซึ่งการพัฒนายังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเพียงพอ

ในอีกด้านหนึ่ง การออกแบบต่างๆ ของเครื่องยนต์โรตารี่มีอยู่ในช่วงที่สามของศตวรรษที่ 19 และใช้งานได้ดี รวมถึงการขับเคลื่อนไดนาโมเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าและจัดหาวัตถุทุกชนิด แต่คุณภาพและความแม่นยำในการผลิตเครื่องจักรไอน้ำ (เครื่องยนต์ไอน้ำ) นั้นมีความดั้งเดิมมาก ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพต่ำและใช้พลังงานต่ำ ตั้งแต่นั้นมา เครื่องยนต์ไอน้ำขนาดเล็กได้กลายเป็นเรื่องในอดีต แต่ควบคู่ไปกับเครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบที่ไร้ประสิทธิภาพและไร้ประสิทธิภาพอย่างแท้จริง เครื่องยนต์ไอน้ำแบบโรตารี่ที่มีแนวโน้มดีก็กลายเป็นอดีตเช่นกัน

เหตุผลหลักคือ ในระดับเทคโนโลยีในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เราไม่สามารถสร้างเครื่องยนต์โรตารีคุณภาพสูง ทรงพลัง และทนทานได้อย่างแท้จริง
ดังนั้น ในบรรดาเครื่องยนต์ไอน้ำและเครื่องยนต์ไอน้ำที่หลากหลาย มีเพียงกังหันไอน้ำที่มีกำลังมหาศาล (ตั้งแต่ 20 เมกะวัตต์ขึ้นไป) เท่านั้นที่อยู่รอดได้สำเร็จและแข็งขันมาจนถึงทุกวันนี้ ซึ่งปัจจุบันคิดเป็นประมาณ 75% ของการผลิตไฟฟ้าในประเทศของเรา กังหันไอน้ำกำลังแรงสูงยังให้พลังงานจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในการสู้รบกับเรือดำน้ำบรรทุกขีปนาวุธและบนเรือตัดน้ำแข็งขนาดใหญ่ของอาร์กติก แต่พวกเขาทั้งหมดเป็นรถยนต์ที่ยอดเยี่ยม กังหันไอน้ำสูญเสียประสิทธิภาพอย่างมากเมื่อลดขนาดลง

…. นั่นคือเหตุผลที่เครื่องยนต์ไอน้ำกำลังและเครื่องยนต์ไอน้ำที่มีกำลังต่ำกว่า 2,000 - 1,500 กิโลวัตต์ (2 - 1.5 เมกะวัตต์) ซึ่งจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพกับไอน้ำที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็งราคาถูกและของเสียที่ติดไฟได้หลายชนิด จึงไม่อยู่ในโลกนี้
มันอยู่ในสาขาของเทคโนโลยีที่ว่างเปล่าในปัจจุบัน (และว่างเปล่าอย่างสมบูรณ์ แต่ต้องการช่องเชิงพาณิชย์อย่างมาก) ในช่องทางการตลาดของเครื่องจักรพลังงานต่ำเครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำสามารถและควรเข้ามาแทนที่ที่คู่ควร และความต้องการสำหรับพวกเขาในประเทศของเราเท่านั้นคือหมื่นและหมื่น ... โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องจักรไฟฟ้าขนาดเล็กและขนาดกลางสำหรับการผลิตไฟฟ้าอัตโนมัติและแหล่งจ่ายไฟอิสระเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับองค์กรขนาดเล็กและขนาดกลางในพื้นที่ห่างไกลจากเมืองใหญ่และ โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่: - ที่โรงเลื่อยขนาดเล็ก เหมืองห่างไกล ในแคมป์และแปลงป่า ฯลฯ
…..

..
เรามาดูปัจจัยที่ทำให้เครื่องยนต์ไอน้ำแบบโรตารี่ดีกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำที่อยู่ในรูปของเครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบและกังหันไอน้ำ
… — 1) เครื่องยนต์โรตารีเป็นเครื่องจักรกำลังของการขยายเชิงปริมาตร เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ลูกสูบ เหล่านั้น. พวกมันมีปริมาณการใช้ไอน้ำต่ำต่อหน่วยของพลังงาน เนื่องจากไอน้ำถูกจ่ายไปยังโพรงที่ใช้งานได้เป็นครั้งคราว และในส่วนที่มีการสูบจ่ายอย่างเข้มงวด และจะไม่ไหลในปริมาณมากอย่างต่อเนื่องเหมือนในกังหันไอน้ำ นั่นคือเหตุผลที่เครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำประหยัดกว่าเทอร์ไบน์ไอน้ำต่อหน่วยกำลังส่งออกมาก
— 2) เครื่องยนต์ไอน้ำแบบโรตารี่มีไหล่สำหรับส่งแรงกระทำของแก๊ส (ไหล่แรงบิด) อย่างมีนัยสำคัญ (หลายต่อหลายครั้ง) มากกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบ ดังนั้นกำลังที่พัฒนาโดยพวกเขาจึงสูงกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบไอน้ำมาก
— 3) เครื่องยนต์โรตารีไอน้ำมีจังหวะกำลังที่มากกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบมาก กล่าวคือ มีความสามารถในการแปลงพลังงานภายในส่วนใหญ่ของไอน้ำให้เป็นงานที่มีประโยชน์
— 4) เครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพบนไอน้ำอิ่มตัว (เปียก) โดยไม่มีปัญหาให้เกิดการควบแน่นของไอน้ำส่วนสำคัญของไอน้ำโดยเปลี่ยนเป็นน้ำโดยตรงในส่วนการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำ นอกจากนี้ยังเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำโดยใช้เครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำ
— 5 ) เครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำทำงานที่ความเร็ว 2-3 พันรอบต่อนาที ซึ่งเป็นความเร็วที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้า ตรงกันข้ามกับเครื่องยนต์ลูกสูบความเร็วต่ำเกินไป (200-600 รอบต่อนาที) ของไอน้ำแบบหัวรถจักรแบบดั้งเดิม เครื่องยนต์หรือจากกังหันความเร็วสูงเกินไป (10-20,000 รอบต่อนาที)

ในขณะเดียวกัน เครื่องยนต์โรตารี่ระบบไอน้ำก็สามารถผลิตได้ง่ายทางเทคโนโลยี ซึ่งทำให้ต้นทุนการผลิตค่อนข้างต่ำ ตรงกันข้ามกับการผลิตกังหันไอน้ำที่มีราคาแพงมาก

ดังนั้น สรุปข้อนี้ - เครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำเป็นเครื่องจักรพลังไอน้ำที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการแปลงแรงดันไอน้ำจากความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็งและของเสียที่ติดไฟได้เป็นพลังงานกลและเป็นพลังงานไฟฟ้า

ผู้เขียนเว็บไซต์นี้ได้รับสิทธิบัตรมากกว่า 5 รายการสำหรับการประดิษฐ์ในด้านต่างๆ ของการออกแบบเครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำ มีการผลิตเครื่องยนต์โรตารีขนาดเล็กจำนวนหนึ่งที่มีกำลัง 3 ถึง 7 กิโลวัตต์ ตอนนี้ เรากำลังออกแบบเครื่องยนต์โรตารี่ไอน้ำที่มีกำลังตั้งแต่ 100 ถึง 200 กิโลวัตต์
แต่เครื่องยนต์โรตารี่มี "ข้อบกพร่องทั่วไป" ซึ่งเป็นระบบซีลที่ซับซ้อน ซึ่งสำหรับเครื่องยนต์ขนาดเล็กกลับกลายเป็นว่าซับซ้อนเกินไป มีขนาดเล็ก และมีราคาแพงในการผลิต

ในเวลาเดียวกัน ผู้เขียนเว็บไซต์กำลังพัฒนาเครื่องยนต์ลูกสูบแกนไอน้ำที่มีการเคลื่อนที่ของลูกสูบแบบตรงข้าม - ที่กำลังจะมาถึง การจัดเรียงนี้เป็นรูปแบบที่ประหยัดพลังงานมากที่สุดในแง่ของกำลังจากรูปแบบที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับการใช้ระบบลูกสูบ
มอเตอร์เหล่านี้ในขนาดที่เล็กค่อนข้างถูกกว่าและง่ายกว่ามอเตอร์แบบโรตารี่และซีลในนั้นใช้แบบดั้งเดิมและเรียบง่ายที่สุด

ด้านล่างนี้คือวิดีโอของเครื่องยนต์ลูกสูบแกนเคลื่อนที่สวนทางขนาดเล็กที่กำลังใช้งานอยู่

ปัจจุบันนี้กำลังมีการผลิตเครื่องยนต์บ็อกเซอร์แบบลูกสูบแนวแกนขนาด 30 กิโลวัตต์ดังกล่าว คาดว่าทรัพยากรของเครื่องยนต์จะอยู่ที่หลายแสนชั่วโมงของเครื่องยนต์ เนื่องจากความเร็วของเครื่องยนต์ไอน้ำต่ำกว่าความเร็วของเครื่องยนต์สันดาปภายใน 3-4 เท่า คู่แรงเสียดทานของลูกสูบและกระบอกสูบจะต้องได้รับไอออนพลาสมาไนไตรด์ใน สภาพแวดล้อมสูญญากาศและความแข็งของพื้นผิวแรงเสียดทานคือ 62-64 หน่วย HRC สำหรับรายละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการชุบผิวแข็งด้วยไนไตรด์ โปรดดูที่

นี่คือแอนิเมชั่นของหลักการทำงานของเครื่องยนต์บ็อกเซอร์แบบลูกสูบแกนซึ่งมีเค้าโครงคล้ายกันกับการเคลื่อนที่ของลูกสูบที่กำลังจะมาถึง

เมื่อวันที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2476 วิลเลียม เบสเลอร์ออกจากสนามบินเทศบาลโอ๊คแลนด์ในแคลิฟอร์เนียด้วยเครื่องบินไอน้ำ
หนังสือพิมพ์เขียนว่า:

“การขึ้นเครื่องเป็นเรื่องปกติทุกประการ ยกเว้นกรณีที่ไม่มีเสียงรบกวน อันที่จริง เมื่อเครื่องบินออกจากพื้นแล้ว ดูเหมือนว่าผู้สังเกตการณ์ยังไม่ได้รับความเร็วเพียงพอ เมื่อเต็มกำลังแล้ว เสียงนั้นก็ไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจนมากไปกว่าเสียงเครื่องบินร่อน ได้ยินเพียงเสียงหวีดหวิวของอากาศเท่านั้น เมื่อทำงานเต็มกำลัง ใบพัดจะส่งเสียงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น มันสามารถแยกแยะเสียงของเปลวไฟผ่านเสียงใบพัดได้...

เมื่อเครื่องบินลงจอดและข้ามเขตสนาม ใบพัดหยุดและเริ่มต้นอย่างช้าๆ ในทิศทางตรงกันข้ามด้วยความช่วยเหลือของการถอยหลังและการเปิดคันเร่งเล็กๆ ในเวลาต่อมา แม้จะหมุนสกรูถอยหลังได้ช้ามาก แต่ทางลงก็ชันขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ทันทีหลังจากแตะพื้น นักบินก็ถอยกลับโดยสมบูรณ์พร้อมทั้งเบรกและหยุดรถอย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้ การวิ่งระยะสั้นจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษ เนื่องจากในระหว่างการทดสอบมีสภาพอากาศสงบ และโดยปกติแล้วการวิ่งลงจอดจะสูงถึงหลายร้อยฟุต

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 มีการบันทึกความสูงของเครื่องบินเกือบทุกปี:

สตราโตสเฟียร์ให้ประโยชน์มากมายสำหรับการบิน: แรงต้านอากาศน้อยลง ความคงตัวของลม การไม่มีเมฆ การซ่อนตัว การป้องกันภัยทางอากาศไม่สามารถเข้าถึงได้ แต่จะบินได้สูงเช่น 20 กิโลเมตรได้อย่างไร?

[เบนซิน] กำลังเครื่องยนต์ลดลงเร็วกว่าความหนาแน่นของอากาศ

ที่ระดับความสูง 7000 ม. กำลังเครื่องยนต์ลดลงเกือบสามครั้ง เพื่อปรับปรุงคุณภาพของอากาศยาน เมื่อสิ้นสุดสงครามจักรพรรดินิยม ได้มีการพยายามใช้แรงดันในช่วงปี 1924-1929 ซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ถูกนำเข้าสู่การผลิตมากยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม การรักษากำลังของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ระดับความสูงมากกว่า 10 กม. กลายเป็นเรื่องยากขึ้นเรื่อยๆ

ในความพยายามที่จะยกระดับ "ขีดจำกัดความสูง" นักออกแบบของทุกประเทศจึงหันมาสนใจเครื่องจักรไอน้ำมากขึ้น ซึ่งมีข้อดีหลายประการในฐานะเครื่องยนต์ระดับสูง ตัวอย่างเช่น บางประเทศ เช่น เยอรมนี ถูกผลักดันให้เข้าสู่เส้นทางนี้โดยการพิจารณาเชิงกลยุทธ์ กล่าวคือ ความจำเป็นในการได้รับเอกราชจากน้ำมันนำเข้าในกรณีที่เกิดสงครามครั้งใหญ่

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความพยายามหลายครั้งในการติดตั้งเครื่องยนต์ไอน้ำในเครื่องบิน การเติบโตอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการบินในช่วงก่อนเกิดวิกฤตและราคาผูกขาดสำหรับผลิตภัณฑ์ของตนทำให้ไม่ต้องรีบเร่งดำเนินการทดลองและสะสมสิ่งประดิษฐ์ ความพยายามเหล่านี้ซึ่งอยู่ในขอบเขตพิเศษในช่วงวิกฤตเศรษฐกิจในปี 2472-2476 และภาวะซึมเศร้าที่ตามมานั้นไม่ใช่ปรากฏการณ์โดยบังเอิญสำหรับระบบทุนนิยม ในสื่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอเมริกาและฝรั่งเศส มักถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่ามีข้อตกลงที่จะชะลอการนำสิ่งประดิษฐ์ใหม่ไปปฏิบัติจริงล่าช้า

สองทิศทางได้ปรากฏขึ้น หนึ่งนำเสนอในอเมริกาโดย Besler ผู้ติดตั้งเครื่องยนต์ลูกสูบแบบธรรมดาบนเครื่องบิน ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งเกิดจากการใช้กังหันเป็นเครื่องยนต์อากาศยานและเกี่ยวข้องกับงานของนักออกแบบชาวเยอรมันเป็นหลัก

พี่น้อง Besler นำเครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบของ Doble มาใช้กับรถยนต์เป็นพื้นฐาน และติดตั้งบนเครื่องบินปีกสองชั้น Travel-Air [คำอธิบายของเที่ยวบินสาธิตของพวกเขาได้รับในตอนต้นของโพสต์]
วิดีโอของเที่ยวบินนั้น:

เครื่องมีกลไกการถอยกลับ ซึ่งคุณสามารถเปลี่ยนทิศทางการหมุนของเพลาเครื่องได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว ไม่เพียงแต่ในการบิน แต่ยังรวมถึงการลงจอดด้วย นอกจากใบพัดแล้ว เครื่องยนต์ยังขับพัดลมผ่านคัปปลิ้ง ซึ่งจะเป่าลมเข้าไปในหัวเผา ในตอนเริ่มต้นพวกเขาใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก

เครื่องพัฒนากำลัง 90 แรงม้า แต่ภายใต้เงื่อนไขของการบังคับหม้อไอน้ำที่เป็นที่รู้จักกันดีกำลังของมันจะเพิ่มขึ้นเป็น 135 แรงม้า กับ.
แรงดันไอน้ำในหม้อต้ม 125 ที่ อุณหภูมิไอน้ำคงอยู่ที่ประมาณ 400-430 ° เพื่อให้การทำงานของหม้อไอน้ำเป็นแบบอัตโนมัติให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จึงใช้ตัวปรับมาตรฐานหรืออุปกรณ์โดยใช้น้ำซึ่งถูกฉีดเข้าไปภายใต้แรงดันที่ทราบเข้าสู่ฮีทเตอร์ซุปเปอร์ฮีททันทีที่อุณหภูมิไอน้ำเกิน 400 ° หม้อไอน้ำได้รับการติดตั้งปั๊มป้อนและไดรฟ์ไอน้ำ เช่นเดียวกับเครื่องทำน้ำอุ่นป้อนหลักและรองที่ทำความร้อนด้วยไอน้ำไอเสีย

เครื่องบินมีตัวเก็บประจุสองตัว อันทรงพลังกว่าถูกดัดแปลงจากหม้อน้ำของเครื่องยนต์ OX-5 และติดตั้งที่ด้านบนของลำตัว อันที่ทรงพลังน้อยกว่านั้นทำมาจากคอนเดนเซอร์ของรถจักรไอน้ำของ Doble และอยู่ใต้ลำตัวเครื่องบิน ความจุของคอนเดนเซอร์ตามที่ระบุไว้ในสื่อนั้นไม่เพียงพอที่จะทำให้เครื่องยนต์ไอน้ำทำงานเต็มกำลังโดยไม่ต้องระบายออกสู่บรรยากาศ "และสอดคล้องกับกำลังการล่องเรือประมาณ 90%" การทดลองแสดงให้เห็นว่าด้วยการใช้เชื้อเพลิง 152 ลิตร จำเป็นต้องมีน้ำ 38 ลิตร

น้ำหนักรวมของโรงงานไอน้ำของเครื่องบินคือ 4.5 กก. ต่อ 1 ลิตร กับ. เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ OX-5 ที่ขับเคลื่อนเครื่องบินลำนี้ เครื่องบินลำนี้ให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นอีก 300 ปอนด์ (136 กก.) ไม่ต้องสงสัยเลยว่าน้ำหนักของการติดตั้งทั้งหมดสามารถลดลงได้อย่างมากโดยการทำให้ชิ้นส่วนเครื่องยนต์และตัวเก็บประจุสว่างขึ้น
เชื้อเพลิงเป็นน้ำมันก๊าด สื่อมวลชนอ้างว่า "เวลาผ่านไปไม่เกิน 5 นาทีระหว่างการเปิดสวิตช์กุญแจและสตาร์ทด้วยความเร็วเต็มที่"

อีกทิศทางหนึ่งในการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำเพื่อการบินคือการใช้กังหันไอน้ำเป็นเครื่องยนต์
ในปี พ.ศ. 2475-2477 ข้อมูลเกี่ยวกับกังหันไอน้ำดั้งเดิมสำหรับเครื่องบินที่ออกแบบในประเทศเยอรมนีที่โรงไฟฟ้า Klinganberg ได้เจาะเข้าไปในสื่อต่างประเทศ หัวหน้าวิศวกรของโรงงานแห่งนี้ Hütner ถูกเรียกว่าเป็นผู้แต่ง
เครื่องกำเนิดไอน้ำและเทอร์ไบน์ ร่วมกับคอนเดนเซอร์ ถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นหน่วยหมุนเดียวที่มีตัวเรือนร่วมกัน Hütner กล่าวว่า "เครื่องยนต์เป็นโรงไฟฟ้า ลักษณะเฉพาะที่โดดเด่นคือเครื่องกำเนิดไอน้ำแบบหมุนสร้างหน่วยที่สร้างสรรค์และใช้งานได้หนึ่งหน่วยด้วยกังหันหมุนสวนทางและคอนเดนเซอร์"
ส่วนหลักของกังหันคือหม้อไอน้ำแบบหมุนซึ่งประกอบขึ้นจากท่อรูปตัววีจำนวนหนึ่ง โดยมีข้อศอกด้านหนึ่งของท่อเหล่านี้เชื่อมต่อกับส่วนหัวของแหล่งจ่ายน้ำ อีกส่วนหนึ่งไปยังตัวกักเก็บไอน้ำ หม้อน้ำแสดงในรูปที่ 143.

ท่อตั้งอยู่ตามแนวรัศมีรอบแกนและหมุนด้วยความเร็ว 3000-5000 รอบต่อนาที น้ำที่ไหลเข้าสู่ท่อจะพุ่งภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยงเข้าสู่กิ่งด้านซ้ายของท่อรูปตัววี ซึ่งเข่าขวาทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไอน้ำ ข้อศอกซ้ายของท่อมีครีบร้อนด้วยเปลวไฟจากหัวฉีด น้ำที่ผ่านซี่โครงเหล่านี้จะกลายเป็นไอน้ำและภายใต้การกระทำของแรงเหวี่ยงที่เกิดจากการหมุนของหม้อไอน้ำความดันไอน้ำจะเพิ่มขึ้น ความดันจะถูกปรับโดยอัตโนมัติ ความแตกต่างของความหนาแน่นของกิ่งก้านของท่อทั้งสอง (ไอน้ำและน้ำ) ทำให้เกิดความแตกต่างระดับตัวแปร ซึ่งเป็นหน้าที่ของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและด้วยเหตุนี้จึงทำให้ความเร็วของการหมุน ไดอะแกรมของหน่วยดังกล่าวแสดงในรูปที่ 144.

คุณสมบัติการออกแบบของหม้อไอน้ำคือการจัดเรียงของท่อซึ่งในระหว่างการหมุนจะมีการสร้างสุญญากาศในห้องเผาไหม้และทำให้หม้อไอน้ำทำหน้าที่เป็นพัดลมดูด ดังนั้นตามHütner "การหมุนของหม้อไอน้ำจะถูกกำหนดโดยกำลังของมันและการเคลื่อนที่ของก๊าซร้อนและการเคลื่อนที่ของน้ำหล่อเย็น"

การสตาร์ทเทอร์ไบน์ในการเคลื่อนที่ใช้เวลาเพียง 30 วินาทีเท่านั้น Hütner คาดว่าจะบรรลุประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำที่ 88% และประสิทธิภาพของกังหัน 80% เทอร์ไบน์และบอยเลอร์ต้องการสตาร์ทมอเตอร์เพื่อสตาร์ท

ในปีพ.ศ. 2477 สื่อมวลชนได้ข่าวเกี่ยวกับการพัฒนาโครงการเครื่องบินขนาดใหญ่ในเยอรมนีซึ่งติดตั้งกังหันที่มีหม้อไอน้ำแบบหมุนได้ สองปีต่อมา สื่อมวลชนฝรั่งเศสอ้างว่าภายใต้เงื่อนไขของความลับอันยิ่งใหญ่ ฝ่ายทหารในเยอรมนีได้สร้างเครื่องบินพิเศษขึ้น สำหรับเขาแล้ว โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำของระบบ Hütner ที่มีความจุ 2,500 ลิตรได้รับการออกแบบสำหรับเขา กับ. ความยาวของเครื่องบินคือ 22 ม. ปีกกว้าง 32 ม. น้ำหนักการบิน (โดยประมาณ) คือ 14 ตัน เพดานสัมบูรณ์ของเครื่องบินคือ 14,000 ม. ความเร็วในการบินที่ระดับความสูง 10,000 ม. คือ 420 กม. / ชม. การขึ้นสู่ความสูง 10 กม. ใช้เวลา 30 นาที
มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่รายงานข่าวเหล่านี้จะเกินจริงอย่างมาก แต่แน่นอนว่านักออกแบบชาวเยอรมันกำลังทำงานเกี่ยวกับปัญหานี้ และสงครามที่จะเกิดขึ้นอาจทำให้เกิดความประหลาดใจที่คาดไม่ถึงได้ที่นี่

อะไรคือข้อได้เปรียบของเทอร์ไบน์เหนือเครื่องยนต์สันดาปภายใน?
1. การไม่มีการเคลื่อนที่แบบลูกสูบหมุนด้วยความเร็วรอบสูงทำให้กังหันมีขนาดค่อนข้างเล็กและเล็กกว่าเครื่องยนต์อากาศยานทรงพลังสมัยใหม่
2. ข้อได้เปรียบที่สำคัญก็คือความไม่มีเสียงสัมพัทธ์ของเครื่องยนต์ไอน้ำ ซึ่งมีความสำคัญทั้งจากมุมมองทางทหารและในแง่ของความเป็นไปได้ที่จะทำให้เครื่องบินเบาลงเนื่องจากอุปกรณ์กันเสียงบนเครื่องบินโดยสาร
3. กังหันไอน้ำซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งแทบไม่เคยโอเวอร์โหลดเลย สามารถโอเวอร์โหลดได้ในระยะเวลาอันสั้นถึง 100% ที่ความเร็วคงที่ ข้อได้เปรียบของกังหันนี้ทำให้สามารถลดระยะเวลาในการวิ่งขึ้นของเครื่องบินและช่วยให้ลอยขึ้นสู่อากาศได้
4. ความเรียบง่ายของการออกแบบและการไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและกระตุ้นจำนวนมากยังเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของกังหัน ทำให้เชื่อถือได้และทนทานกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน
5. การไม่มีแมกนีโตในโรงงานไอน้ำซึ่งการทำงานอาจได้รับอิทธิพลจากคลื่นวิทยุก็เป็นสิ่งจำเป็นเช่นกัน
6. ความสามารถในการใช้เชื้อเพลิงหนัก (น้ำมัน, น้ำมันเชื้อเพลิง) นอกเหนือจากข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจแล้ว ยังกำหนดความปลอดภัยที่มากขึ้นของเครื่องยนต์ไอน้ำในแง่ของไฟ นอกจากนี้ยังสร้างความเป็นไปได้ในการทำให้เครื่องบินร้อนขึ้น
7. ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องยนต์ไอน้ำคือการรักษาระดับกำลังโดยให้สูงขึ้น

หนึ่งในข้อโต้แย้งของเครื่องยนต์ไอน้ำส่วนใหญ่มาจากนักแอโรไดนามิกส์ และลงมาที่ขนาดและความสามารถในการระบายความร้อนของคอนเดนเซอร์ อันที่จริงคอนเดนเซอร์ไอน้ำมีพื้นผิวที่ใหญ่กว่าหม้อน้ำน้ำของเครื่องยนต์สันดาปภายใน 5-6 เท่า
นั่นคือเหตุผลที่ในความพยายามที่จะลดการลากของตัวเก็บประจุดังกล่าว นักออกแบบจึงได้วางตัวเก็บประจุลงบนพื้นผิวของปีกโดยตรงในรูปแบบของหลอดที่ต่อเนื่องกันเป็นแถว ตามรูปร่างและโปรไฟล์ของปีก นอกจากจะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งแล้ว ยังช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดน้ำแข็งบนเครื่องบินอีกด้วย

แน่นอนว่ายังมีปัญหาทางเทคนิคอื่นๆ อีกหลายประการในการใช้งานกังหันในเครื่องบิน
- ไม่ทราบพฤติกรรมของหัวฉีดที่ระดับความสูง
- หากต้องการเปลี่ยนความเร็วของกังหันซึ่งเป็นเงื่อนไขหนึ่งสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์อากาศยาน จำเป็นต้องมีแหล่งน้ำหรือถังเก็บไอน้ำ
- การพัฒนาอุปกรณ์อัตโนมัติที่ดีสำหรับการปรับกังหันทำให้เกิดปัญหาบางอย่าง
- เอฟเฟกต์ไจโรสโคปิกของกังหันที่หมุนอย่างรวดเร็วบนเครื่องบินก็ไม่ชัดเจนเช่นกัน

อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จที่ทำได้นั้นให้เหตุผลที่หวังว่าในอนาคตอันใกล้นี้ โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำจะเข้ามาแทนที่ในกองบินที่ทันสมัย ​​โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องบินขนส่งเชิงพาณิชย์และบนเรือบินขนาดใหญ่ ส่วนที่ยากที่สุดในพื้นที่นี้ได้ทำไปแล้ว และวิศวกรที่ใช้งานได้จริงจะสามารถบรรลุความสำเร็จสูงสุดได้

บ้าน » แร็ค » เครื่องยนต์ไอน้ำใช้เชื้อเพลิงอะไร? เครื่องยนต์ไอน้ำในการบิน เครื่องยนต์ไอน้ำพร้อมสำหรับการกลับมาครั้งยิ่งใหญ่หรือไม่