Вместо турбины - пламенный мотор

Разбавим немного МАКСистскую тематику, вспомнив о том, что 75 лет назад, 28 августа 1940 года со взлетной полосы миланского аэродрома "Тальедо" впервые поднялся в воздух первый за пределами Германии реактивный самолет "Капрони-Кампини" N.1. Он же был первой в мире двухместной реактивной машиной.

Итальянский подход к реактивной авиации, воплощенный в проекте инженером Секондо Кампини, а в металле - известной авиастроительной фирмой "Капрони", сильно отличался от немецкого, причем не в лучшую сторону. Если немцы сделали основную ставку на газотурбинные двигатели, то итальянцы попытались обеспечить работу компрессора не от газовой турбины, а от обычного поршневого мотора. В результате они соорудили парадоксальную силовую установку тягой всего-навсего 700 кгс, состоявшую из реактивной камеры сгорания, форсажной камеры и отдельного трехступенчатого осевого компрессора с внешним приводом. При этом 12-цилиндровый мотор "Изотта-Фраскини", вращавший крыльчатки нагнетателя, развивал мощность 900 лошадиных сил.
"Капрони-Кампини" получился довольно тяжелым и громоздким: длина фюзеляжа - 13,1 м, размах крыла - 15,85 м, взлетная масса - 4200 кг. Для такой махины реактивный двигатель оказался слишком маломощным, поэтому на испытаниях самолет, несмотря на хорошую аэродинамику, продемонстрировал очень низкие летные характеристики. Даже при включенной форсажной камере скорость не превышала 375 км/ч, а на бесфорсажном режиме "Капрони-Кампини" выдавал не более 330. Высоту 1000 метров самолет набирал целых 9 минут, то есть, его скороподъемность примерно соответствовала аэропланам времен Первой мировой войны.

С уверенностью можно сказать, что, если бы на эту машину установили только 900-сильный поршневой мотор с приводом на обыкновенный воздушный винт, то он бы летал не хуже, а возможно - даже лучше. В общем, комбинированный силовой агрегат, в котором бензиновый двигатель работает лишь на компрессор, наглядно продемонстрировал свою ущербность, а самолетов с такими мотоустановками более нигде и никогда не строили.
Правда, у нас после войны выпускался малой серией истребитель И-250 (МиГ-13), в котором поршневой мотор тоже использовался для привода компрессора реактивного двигателя. Но у И-250 РД создавал лишь дополнительную форсажную тягу, а основная тяга обеспечивалась винтом. Данная схема тоже оказалась не очень удачной и быстро проиграла в конкуренции с ТРД.

Компоновочная схема "Капрони Кампини". Слева виден рядный поршневой движок и трехступенчатый осевой компрессор, справа - реактивный двигатель с форсажной камерой, а в центре - топливные баки.

Наземные испытания реактивного двигателя с демонтированной хвостовой частью фюзеляжа.

"Капрони Кампини" был построен в двух экземплярах. Слева - их фюзеляжи в сборочном цехе, справа - один из самолетов на аэродроме.

"Капрони Кампини" имел цельнометаллическую конструкцию, очень чистые аэродинамические формы и убирающиеся стойки шасси.

Один из экземпляров самолета сохранился и выставлен в Миланском музее науки и техники.

Comments

[фа2998]

Силовая установка-тупиковая ветвь.По суди-2 мотора,в каждый подается топливо,и каждый имеет свой КПД и массу.Единственный ЛА,с подобной СУ мог наделать делов-это японская"Ока"-самолет для камикадзе.Легкий самолет,с небольшой дальностью и ценой.И выигрывал в скорости(трудно сбить).Японцам не хватило времени.Статье плюс!

[Rus2012]

Цитата: фа2998

Силовая установка-тупиковая ветвь.По суди-2 мотора,в каждый подается топливо,и каждый имеет свой КПД и массу.

...всякому пташке - своя шесточка!
И-250 - был бы вполне к месту в линейке поршневых самолетов.
Вот для чего он задумывался -

Силовую установку СС.2 разместили внутри фюзеляжа, который имел лобовой воздухозаборник Одной из ее составляющих был поршневой двигатель воздушного охлаждения Изотта-Фраскини ╚Астро-7С-40╩, который приводил компрессор воздушно-реактивного двигателя. При этом, в отличие от СС.1, поршневой мотор находился за компрессором, чтобы его тепло можно было использовать для увеличения энергии проходящего через ВРДК воздуха. Пройдя компрессор, сжатый воздух подавался в камеру сгорания, где происходило дальнейшее повышение его температуры. Накопленная таким образом тепловая энергия при истечении воздуха через регулируемое сопло преобразовывалась в кинетическую и создавала необходимый для полета реактивный эффект.

Хотя такая схема ВРДК почти исключала потери тепла, связанные с выходом выхлопных газов в окружающий воздух и охлаждением внешним воздушным потоком поршневого мотора, она обладала существенным недостатком Дело в том, что с уменьшением скорости полета у такой силовой установки значительно падала тяга, в то время как у винтомоторной группы было все наоборот. В связи с этим итальянский самолет отличался очень большой длиной разбега.

В результате проведенных в ЦИАМ исследований коллективу под руководством К. В. Холщевникова и А.А.Фадеева удалось выбрать более рациональную схему ВРДК. Их силовая установка состояла из поршневого мотора с воздушным винтом изменяемого шага и осевого одноступенчатого компрессора, приводимого во вращение этим же мотором через двухскоростную передачу. Мотор размещался обычным образом, а компрессор находился в туннеле, входная часть которого была выведена в лобовую часть самолета. За компрессором находилась камера сгорания и газовый канал, завершавшийся реактивным соплом с регулируемыми створками.

В данной схеме мощность, развиваемая поршневым мотором, передавалась одновременно и воздушному винту, и компрессору. На взлете и в крейсерском полете ее основным потребителем являлся воздушный винт, при этом компрессор вращался на низшей передаче, а топливо в камеру сгорания не подавалось. Для увеличения скорости до максимальной включали высшую передачу привода компрессора, а в камеру сгорания подавали топливо. При этом уменьшение тяги винта с избытком компенсировалось возникающей реактивной тягой По расчетам, полная суммарная эквивалентная мощность силовой установки, получившей название Э-30-20, с учетом реактивных выхлопных патрубков, должна была составить порядка 3000 л.с. Из-за высокого расхода топлива ВРДК планировали использовать лишь как ускоритель, рассчитанный на кратковременное применение в условиях воздушного боя.

[Rus2012]

В свое время мне доводилось встречаться с авторами силовой установки для И-250...

Да и тема даже в конце 70хх продолжала шалко-валко продвигаться. Понятное дело, не для боевой реактивной авиации, а для задач на стыке между поршневыми и турбореактивными.
Приводились расчеты эффективности тех и других схем...

[gridasov]

Стоит понимать . что термодинамические процессы в турбинах являются комплексными. Однако подходы для расчетов исключительно "стандартизированные" , что для низкопотенциальных , что для высокопотенциальных . И даже такого разделения как методик анализа этих процессов нет. Поэтому существуют объективные пределы того , что можно достаточно точно моделировать и сами процессы и установки и тем более как перспективные. Поэтому без анализа нет понимания сути процессов , а без понимания нет движения вперед. В связи с этим можно говорить о том , что для анализа высокопотенциальных комплексных процессов можно заменить метод математического анализа построенного на переменной функции числа , заменив ее на функцию постоянной составляющей числа. Только так можно и анализировать и моделировать не только высокодинамичные процессы , но и разновекторные и разнодинамичные по этим векторам. Т.е можно совместить взаимосвязанность процессов происходящих и в самом веществе потока и в его кинетичекой составляющей , в распределении разности потенциалов при истечении гидро газо динамического потока по поверхностям , а значит и степень ионизации их и т.д и т.п.

[PCorda38]

очень верно, двигатель Isotta-Fraschini лучше на красивом SS-4.







Однако Италия, прибегают к motorjet, почему бы не производить реактивные турбины.

[gridasov]

И вот тут же читаю про "новое сердце российской авиации: как супердвигатели". Ничего нового , что могло бы говорить о реальном движении вперед. Замена одних материалов другими , как экспериментальная площадка . Алгоритмы же организации процесса в газотурбинной установке прежние и совершенно не освоенные для понимания , чтобы можно было говорить о развитии как таковом.

[Dan Slav]

Интересно. Статье плюс.
Самолет красив для того времени.
Умеют в Италии делать красивые вещи.

[gridasov]

Старинную аксиому , что "все , что красиво -хорошо летает", нужно заменить. "На совершенных двигателях должно летать все !!! (и что красиво и , что не красиво и, что по сути не должно летать , но летает и очень красиво.)"

[cdrt]

Цитата: gridasov

"На совершенных двигателях должно летать все !!! (и что красиво и , что не красиво и, что по сути не должно летать , но летает и очень красиво.)"

Американцы шутят, что аэродинамика это для тех, у кого нет мощных двигателей:-)))

[gridasov]

Но поскольку винт или пропеллер , а соответственно и любая турбина имеют критическое соответствие после , которого приложение мощности не увеличивает скорость вращения , а значит нельзя увеличить производительность гидро газо динамического , то говорить о мощности двигателя можно весьма относительно. Значит сам физ процесс имеет критические параметры своего развития. Это значит и то , что можно изменить алгоритмы этого процесса. Но все упористо не желают этого не только понимать , но и ограничивают себя в развитии. Аэродинамика это для низкопотенциальных полетов и потоков . Дальше все по иному.

[PCorda38]

no, non furono quelle capre di americani a dire il detto, ma Enzo Ferrari parlando di F.1 ..."L'aerodinamica è per quelli che non sanno costruire il motore".


Поздравляем сайта ... просто здорово!

[gridasov]

Разговор идет о возможности не просто создать новый двигатель , а возможности полностью подвергнуть анализу все процессы в термодинамическом цикле и уже только после этого получить возможность для создания и двигателя F1, но главное двигателя для работы на сверх звуке и в ракетах как принцип для работы турботопливонагнетателя.

[АВП 518]

Кого интересует: http://avia-simply.ru/motokompressornij-dvigatel/

[gridasov]

Все ошибки налицо. Т.е отсутствие понимания того . что такое гидро газо динамический поток и как его формировать для эффективной работы движителя.

[Wasiliy1985]

ОН ЛЕТАЛ! Несмотря на ошибки - он летал!
ЦАГИ, между прочим в "этой стране" уже было, а вот в Италии в то же время "Центрального Аэро Гидродинамического Института" не оказалось..
"Проклятый Сталин!"(с) дотянулся - не?
Даже тогда..