Турбина

Она родилась в нашей стране. Талантливый техник морской инженер П. Д. Кузьминский создал ее 62 года назад, в 1892 году. Кузьминский построил первую газовую турбину, изобрел важный прибор для испытания корабельных винтов и «скоростемер», лаг, указывающий скорость корабля на ходу.

Он прекрасно понимал, что на больших скоростях старые машины не могут уже как следует выполнять новые задачи. Он начал строить и на три года раньше прославленного англичанина Парсонса испытал паровую турбину собственной конструкции.

Чем хороша турбина? В ней нет ни поршней, ни шатунов, ни кривошипов… Турбина — это как бы малая ветряная мельница, крылья которой вращает не вольный ветер, а мощная струя пара, направляемая на них. Вообразите себе небольшую, но прочную крылатку-ветрянку, заключенную внутри стального барабана, куда под страшным давлением врывается пар. Это и есть турбина.

Крыльев-лопаток в турбине множество. Пар бежит между подвижными и направляющими лопатками. Он давит на них, и, бешено вращаясь, диски или «колеса» турбины увлекают за собою вал, с которым наглухо скреплены.

Сила упругости пара в турбине используется много прямее и лучше, чем в поршневом двигателе. Турбина отнимает у пара всю его мощь без остатка. Пар, выходящий из турбины, обессилен и кроток, как тот, что поднимается над вашим чайником.

Выгода отнимать у пара всю его энергию так велика, что теперь устраивают турбины, которые работают на паре, уже побывавшем в цилиндрах обычной машины. На больших грузовых пароходах нередко позади поршневой машины ставят неприхотливую ловушку энергии — турбину отработанного пара; она сразу позволяет сэкономить одну пятую часть топлива.

Правда, и пар, которым движутся наши нынешние турбины, далеко не тот безобидный, содержащий частицы воды, «влажный пар», каким в свое время пользовались изобретатели паровой машины. Турбинный пар — горяч и сух: после его образования в котле он проходит через особый пучок труб— «перегреватель». Он несет в себе затем несравненно меньше влаги; охлаждаясь, сгущается не так сильно и может выполнить значительно большую работу.

Современные котлы, дающие турбинам этот пар, действуют обычно на нефтяном топливе. Вот еще одно, чисто русское изобретение.

Разносторонний и талантливый техник середины XIX века, А. И. Шпаковский первый сконструировал тот прибор для распыления нефти в топке, которым теперь, под именем «форсунки», пользуется весь мир.

Работающая на нефтяном топливе паровая турбина легка и могуча; такой мощности пока не способны достигнуть другие двигатели. Она невелика по размерам и на самом полном ходу оказывается наиболее выгодной, экономичной.

Но есть и у турбины свой недостаток. Турбина — «сердце», слишком бурно работающее: она может многое, но не способна давать мало оборотов. Это очень хорошо на электростанции: пусть ротор генератора крутится с любой бешеной скоростью! Но попробуйте насадить такую турбину прямо на гребной вал парохода, чтобы она вращала его винт, — ничего хорошего не получится.

Дело в том, что винт корабля не должен совершать больше чем 300 оборотов в минуту (и то — на самых быстроходных судах). Если он станет вращаться быстрее, корабль, в соответствии с законами физики, не только не пойдет более ходко, но вообще может остановиться: слишком быстро крутящийся винт не гонит воду назад, а лишь образует вокруг себя разреженное пространство,.. Как же заставить турбину вращать винт с достаточной неторопливостью?

Сначала наши конструкторы-новаторы придумали электродвижение судна. Пусть турбина со всей скоростью вращает генератор, а электрический ток будет вращать моторы, насаженные прямо на гребные валы уже так, как нам нужно!

Этим, собственно, были убиты сразу «два зайца». Турбина не имеет заднего хода, а при помощи электродвигателя легко заставить корабль идти и носом и кормой вперед. Больше того, очень простым становится управление: нет ничего легче управлять электрическими моторами.

Но есть и тут беда: электрические машины-посредники увеличивают расход топлива примерно на одну десятую. Они дорого стоят, и их работа не всегда окупается.

Вот почему сейчас чаще прибегают не к электрическим, а к зубчатым передачам. В обычном велосипеде ноги медленно вращают ось, на которую насажены шатуны; однако благодаря двум шестерням колесо начинает делать сравнительно много оборотов.

В зубчатых передачах от турбин всё иначе: вал самой турбины вращается быстро, а вал гребного винта благодаря системе зубчаток и шестерен обращается несравненно медленнее (в 50—80 раз).

Внимательный читатель может заинтересоваться: а как же такой корабль с зубчатой передачей маневрирует? Как дают ему задний ход?

С этой целью судно снабжают добавочной, не очень мощной турбиной: ведь идти кормой вперед не приходится ни очень долго, ни очень быстро.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс
Закладка Постоянная ссылка.

Комментарии закрыты