设为首页收藏本站

科技论坛

 找回密码
 注册
查看: 549|回复: 5

[信息] 蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

[复制链接]
发表于 2018-9-28 22:06:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
在合理替代品出现之前,第一架实验飞机的创造者经常尝试使用蒸汽机。后来,引入内燃机,允许放弃蒸汽并获得可接受的特性。然而,使用热量和水的想法并没有完全被遗忘。因此,在上世纪七十年代中期,提出了一种带有蒸汽发电厂的飞机的原始设计。
1974年9月初,设计师Alexander Krivka提出了另一项美国专利申请。这个人是航空爱好者,被称为Verticraft公司的负责人和首席设计师。在六十年代初期,他的组织试图加入制造垂直起飞飞机的计划。她提出了任务解决方案的原始版本,但没有取得重大成功。随后,A。Krivka继续在航空业工作并提出了一些新的想法。此外,他还获得了多个新单位的专利,甚至还有成熟的飞机设备专利。
1976年初发布的专利号US3930625看起来很简单,但很有趣:蒸汽动力飞机 - “蒸汽飞机”。那个时候,蒸汽的使用显然是不合时宜的,对于直升机的范围来说更加奇怪。然而,这位美国工程师能够开发并提供一种非常有趣的飞机方案,它可以从最完美的发动机中获得最大的好处。然而,即使这些想法也不允许原始项目留下技术好奇心。

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

根据具有用于水平飞行的单独空气螺杆的喷气式直升机的方案,提出了建造能够解决各种问题的原始飞机。为了获得所需的结果,A.Krivka建议在叶片末端用喷嘴喷嘴旋转螺杆。根据他的计算,这使得可以通过产生所需的推力来获得所需的转速。与此同时,该专利项目提供了使用此目的或其他目的的其他单位。
在附图专利US3930625中,描绘了具有特定布置的飞行器。这种直升机的所有主要部件都位于不寻常设计的机身或一些其他设备上。建议使用具有特征形状的机身,其具有大的前舱,以及尺寸减小的中央和尾部。发明人提出使用不同尺寸的舱室,其满足特定样品的要求。因此,原计划的直升机只能搭乘飞行员或几名乘客。
事实上,前驾驶舱的设计只有两个要求。它不应该太宽,它的背部应该缩小。所有这些对于减少其中一个螺旋桨的空气动力学阴影是必要的。机舱的所有其他功能可由项目开发商根据要求确定。
机身的中央和尾部隔间应该具有足够宽度的小高度。某些设计特征允许我们将机身的这些元素称为尾梁。同时在小批量内部放置了蒸汽发电厂的一些单元。特别是,正好在尾部,计划放置燃料燃烧设施和锅炉,以及用于运输水的水库。此外,机身用于容纳部分管道,用于向螺旋桨供应蒸汽。

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

直接在机身后面的机舱后面安装了套管“行进”螺旋桨,它有一个大的环形通道。建议以具有内腔的双壁的大环的形式进行。通道的内表面必须具有连续的槽,这些部分相互作用所必需的。
按照A. Krivki的计划,一架有前途的直升机可配备任何具有足够性能的架构的锅炉。同时,有必要确保长时间生产所需量的蒸汽的可能性,并在适当的时刻提高生产率。锅炉,燃烧室和燃料箱应放置在机身横梁的自由体积中。在现有附图中,建议通过尾部整流罩中的孔移除排气管。要加热水,应使用液体燃料。通过改变燃料和蒸汽管线中的压力,可以改变发电厂的一般参数。

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

对蒸汽直升机项目最感兴趣的是位于机舱后面的螺丝组。相对复杂的装置应放置在环形通道内,确保在进入蒸汽的帮助下解决许多问题。发明人考虑了使用具有某些相似性的多种驱动变体的可能性。
具有垂直布置的螺钉通道的环形壳体应该以具有水滴形横截面的壁的大金属集合体的形式制成。在垂直轴上,提供了几个孔以安装不同的装置。在内环形表面上设置平行的固体槽,以确保螺钉的健康。在环形通道的壁的顶部应放置主旋翼衬套。该装置的内部机架用于安装多个管道,机械驱动器等。 - 取决于所选的架构。
直升机A. Krivki可以使用根据所谓的转子式转子。压缩机方案。通过螺旋毂上的密封连接,蒸汽必须流入叶片的内管,在其末端有喷嘴。从喷嘴出来后,蒸汽必须将螺丝拧到所需的速度。套筒的这种设计并未排除使用标准旋转斜盘的可能性。在他的帮助下,飞行员可以控制螺旋桨的推力。

 楼主| 发表于 2018-9-28 22:08:10 | 显示全部楼层
Также в патенте рассматривалась возможность использования двух соосных несущих винтов. Такой вариант несущей системы отличался большей сложностью, но не имел никаких принципиальных отличий. Для раскрутки винтов так же должен был использоваться пар, истекающий из сопел.

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

Для создания достаточной горизонтальной тяги, необходимой для поступательного полета, изобретатель предложил использовать один или два воздушных винта с двумя или четырьмя лопастями, размещенные внутри кольцевого канала. При этом А. Кривка рассмотрел возможность применения двух вариантов их привода, основанных на разных вариантах подачи пара под давлением. В первом случае предусматривалось использование подвижных форсунок, в последнем – стационарное их размещение.

Первый вариант «маршевых» винтов должен был получать паровую магистраль, проходящую через центральную стойку кожуха. В центральной части этой стойки предусматривались средства для монтажа двух втулок винтов, спереди и сзади. При помощи герметизированных подвижных соединений, аналогичных использованным в конструкции несущего винта, пар должен был поступать в трубки лопастей. При этом изогнутое сопло находилось за пределами лопасти. Для сокращения потерь пара и воды А. Кривка предложил пропустить трубки лопастей через прорези внутренней стенки кольцевого канала.

Таким образом, выходящий из сопел пар должен был оставаться внутри полых стенок кольцевого канала и конденсироваться, передавая часть тепловой энергии атмосферному воздуху, обдувающему этот агрегат. Остывшая и осевшая вода должна была под собственным весом стекать вниз и поступать в соответствующий резервуар. Вероятно, могли иметь место некоторые утечки пара через прорезь, однако значительная его часть должна была оставаться в пределах агрегата-конденсатора.

Вторая версия «маршевых» винтов предусматривала использование иного привода. В таком случае втулки винтов могли отличаться упрощенной конструкцией и не должны были оснащаться средствами подачи пара. Четырехлопастный воздушный винт предлагалось комплектовать внешним кольцом, соединяющим законцовки лопастей. На внешней поверхности такого кольца следовало устанавливать большое число мелких лопаток. Фактически это кольцо представляло собой т.н. рабочее колесо турбины.

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

蒸汽直升机A. Krivki(美国)的设计

Кольцо с лопатками должно было входить в прорезь внутренней стенки кожуха винтов. Пар предлагалось подавать по жестко закрепленной трубе и выводить через неподвижную форсунку. Истекающий поток должен был взаимодействовать с лопатками рабочего колеса и раскручивать его вместе с винтом. Для повышения эффективности такого привода рядом с форсункой мог располагаться дополнительный лоток, позволявший увеличить время взаимодействия пара с лопаткой.


Турбинная версия винта


За счет плотной подгонки кольца и кожуха весь пар должен был оставаться внутри последнего. Далее пар контактировал с обдуваемыми стенками кольцевого канала, охлаждался и конденсировался. Осевшие капли воды должны были стекать в нижнюю часть кожуха и оттуда поступать в основной резервуар для последующей подачи в котел.

Некоторые схемы из опубликованного патента показывают возможность дополнительного сокращения потерь пара за счет отсутствия реактивного привода несущего винта. В таком случае он мог иметь механическую связь с «маршевым» винтом и раскручиваться за счет его форсунок. Втулка малого винта должна была соединяться с осью несущего при помощи конической зубчатой передачи. Паровой вертолет с соосными несущими винтами, соответственно, должен был иметь две механические передачи для связи двух пар винтов.

Оригинальный паровой вертолет должен был получить как стандартные, так и необычные органы управления. Так, у традиционных летательных аппаратов могли заимствоваться ручки общего и циклического шага. С их помощью можно было изменять тягу несущего винта (винтов) и управлять перемещениями машины по вертикали. Для выполнения маневров летчику предлагалось использовать автомат перекоса, позволяющий изменять угол атаки лопастей и другие параметры винта. Связь ручек с исполнительными механизмами могла осуществляться при помощи тросов или жестких тяг.

Нововведением проекта А. Кривки было использование отдельной системы управления воздушными винтами. Контролировать их работу предлагалось при помощи клапанов, изменяющих параметры подачи пара к винтам. Увеличение давления позволяло повысить скорость вращения винта и его тягу, тогда как дросселирование должно было приводить к противоположному результату. Схожие средства могли использоваться в системе привода несущего винта, оснащенного реактивными соплами.

Оригинальная схема летательного аппарата с возможностью вертикального или укороченного взлета, оснащенного паровой силовой установкой, была предложена в начале семидесятых годов. Позже изобретатель подал заявку и получил патент на свою разработку. На этом, однако, история оригинального предложения закончилась. По-видимому, никто не захотел развивать и испытывать новую архитектуру вертолета. В результате любопытное техническое предложение так и ост

 楼主| 发表于 2018-9-28 22:08:30 | 显示全部楼层
Причины отсутствия интереса со стороны инженеров, ученых и эксплуатантов техники были весьма просты и понятны. Оригинальный вертолет должен был использовать паровую силовую установку, которая по определению не может показывать высокий коэффициент полезного действия. При существовании большого количества поршневых и газотурбинных двигателей, отличающихся высокой эффективностью по топливу и большим весовым совершенством, паровая машина, вне зависимости от ее конструкции и реальных характеристик, в современном проекте летательного аппарата выглядела не более чем техническим курьезом.

Тем не менее, Александер Кривка нашел любопытный способ получения максимальной отдачи от не самой совершенной силовой установки. Пар предлагалось использовать не в поршневой машине, но в составе системы, основанной на других принципах. Один вариант воздушных винтов, предлагавшихся для обеспечения поступательного движения, основывался на реактивном принципе, тогда как второй оснащался турбиной радиального типа. Несущий винт или винты предлагалось приводить в движение при помощи реактивной системы или за счет механического привода от других винтов, имеющих собственные средства раскрутки.

В то же время, оригинальная концепция имела самые серьезные недостатки технического характера. Для создания потребной тяги винтов вертолет нуждался в производительном котле, а также в эффективных реактивных форсунках-соплах или турбинах. Естественно, все подобные устройства должны были отличаться большими размерами и массой. Решение этой проблемы с получением приемлемых летно-технических характеристик было прямо связано с использованием более мощной силовой установки, что могло привести к новому утяжелению конструкции.

Проект А. Кривки предлагал некоторые интересные идеи в части использования паровых двигателей в авиации и, возможно, позволял получить некоторые результаты даже при применении не самой совершенной силовой установки. Тем не менее, оригинальная разработка не имела никаких реальных перспектив, что было связано с особенностями истории авиационной техники. В свое время новейшие двигатели внутреннего сгорания вытеснили паровые машины из ряда сфер, а для авиации даже стали стандартом. Паровые системы уже не могли потеснить бензиновых или керосиновых конкурентов, даже при использовании тех или иных оригинальных идей.

Любопытное с технической точки зрения, но бесполезное в практическом смысле изобретение ожидаемо не сошло с чертежей. Даже спустя несколько десятилетий после выдачи патента оно не сможет оказать никакого влияния на развитие авиации. Впрочем, и без практической реализации патент за номером US3930625 в очередной раз показывает, какие интересные и даже забавные идеи могут предлагаться авиаконструкторами, занимающимися поисками новых схем.
发表于 2018-9-29 16:09:10 | 显示全部楼层
学习学习。
发表于 6 天前 | 显示全部楼层
蒸汽的?能飞得起来吗?
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

辽公网安备 21100402204006号|科技论坛 ( 辽ICP备07501385号-1   

GMT+8, 2018-12-14 02:18

Powered by tech-domain X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表