Сайт для детей старше 16 лет
ПОИСК ПО САЙТУ
Логин:       |  РЕГИСТРАЦИЯ  |  Забыли пароль?
АКТИВНЫЕ ТЕМЫ:

Тема Дата Ответил
#ШАГОЛ 4 марта 2018 00:42 Гравилётчик
Проба мануальной оптики... 27 февраля 2018 09:37 hohtk2
#МОСКВА и аэродромы МВЗ 27 февраля 2018 03:27 Гравилётчик
#БАЛАНДИНО 25 февраля 2018 22:16 AeroEnot
Фотооффтопики 23 февраля 2018 16:14 Egor
#УЛЬЯНОВСК 5 февраля 2018 11:53 ilius
Ту-155 на криогенном топливе
СТАТЬИ RAID 28 августа 2015
Ту-155 на криогенном топливе
 
Материал из Википедии:
Ту-155 — экспериментальный вариант Ту-154 для отработки двигателей с использованием криогенного топлива. Проект ММЗ «Опыт» разрабатывался с 1988 года. Для обслуживания самолёта был разработан авиационный криогенный комплекс, позволяющий проводить различные виды испытаний с использованием больших количеств криогенной жидкости. Тогда же состоялся первый полёт. Всего было выполнено более 100 полетов, из них 5 на жидком водороде.
Ту-155 на криогенном топливе
На само́м Ту-155 использовался двигатель НК-88 (только один — третий), работающий на водороде, и два ТРДД НК-8-2 (первый и второй). топливный бак с экранированной теплоизоляцией, вмещающий 20 м³ сжиженного газа был размещён в постоянно продуваемом воздухом в хвостовой части фюзеляжа (из-за конструктивных сложностей размещения в крыле).
  
Предыстория появления самолета:
В середине 70-х годов в связи с дефицитом мировой добычи нефти и углублением энергетического кризиса интенсифицировались работы по применению альтернативных видов топлива в промышленности и на транспорте.
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
В СССР Академией наук совместно с рядом научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро была разработана программа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по широкому внедрению водородной энергетики в народное хозяйство. В авиационной промышленности она получила название: тема "Холод". ММЗ "Опыт" было поручено создание летающей лаборатории, использующей в качестве топлива жидкий водород (на базе самолета Ту-154Б). Эта программа позволяла одновременно кардинально улучшить экологическую обстановку в стране, а также заложить основы создания гиперзвуковой и космической авиации. В ходе создания летающей лаборатории выявилась необходимость значительного расширения объема научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. В этот же период обострился дефицит традиционных видов топлив для транспортных средств (керосин, бензин) и потребовалась замена его природным газом, который для авиации наиболее приемлем в сжиженном состоянии - СПГ (сжиженный природный газ). Исходя из этих положений в АНТК им. А.Н. Туполева в 80-е годы был создан первый в мире самолет -летающая лаборатория Ту-155 (первоначальное обозначение ЛЛ Ту -154).
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
Жидкий водород с его высокой удельной теплотворной способностью, втрое превосходящей углеводородные топлива, с исключительной экологической чистотой оказался чрезвычайно перспективен как горючее для различных двигателей.
Сниженный природный газ обладает рядом ценных преимуществ по сравнению с традиционными авиационными топливами. При нарастающем дефиците нефтяных топлив запасы природного газа составляют значительную величину, а при неуклонном росте цен на нефтяные топлива цена на СПГ будет снижаться. Теплотворная способность СПГ на 15% превышает теплотворную способность авиационного керосина. Применение СПГ на самолетах позволяет существенно снизить вредное экологическое влияние на окружающую среду.
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
С целью летной оценки возможности использования криогенных топлив на Ту-155 по сравнению с базовым самолетом Ту-154Б были выполнены следующие конструктивные изменения:
  • в специально выделенном отсеке салона самолета установили топливный бак с высокоэффективной теплоизоляцией для размещения жидкого водорода с температурой -253 С или сниженного природного газа с температурой -162 С;
  • доработали топливную систему самолета;
  • экспериментальный топливный комплекс включал в себя систему подачи топлива в двигатель, систему поддержания давления в баке с аварийным предохранительным устройством, систему циркуляции, наддува бака, систему аварийного слива криогенного топлива. Система подачи топлива состояла из центробежных и струйных насосов, теплоизолированных трубопроводов, криогенных агрегатов и клапанов;
Для управления и контроля работы криогенного комплекса на самолете установили три дополнительные системы:  
а) гелиевую, управляющую агрегатами силовой установки;
б) азотную,  замещающую обычную атмосферу в отсеках самолета и предупреждающую экипаж в случае утечки криогенного топлива задолго до взрывоопасной концентрации;
в) систему контроля вакуума в теплоизоляционных полостях;
г) вместо штатного центрального двигателя НК-8-2У установили экспериментальный двигатель НК-88, созданный в конструкторском бюро под руководством академика Н.Д.Кузнецова (при этом большое внимание уделили обеспечению взрывопожаробезопасности двигателя).
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
Для обслуживания экспериментального самолета и выполнения испытательных работ был создан авиационный криогенный комплекс. Он состоял из следующих систем:
  • системы заправки криогенным топливом;
  • системы пневмопитания;
  • системы энергоснабжения;
  • системы телевизионного контроля;
  • системы газового анализа;
  • системы орошения водой в случае пожара;
  • системы контроля качества криогенного топлива.
Комплекс позволял проводить различные виды испытаний с использованием больших количеств криогенной жидкости. Летающая лаборатория делалась на базе серийного самолета Ту-154 № 85035, доработанного под стандарт Ту-154Б. 15 апреля 1988 года самолет Ту-155 совершил первый полет (экипаж под руководством летчика-испытателя В.Севанакаева. Самолет Ту-155 прошел обширный комплекс испытаний, в ходе которых установлено 14 мировых рекордов, совершен международный перелет по маршруту Москва - Братислава (Чехословакия) - Ницца (Франция), Москва - Ганновер (ФРГ).
Создание и летные испытания экспериментального самолета Ту-155 обогатили советскую науку. Был приобретен опыт проектирования систем, работающих на криогенных топливах, накоплен опыт в разработке технологических процессов изготовления таких систем, удалось освоить новое оборудование и новые технологические процессы.
Кроме того, была создана специальная экспериментальная база для испытаний самолетов с силовыми установками, работающими на криогенных топливах, освоены новая испытательная техника и новые методы испытаний. К настоящему времени приобретен опыт обращения с жидким водородом и сжиженным природным газом, отработаны приемы и методы обеспечения взрыво-пожаробезопасности.
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
Приобретенный опыт в создании и испытаниях самолета Ту-155 стал хорошей базой для будущего освоения технологий создания пассажирских и грузовых самолетов на криогенных видах топлива, а также основой для участия нашей страны в международном сотрудничестве в этой области. Кроме того, к 90-м годам удалось создать реальную внутриотраслевую и межотраслевую кооперацию различных предприятий по разработке авиационных криогенных систем.
Основные характеристики Ту-155 аналогичны базовому Ту-154Б. Объем бака для криогенного топлива - 20 м3, максимальная продолжительность полета на криогенном топливе - 120 мин.
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
Двигатели на жидком водороде имели огромный потенциал развития. Топливо в резервуарах имело постоянную температуру -253 °C. С 1989 г. стали применять двигатели, работающие на СПГ (температура -162 °C).
Плюсом потребления СПГ в авиации является не только экологическая чистота, но и экономичность. При росте цен на нефть стоимость сниженного природного газа не увеличится. Теплотворная способность данного вида топлива на 15% выше, нежели углеродных аналогов (бензин и керосин).
 
Вот как описал испытательный полет Ту-155 один из очевидцев:
День выдался теплым и солнечным. Заново выкрашенный Ту-155 с ярко-синей полосой через весь фюзеляж сиял своими блестящими боками, как бы подтверждая, что хоть сейчас готов взмыть в голубое небо. И происходило это уже не на летно-испытательной станции, где все специально приспособлено для заправки его сжиженным газом, а на совершенно обыкновенном аэродроме НИИГА в Шереметьеве. И невольно возникал вопрос, как же сегодня самолет будет здесь заправляться? Ну, керосином - понятно, а вот новым альтернативным топливом? Но главный конструктор Владимир Александрович Андреев решил не удовлетворять наше любопытство на словах, сказав, что мы сами сейчас все увидим. Вскоре к Ту-155 подкатили два грузовых автомобиля, приспособленных для перевозки сжиженного газа. Совершенно обыкновенные, какие нередко встречаются на московских улицах. Сначала к самолету приблизилась одна из машин - с азотом. Им продули всю заправочную систему, чтобы создать в ней нейтральную атмосферу. Затем подошел заправщик с сжиженным газом.
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
Происходило все совершенно буднично, как будто речь шла не о новом криогенном топливе, а об обыкновенном керосине. Когда заправщики отошли, мы, вполне естественно, стали уговаривать Андреева разрешить полететь на этом пока еще единственном криогенном самолете. Хотелось стать первыми его пассажирами, - Что вы, этого вам никто и ни за что не позволит, - ответил Владимир Александрович. - Это хоть и первый показательный, но все же испытательный полет, и на борту может находиться только экипаж. Таковы правила.
И мне пока приходится довольствоваться лишь наблюдением за полетом криогенного самолета со стороны. Сейчас вместе полетим параллельным курсом на Ту-154 сопровождения. Вскоре поднялся в воздух Ту-155, правый двигатель которого - НК-88 работал на сжиженном природном газе. На борту, кроме Андреева и других представителей КБ и летно-испытательной станции, с нами были английские кинодокументалисты. Их тоже очень интересовал первый криогенный самолет, и они хотели все запечатлеть на пленку.
Ту-155 на криогенном топливе
 
Валерий Владимирович Архипов рассказывает, что перед полетом Генеральный конструктор опытно конструкторского бюро по созданию двигателя НК688, дважды Герой социалистического труда, генерал6лейтенант Николай Дмитриевич Кузнецов подошел к нему, посмотрел в глаза и четко сказал: "Те6е замены нет и у тебя нет права на ошибку. Посвяти этот полет тем, кого больше всего любишь". Легко сказать  “нет права на ошибку”. А попробуй сохранить четкость мышления, когда у тебя за спиной емкость объёмом 17,5 куб. метров, частично заполненная жидким водородом. Весьма опасные последствия его возможных утечек должны нейтрализовываться азотом, ёмкость с которым разделяли кабину пилотов и
эксплуатационно6топливный комплекс (ЭТК). ЭТК включал также и сложную систему управления, основной контроль за которой как раз и осуществлял В.В. Архипов в качестве ведущего инженера, а стало быть и бортового руководителя полета.
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
При отрыве самолета от взлетной полосы Валерий Владимирович через самолетное переговорное устройство сделал заявление в открытом эфире о посвящении полета памяти майора Архипова (это заявление было зафиксировано службой внешней разведки США). По успешному завершению полета генерал обнял и поблагодарил бортового руководителя полета. У генерала были веские причины для такого отношения с Валерием Владимировичем, у которого в феврале того же года геройски погиб за рубежом его младший брат военный разведчик майор Архипов.
Первый полёт завершился чуть раньше намеченного, для чего у бортового руководителя были веские доводы: в азотном отсеке датчики зафиксировали наличие азота, который должен был автоматически появиться при утечках водорода. Но, слава Богу, причина была иная: азот поступал через баллонный вентиль, разгерметизировавшийся при осуществлении самолетом крена в обе стороны от оси. Это стало понятно только на земле.
Полет продолжался всего 21 минуту по малым кругам на разных высотах не выше 600 м.
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
Технические идеи и решения, которые были применены в создании Ту-155, внесли огромный вклад в советскую науку. Страна получила важнейший опыт работы проектирования систем, работающих на криогенном топливе, которые в то время называли технологиями будущего. Освоены новые методы исследования, создана экспериментальная база летательных аппаратов, потребляющих в качестве горючего сниженный природный газ или водород. Специально под этот тип топлива спроектированы противопожарные системы.
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
На базе самолета Ту-155 было потом построено много моделей авиалайнеров и грузовых самолетов, несущих криогенные силовые установки. Направление по внедрению альтернативного вида топлива в авиации с начала 90-х годов обрело международный характер. В 90-х годах построена мощная кооперационная система предприятий, делающая криогенные силовые установки для различных отраслей промышленности и транспорта.
 
Авторы (В.А. Андреев, В.Д. Борисов, В.Т. Климов, В.В. Малышев и В.Н. Орлов) еще раз подчеркивали свою оптимистическую позицию, причем с приведением следующих доводов:
"…Тема криогенных топлив вышла из моды. Бесценные наработки в этой области, как и во многих других, где российские специалисты занимали ведущие мировые позиции, могут быть безвозвратно утеряны. Но переход на новые альтернативные источники энергии являются жестокой необходимостью. Ученые могут ошибаться на 50 и даже на 100 лет, однако ископаемые топлива в какой-то момент будут исчерпаны. Потеря источников энергии такой же "конец света", как и любые другие глобальные катастрофы и беды. Та страна, ученые и специалисты которой первыми найдут оптимальное решение проблемы перехода на неисчерпаемые источники энергии, получит доминирующее положение в мире. Особенно это важно для России с учетом огромного населения, богатейших природных ресурсов, занимаемого географического положения, климатических зон и огромных расстояний".
Добавить к приведенному высказыванию нечего. Нынешнее время только подкрепляет прогноз 12-летней давности. Нужно быстрее обретать уверенность в спасительном назначении водорода и эту уверенность воплощать в мегапроектах, подобных криогенному самолету Ту-155. 
 
Ту-155 на криогенном топливе
 
ТТХ самолета ту-155:
Дальность полёта максимальная — 2800 км.
Продолжительность полёта на криогенном топливе — 2 ч.
Масса: пустого — 52 т, взлётная нормальная — 98 т.
Скорость: максимальная — 950 км/ч, крейсерская — 850 км/ч.
Экипаж — 4 чел.
 
Статья составлена по материалам:
Википедия
http://www.airwar.ru/
http://airspot.ru/
http://engine.aviaport.ru/
Фото: Оксана Пащенко
Обработка: Антон Харисов
При использовании материала, указывать источник: http://z25t.ru
Поделись:
Оцени:
Нравится ( + )
+2
Не нравится ( - )

Комментариев: 0 Просмотров: 5971




Информация
Посетители, находящиеся в группе Гость, не могут оставлять комментарии в данной новости.