Определения, обозначения и сокращения……………………….……….. |
|
Введение………………………………………………………….………… |
|
1 |
История появления топлива. Изобретение бензина………………. |
2 |
Дизельное топливо…………………………………………………... |
3 |
Альтернативные источники энергии……………………………….. |
4 |
Виды топлива. Классификация топлива…………………………… |
5 |
Твёрдое топливо. Основные характеристики……………………… |
6 |
Жидкое топливо. Основные характеристики……………………… |
7 |
Газообразное топливо. Основные характеристики……………….. |
8 |
Условное топливо…………………………………………………… |
Заключение………………………………………………………………..... |
|
Список использованных источников……………………………………... |
|
Приложение |
Определения, обозначения и сокращения
АЗС – автозаправочная станция
ВВЭР – водо-водяной энергетический ядерный реактор
ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения
г – грамм
г. – год
ГОСТ – Государственный стандарт
ДВС – двигатель внутреннего сгорания
др. – другой
ЕЭС – Европейское экономическое сообщество
и т.д. – и так далее
ИТЛ – исправительно-трудовой лагерь
КБ – конструкторское бюро
КПД – коэффициент полезного действия
мин. – минута
млн – миллион
млрд – миллиард
мм – миллиметр
НАТИ – научный автотракторный институт
НИИ – научно-исследовательский институт
НКВД – Народный комиссариат внутренних дел
об./мин – оборотов в минуту
ОГПУ – Объединённое государственное политическое управление при СНК СССР
ОКБ – опытно-конструкторское бюро или отдельное (особое) конструкторское бюро
с – секунда
т – тонна
ТВЭЛ – тепловыделя́ющий элеме́нт
т.е. – то есть
ч – час
ЮНЕСКО – Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization)
Введение
Способ подачи энергии, которая питает наши автомобили, постоянно меняется, попробуем проследить путь эволюции современных двигателей.
В далеком 1876 году один немецкий инженер спроектировал и собрал двигатель, который работал на высвобождённой энергии сгоравшего топлива. Николаус Отто1 центральным звеном своего устройства сделал карбюратор [26].
Горючий материал смешивался с атмосферным воздухом. Затем происходило сжатие этой смеси в цилиндрах, и электрическая искра вызывала воспламенение. Дальнейший путь кинетической энергии знаком всем ученикам старших классов: поршень двигается под воздействие газов и поворачивает коленвал. Вращение колес осуществлялось путем цепной передачи либо через вал. Этот принцип нисколько не изменился и на сегодняшний день. В качестве топлива использовались горючие материалы, которые уже существовали в то время – керосин, бензин и дизельное топливо. Об этом немного подробнее.
1 История появления топлива. Изобретение бензина
В 1825 году английский физик-испытатель Майкл Фарадей2 первым официально получил бензин
Первый бензин получил Майкл Фарадей еще в 1825 году, но опыты с нефтью проводились и раньше. В России в районе Ухты в конце восемнадцатого века был построен первый завод по предварительной очистке нефти. Конечно, технология была проста до крайности. Принцип работы завода был очень похож на принцип работы самогонного аппарата. Емкость с нефтью ставили вовнутрь печи и продукт нагрева по трубе шёл в приготовленную заранее бочку. Труба проходила через бочку с водой, которая выполняла роль охлаждающего элемента. Полученная очищенная нефть использовалась в основном для освещения помещений. А именно тот продукт, который мы знаем как бензин, получил английский физик и испытатель Фарадей. Выделив опытным путем углеводородное соединение, требующее минимальных условий для воспламенения. Само название имеет арабские корни и понимается как «благовонное вещество». И это благодаря тому, что исходный материал Фарадей получил откуда-то из Малой Азии.
Примерно через семьдесят лет был изобретён процесс более тщательного разложения нефти на составляющие. Русский инженер по фамилии Шухов3 [3, 5, 25] сумел добиться гораздо большего КПД на выходе и увеличить объем произведенного бензина. Что послужило продвижению этого горючего в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, которые были усовершенствованы немцем Даймлером4 [2].
Автомобили все серьезней внедрялись в жизнь человека и люди впервые столкнулись с нехваткой топлива. Существует даже такая реальная история о путешественниках, которые ездили по Германии в начале двадцатого века и постоянно сталкивались с нехваткой бензина. Однажды, в одном населенном пункте им с большим трудом удалось найти топливо и довелось приобрести сей ценный товар у врача, так как в городской аптеке он уже закончился. Это говорит о том, что совершенно отсутствовала централизованная продажа бензина, и люди просто не знали, к какой категории стоит его отнести.
Слева направо: Отто, Фарадей, Шухов, Даймлер
Немного позднее реализация бензина наладилась, но все равно его приходилось покупать уже разлитым в различные ёмкости в виде вёдер или бутылей. Развитие машиностроения и увеличение количества автомобилей привело и к появлению специализированных хранилищ. Хотя сам процесс заправки все ещё оставлял желать лучшего. Заправка отнимала много времени и сил. Первая автомобильная заправочная станция была открыта в 1907 году в США. Компания Standard Oil of California открыла в Сиэтле специализированный магазин по продаже топлива, а также заправке его в автомобиль. Это был только маленький шажок. Через несколько лет появились первые заправки, которые уже не требовали участия человека в процессе движения топлива из емкости в бак автомобиля, а в тридцатых годах прошлого века появились и колонки с электродозаторами. История развития заправочных станций в каждой стране идёт по своему индивидуальному пути. Например, в нашей стране АЗС является главным предприятием, а магазины при ней – всего лишь необязательным дополнением. В других же странах сложилась зеркальная ситуация. Заправки находятся при магазинах и уже они являются дополнением к перечню товаров.
2 Дизельное топливо
Основным конкурентом бензина является дизельное топливо. Это горючее обязано своим названием немецкому инженеру Рудольфу Дизелю5, который ещё в юношескую пору мечтал о двигателе, который оставит по своим характеристикам паровой далеко позади. И изначально весь агрегат был рассчитан на угольную пыль. Но разработка такой схемы была слишком сложна и Дизель решил остановиться на дешевых продуктах переработки нефти вроде мазута. Работа изобретения немецкого инженера была в корне иной, чем у Отто. Топливо всасывалось в цилиндр, но для его воспламенения не нужны были свечи. Возгорание достигалось путём огромного давления, которое создавалось в камере. Это была довольно сложная конструкция, и поэтому ушло более пяти лет на конструирование первого действующего образца. Он просто прекрасен! Высотой три метра и мощностью порядка 19 лошадиных сил. Движущей силой был керосин, он обеспечил КПД в два раза больше, чем у паровой машины [12].
Рудольф Дизель еще со студенческих лет мечтал создать двигатель, КПД которого превышал бы паровой аналог. Переработку под солярку произвели уже другие инженеры. Лицензию на производство двигателей такого типа купил Эммануил Нобель и организовал предприятие по сборке под Петербургом. Так как у керосина цена была довольно высока, то он попросил своих сотрудников несколько переработать конструкцию. И двигатель стал с удовольствием потреблять сырую нефть, а затем и солярку.
Первый работоспособный двигатель Дизеля работал на керосине. В течение своей жизни Рудольф Дизель не сумел создать автомобиль, сердцем которого бы стал его двигатель. Он только разработал гениальную идею. Она воплотилась в реальность только через десять лет после его загадочного исчезновения в конце сентября 1913 года.
Его дело вызвало большой интерес в среде инженеров и ученых, и Проспер Леранж6 запатентовал работающий экземпляр дизельного двигателя, который имел предварительную камеру для топлива, что делало его действительно инновационным. Единственным минусом было несовершенство конструкции компрессора. Компрессор имел слишком большие габариты и не выдерживал большие обороты. И только сконструированный в 1922 году насос высокого давления помог отчасти решить эту непростую, но интересную проблему.
Слева направо: Дизель, Эммануил Нобель, Бош, Генри Форд
Роберт Бош7, автор этого изобретения, появлением своего насоса позволил создать первый двигатель, который поддерживал реальные высокие обороты и в 1923 году вышел грузовик Benz 5K3, оснащенный дизельным двигателем [21]. Тактико-технические характеристики первого дизельного автомобиля не поражают, но для своего времени это был прорыв. Девятилитровый двигатель легко двигал пятитонную машину, хотя мощность не превышала 50 лошадиных сил. Но до первого легкового автомобиля оставалось ещё 13 лет.
"Mercedes-Benz 260D", оснащённый дизельным двигателем. Идея создания легковушки на дизельном топливе возникла у компании ещё в 1933 году, но первые эксперименты успеха не принесли [10]. И вот был выпущен первый экземпляр 260D, который имел в своем арсенале четырехцилиндровый двигатель объёмом 2,5 литра. Мощность дизельного агрегата достигала 45 л.с. при значении тахометра порядка 3000 об/мин. И впервые была достигнута новая планка экономичности таких двигателей – 9 л на 100 км. Бензиновый двигатель той же компании потреблял немного больше – 13 л.
Появление понятия для обозначения двигателей и потребляемого ими топлива – «дизель» – окутано пологом тайны. И сейчас дизельным топливом или соляркой называется продукт переработки нефти, который используется для питания двигателей внутреннего сгорания, воспламенение топлива в которых происходит за счёт большого давления. Вот так. Сейчас этим видом топлива никого не удивишь, ведь купить дизельное топливо можно почти на любой АЗС. Подробнее об истории Дизеля и дизтоплива в Приложении А.
3 Альтернативные источники энергии [15, 16, 20]
В настоящее время появляется все больше видов альтернативных источников энергии для автомобилей, но эта конкуренция была и в начале прошлого века. На самой заре автомобилестроения спирт и растительное масло едва не победили углеводородные соединения. Лишь четвертый десяток 20 века расставил все по тем местам, которые мы сейчас наблюдаем. Помните Николаса Отто? Он тоже грешил экспериментами со спиртом. И Дизель любил заливать различные масла в свои детища. Но дальше всех пошел изобретатель конвейера. Генри Форд8 [24] разработал и реализовал на знаменитой модели Т двигатель, который с одинаковым успехом могла употреблять этанол, бензин и продукт их слияния. Практически все автомобили эпохи Первой Мировой были запойными, то есть работали на растительном спирте. Но когда нефть серьезно упала в цене и продукты на её основе стали более доступны, чем спирт, это дало толчок для развития бензина как основного вида топлива. Первый возврат к топливу, альтернативному бензину, произошел в 1973 году, когда несколько арабских государств приостановили свои поставки нефти западным странам и Японии. Бензин резко подскочил в цене и быстро достиг отметки, превышающую докризисную в пять раз. И поиск топлива, которое освободит мир от нефтяной зависимости, не прекращается до сих пор. Цены на бензин все продолжают расти и невидно никаких реальных предпосылок, что они упадут. Поэтому постоянно идут исследования различных видов биологического топлива, преимущественно спиртов и биодизелей. Исходные материалы поражают своим разнообразием, главное условие для попадания в высшую лигу и быть источником дешевого и высокоэнергетического спирта – иметь приличное содержание сахара в своей структуре. Поэтому здесь соревнуются все подряд, картофель, свекла и различные злаки. Но первое место пока удерживают кукуруза и сахарный тростник. Они относительно дешевы, неприхотливы в уходе, а так же имеют обширные площади произрастания.
До 1973 года в мире мало кто задумывался о стоимости бензина. Главный производитель этанола – Бразилия. Заводы по переработке сахарного тростника существуют в этой стране с 1975 года. Плантации по выращиванию и добыче этого сырья в стране, где все ходят в белых штанах, просто огромны. И уже в течение сорока лет все выпускающиеся на территории страны автомобили проектируются под оба варианта, бензин и спирт [22]. Чтобы двигатель не застывал в недоумении, электронная начинка заботливо подскажет ему, что он в данный момент потребляет и соответственно подстроит его. Все просто и понятно. Довольны машины, довольны и люди. К тому же увеличение процентного соотношения в пользу растительного топлива значительно сокращает выброс углекислого газа, что позволяет снизить ущерб нашей атмосфере и сократить рост парникового эффекта. Но тут тоже есть небольшая проблемка. Сам этанол не наносит вреда нашей планете, а его производство – да. То есть, при производстве этого топлива вырабатывается большое количество углекислого газа, что несколько нивелирует его экологичность.
Всё-таки для перехода на этанол сделать надо ещё очень много, сейчас только 17 процентов машин могут потреблять этот вид топлива. Но почти 70 процентов могут ездить на смеси, в которой присутствует лишь 15 процентов бензина, а остальной объём занимает спирт. И абсолютно любой двигатель отнесётся толерантно к 15-процентному добавлению этанола в привычный бензин.
Ещё одним вариантом, способным заменить бензин, является водород [13, c. 175]. Есть топливные элементы, которые способны удерживать этот химический элемент и передавать его непосредственно двигателю, где происходит столкновение водорода с кислородом. В результате выделяется большое количество тепла, которое переводится в работу. Вырабатывается электрический ток, он и двигает автомобиль. Более простой вариант – это электромоторы, которые питаются уже произведенным и накопленным электричеством. Сейчас каждый крупный производитель выпускает модели, оснащенные электродвигателем. Но пока ни один не добился большого ресурса работы батарей и они довольно быстро приходят в негодное состояние. А вот их переработка опять-таки очень негативно сказывается на окружающей среде.
Японский автомобиль, работающий на воде. К трём рассмотренным заменителям бензина можно добавить и более экзотические технологии. Первый из них – это переработка каменного угля в топливо для машин. Оно имеет жидкое состояние и маленький КПД. Ничего сложного, просто сам уголь сначала доводят до состояния газа, который затем конденсируют и используют для заправки. Этот способ был известен ещё во времена последней мировой войны. Его энергично осваивали немцы и их союзники, но особых успехов не добились. Северная Америка и по сей день не оставила надежд на успешное решение такого метода. Правда, технология немного изменилась, из газа стараются удалить все вредные примеси, и только потом превращают его в жидкость. Второй, ещё довольно редкий способ – использование природного газа. Работы по его приручению и попытки загнать под капот автомобиля были успешными практически две сотни лет назад, вездесущий бензин задушил эту инициативу. Повторная попытка состоялась через сто лет в виде газогенераторных двигателей, основным топливом которых были обыкновенные дрова.
Дрова сжигали при большой нехватке кислорода, и в результате вырабатывалось некое количество веществ, частично недоокисленных. Эти вещества и вырабатывали энергию при помощи своего уничтожения в цилиндрах двигателя. Но все эти установки были просто огромными, самая маленькая была весом 400 килограммов и могла протащить автомобиль километров 70, что явно недостаточно. Советские инженеры решили свернуть с этого пути навстречу газовым баллонам. Первые машины отечественного производства на газу были запущены в серию задолго до Второй Мировой Войны. Первопроходцами стали машины ЗИС-30 и ГАЗ-44. Газ вырабатывался в газогенераторах, закачивался в баллоны и уже потом, устанавливался на автомобили. Но всех переплюнули жители Страны Восходящего Солнца. Инженеры компании Genepax уверяют, что разработанный ими двигатель нуждается только в обычной воде. Установка разложит её на составляющие, то есть на кислород и водород, а затем двигатель работает по абсолютно такой же схеме, как и обычный водородный двигатель. Правда есть одна закавыка – пока никто так и не видел действующего образца. Мы не упомянули довольно много разных видов топлива и соответствующих им двигателей. Просто пока они не заслуживают нашего внимания из-за своей малой функциональности, небольшого количества или существования только на бумаге. Будущее уже не за горами, оно рассудит, какой энергоноситель оптимально подойдет развивающемуся человечеству.
4 Виды топлива. Классификация топлива
По определению Д.И. Менделеева9, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты».
В настоящее время термин «топливо» распространяется на все материалы, служащие источником энергии (например, ядерное топливо) [23].
Топливо по происхождению делят на:
- природное топливо (уголь, торф, нефть, горючие сланцы, древесина и др.)
- искусственное топливо (моторное топливо, генераторный газ, кокс, брикеты и др.).
По своему агрегатному состоянию его делят на твёрдое, жидкое и газообразное топливо, а по своему назначению при использовании – на энергетическое, технологическое и бытовое. Наиболее высокие требования предъявляются к энергетическому топливу, а минимальные требования – к бытовому.
Твёрдое топливо – древесно-растительная масса, торф, сланцы, бурый уголь, каменный уголь.
Жидкое топливо – продукты переработки нефти (мазут).
Газообразное топливо – природный газ; газ, образующийся при переработке нефти, а также биогаз.
Ядерное топливо – расщепляющиеся (радиоактивные) вещества (уран, плутоний).
Органическое топливо, т.е. уголь, нефть, природный газ, составляет подавляющую часть всего энергопотребления. Образование органического топлива является результатом теплового, механического и биологического воздействия в течение многих столетий на останки растительного и животного мира, откладывающиеся во всех геологических формациях. Всё это топливо имеет углеродную основу, и энергия высвобождается из него, главным образом, в процессе образования диоксида углерода.
5 Твёрдое топливо. Основные характеристики
Твёрдое топливо. Ископаемое твёрдое топливо (за исключением сланцев) является продуктом разложения органической массы растений. Самое молодое из них – торф – представляет собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений. Следующими по «возрасту» являются бурые угли – землистая или чёрная однородная масса, которая при длительном хранении на воздухе частично окисляется («выветривается») и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли, обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них – антрацитов – претерпела наибольшие изменения и на 93 % состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твёрдостью.
Мировые геологические запасы угля, выраженные в условном топливе, оцениваются в 14 000 млрд т, из которых половина относится к достоверным (Азия – 63 %, Америка – 27 %). Наибольшими запасами угля располагают США и Россия. Значительные запасы имеются в ФРГ, Англии, Китае, в Украине и Казахстане.
Всё количество угля можно представить в виде куба со стороной 21 км, из которого ежегодно изымается человеком «кубик» со стороной 1,8 км. При таких темпах потребления угля хватит примерно на 1000 лет. Но уголь – тяжёлое неудобное топливо, имеющее много минеральных примесей, что усложняет его использование. Запасы его распределены крайне неравномерно. Известнейшие месторождения угля: Донбасский (запасы угля 128 млрд т), Печорский (210 млрд т), Карагандинский (50 млрд т), Экибастузский (10 млрд т), Кузнецкий (600 млрд т), Канско-Ачинский (600 млрд т). Иркутский (70 млрд т) бассейны. Самые крупные в мире месторождения угля – Тунгусское (2 300 млрд т – свыше 15 % от мировых запасов) и Ленское (1 800 млрд т – почти 13 % от мировых запасов).
Добыча угля ведётся шахтным методом (глубиной от сотен метров до нескольких километров) или в виде открытых карьерных разработок. Уже на этапе добычи и транспортировки угля, применяя передовые технологии, можно добиться снижения потерь при транспортировке. Уменьшения зольности и влажности отгружаемого угля.
Возобновляемым твёрдым топливом является древесина. Доля её в энергобалансе мира сейчас чрезвычайно невелика, но в некоторых регионах древесина (а чаще её отходы) также используется в качестве топлива.
В качестве твёрдого топлива могут быть также использованы брикеты – механическая смесь угольной и торфяной мелочи со связующими веществами (битум и др.), спрессованная под давлением до 100 МПа в специальных прессах.
6 Жидкое топливо. Основные характеристики
Жидкое топливо. Практически всё жидкое топливо пока получают путём переработки нефти. Нефть, жидкое горючее полезное ископаемое, представляет собой бурую жидкость, содержащую в растворе газообразные и легколетучие углеводороды. Она имеет своеобразный смоляной запах. При перегонке нефти получают ряд продуктов, имеющих важное техническое значение: бензин, керосин, смазочные масла, а также вазелин, применяемый в медицине и парфюмерии.
Сырую нефть нагревают до 300–370 °С, после чего полученные пары` разгоняют на фракции, конденсирующиеся при различной температуре t°: сжиженный газ (выход около 1 %), бензиновую (около 15 %, t° = 30–180 °С). керосиновую (около 17 %, t° =120–135 °С), дизельную (около 18 %, t°= 180–350 °С). Жидкий остаток с температурой начала кипения 330–350 °С называется мазутом. Мазут, как и моторное топливо, представляет собой сложную смесь углеводородов, в состав которых входят, в основном, углерод (84–86 %) и водород (10–12 %).
Мазут, получаемый из нефти ряда месторождений, может содержать много серы (до 4.3 %), что резко усложняет защиту оборудования и окружающей среды при его сжигании.
Зольность мазута не должна превышать 0,14 %, а содержание воды должно быть не более 1,5 %. В состав золы входят соединения ванадия, никеля, железа и других металлов, поэтому её часто используют в качестве сырья для получения, например, ванадия.
В котлах котельных и электростанций обычно сжигают мазут, в бытовых отопительных установках – печное бытовое топливо (смесь средних фракций перегонки нефти).
Мировые геологические запасы нефти оцениваются в 200 млрд т, из которых 53 млрд т составляют достоверные запасы. Более половины всех достоверных запасов нефти расположено в странах Среднего и Ближнего Востока. В странах Западной Европы, где имеются высокоразвитые производства, сосредоточены относительно небольшие запасы нефти. Разведанные запасы нефти всё время увеличиваются. Прирост происходит в основном за счёт морских шельфов. Поэтому все имеющиеся в литературе оценки запасов нефти являются условными и характеризуют только порядок величин.
Общие запасы нефти в мире ниже, чем угля. Но нефть более удобное для использования топливо. Особенно в переработанном виде. После подъёма через скважину нефть направляется потребителям в основном по нефтепроводам, железной дорогой или танкерами. Поэтому в себестоимости нефти существенную часть имеет транспортная составляющая.
7 Газообразное топливо. Основные характеристики
Газообразное топливо. К газообразному топливу относится, прежде всего, природный газ. Это газ, добываемый из чисто газовых месторождений, попутный газ нефтяных месторождений, газ конденсатных месторождений, шахтный метан и т.д. Основным его компонентом является метан СН4; кроме того, в газе разных месторождений содержатся небольшие количества азота N2, высших углеводородов CnHm, диоксида углерода СO2. В процессе добычи природного газа его очищают от сернистых соединений, но часть их (в основном сероводород) может оставаться.
При добыче нефти выделяется так называемый попутный газ, содержащий меньше метана, чем природный, но больше высших углеводородов и поэтому выделяющий при сгорании больше теплоты.
В промышленности и особенно в быту находит широкое распространение сжиженный газ, получаемый при первичной обработке нефти и попутных нефтяных газов. Выпускают технический пропан (не менее 93 % С3Н8 + пропен С3Н6), технический бутан (не менее 93 % С4Н10 + бутен С4Н8) и их смеси.
Мировые геологические запасы газа оцениваются в 140–170 триллионов м3.
Природный газ располагается в залежах, представляющих собой «купола» из водонепроницаемого слоя (типа глины), под которым в пористой среде (песчаник) под давлением находится газ, состоящий в основном из метана СН4. На выходе из скважины газ очищается от песчаной взвеси, капель конденсата и других включений и подаётся на магистральный газопровод диаметром 0,5–1,5 м длиной несколько тысяч километров. Давление газа в газопроводе поддерживается на уровне 5 МПа при помощи компрессоров, установленных через каждые 100–150 м. Компрессоры вращаются газовыми турбинами, потребляющими газ. Общий расход газа на поддержание давления в газопроводе составляет 10–12 % от всего прокачиваемого. Поэтому транспорт газообразного топлива весьма энергозатратен.
В последнее время в ряде мест всё большее применение находит биогаз – продукт анаэробной ферментации (сбраживания) органических отходов (навоза, растительных остатков, мусора, сточных вод и т.д.). В Китае на самых разных отбросах работают уже свыше миллиона фабрик биогаза (по данным ЮНЕСКО – до 7 млн). В Японии источниками биогаза служат свалки предварительно отсортированного бытового мусора. «Фабрика», производительностью до 10–20 м3 газа в сутки обеспечивает топливом небольшую электростанцию мощностью 716 кВт.
Анаэробное сбраживание отходов крупных животноводческих комплексов позволяет решить чрезвычайно острую проблему загрязнения окружающей среды жидкими отходами путём превращения их в биогаз (примерно 1 м3 в сутки на единицу крупного рогатого скота) и высококачественные удобрения.
Весьма перспективным видом топлива, обладающим в три раза большей удельной энергоёмкостью по сравнению с нефтью, является попутный газ. При добыче нефти выделяется так называемый попутный газ, содержащий меньше метана, чем природный, но больше высших углеводородов и поэтому выделяющий при сгорании больше теплоты.
Ядерное топливо используется в ядерных реакторах, где оно обычно располагается в герметично закрытых тепловыделяющих элементах (ТВЭЛах) в виде таблеток размером в несколько сантиметров.
К ядерному топливу применяются высокие требования по химической совместимости с оболочками ТВЭЛов, у него должна быть достаточная температура плавления и испарения, хорошая теплопроводность, небольшое увеличение объёма при нейтронном облучении, технологичность производства.
Металлический уран сравнительно редко используют как ядерное топливо. Его максимальная температура ограничена 660 °С. При этой температуре происходит фазовый переход, в котором изменяется кристаллическая структура урана. Фазовый переход сопровождается увеличением объёма урана, что может привести к разрушению оболочки ТВЭЛов. При длительном облучении в температурном интервале 200–500 °С уран подвержен радиационному росту. Это явление заключается в том, что облучённый урановый стержень удлиняется. Экспериментально наблюдалось увеличение длины уранового стержня в полтора раза.
Использование металлического урана, особенно при температуре больше 500 °С, затруднено из-за его распухания. После деления ядра образуются два осколка деления, суммарный объём которых больше объёма атома урана (плутония). Часть атомов – осколков деления – являются атомами газов (криптона, ксенона и др.). Атомы газов накапливаются в порах урана и создают внутреннее давление, которое увеличивается с повышением температуры. За счёт изменения объёма атомов в процессе деления и повышения внутреннего давления газов уран и другие ядерные топлива начинают распухать. Под распуханием понимают относительное изменение объёма ядерного топлива, связанное с делением ядер.
Распухание зависит от выгорания и температуры ТВЭЛов. Количество осколков деления возрастает с увеличением выгорания, а внутреннее давление газа – с увеличением выгорания и температуры. Распухание ядерного топлива может привести к разрушению оболочки ТВЭЛа. Ядерное топливо менее подвержено распуханию, если оно обладает высокими механическими свойствами. Металлический уран как раз не относится к таким материалам. Поэтому применение металлического урана в качестве ядерного топлива ограничивает выгорание, которое является одной из главных оценок экономики атомной энергетики.
Радиационная стойкость и механические свойства топлива улучшаются после легирования урана, в процессе которого в уран добавляют небольшое количество молибдена, алюминия и других металлов. Легирующие добавки снижают число нейтронов деления на один захват нейтрона ядерным топливом. Поэтому легирующие добавки к урану стремятся выбрать из материалов, слабо поглощающих нейтроны.
К хорошим ядерным топливам относятся некоторые тугоплавкие соединения урана: оксиды, карбиды и интерметаллические соединения. Наиболее широкое применение получила керамика – диоксид урана, или оксид урана (IV) UO2. Её температура плавления равна 2800 °С, плотность – 10,2 т/м3. У диоксида урана нет фазовых переходов, он менее подвержен распуханию, чем сплавы урана. Это позволяет повысить выгорание до нескольких процентов. Двуокись урана не взаимодействует с цирконием, ниобием, нержавеющей сталью и другими материалами при высоких температурах. Основной недостаток керамики – низкая теплопроводность – 4,5 кДж/(м·К), которая ограничивает удельную мощность реактора по температуре плавления. Так, максимальная плотность теплового потока в реакторах ВВЭР на диоксиде урана не превышает 1,4–103 кВт/м2, при этом максимальная температура в стержневых ТВЭЛах достигает 2200 °С. Кроме того, горячая керамика очень хрупка и может растрескиваться.
Плутоний относится к низкоплавким металлам. Его температура плавления равна 640 °С. У плутония плохие пластические свойства, поэтому он почти не поддаётся механической обработке. Технология изготовления ТВЭЛов усложняется ещё токсичностью плутония. Для приготовления ядерного топлива обычно берут диоксид плутония PuO2, смесь карбидов плутония с карбидами урана, сплавы плутония с металлами.
Высокими теплопроводностью и механическими свойствами обладают дисперсионные топлива, в которых мелкие частицы UO2, UC, PuO2 и других соединений урана и плутония размещают гетерогенно в металлической матрице из алюминия, молибдена, нержавеющей стали и др. Материал матрицы и определяет радиационную стойкость и теплопроводность дисперсионного топлива. Например, дисперсионное топливо Первой АЭС состояло из частиц сплава урана с 9 % молибдена, залитых магнием.
8 Условное топливо
Условное топливо [9, 17, 18, 19]. Различные виды энергетических ресурсов обладают разным качеством, которое характеризуется энергоёмкостью топлива. Удельной энергоёмкостью называется количество энергии, приходящееся на единицу массы физического тела энергоресурcа.
Для сопоставления различных видов топлива, суммарного учёта его запасов, оценки эффективности использования энергетических ресурсов, сравнения показателей теплоиспользующих устройств, принята единица измерения – условное топливо. Условное топливо – это такое топливо, при сгорании 1 кг которого выделяется 29309 кДж, или 700 ккал энергии. Для сравнительного анализа используется 1 тонна условного топлива.
1 т у.т. = 29309 кДж = 7000 ккал = 8120 кВт-ч.
Этот показатель соответствует хорошему малозольному углю, который иногда называют угольным эквивалентом.
За рубежом для анализа используется условное топливо с теплотой сгорания 41900 кДж/кг (10000 ккал/кг). Этот показатель называется нефтяным эквивалентом. В нижеследующей таблице приведены значения удельной энергоёмкости для ряда энергетических ресурсов в сравнении с условным топливом.
Таблица – Удельная теплота сгорания топлива
Топливо |
У.Т.С. ккал/кг |
У.Т.С. кДж/кг |
Древесина |
2960 |
12400 |
Торф |
2900 |
12100 |
Бурый уголь |
3100 |
13000 |
Каменный уголь |
6450 |
27000 |
Антрацит |
6700 |
28000 |
Кокс |
7000 |
29300 |
Сланец |
2300 |
9600 |
Бензин |
10500 |
44000 |
Керосин |
10400 |
43500 |
Дизельное топливо |
10300 |
43000 |
Мазут |
9700 |
40600 |
Сланцевый мазут |
9100 |
38000 |
Сжиженный газ |
10800 |
45200 |
Природный газ* |
8000 |
33500 |
Сланцевый газ* |
3460 |
14500 |
*Соответственно ккал/м3 и кДж/м3.
В СССР и России за единицу условного топлива (у.т.) принималась теплотворная способность 1 кг каменного угля = 29,3 МДж или 7000 ккал. Международное энергетическое агентство (IEA) приняло за единицу нефтяной эквивалент, обычно обозначаемый аббревиатурой TOE (англ. Tonneofoilequivalent). Одна тонна нефтяного эквивалента равняется 41,868 ГДж или 11,63 МВт·ч. Применяется также единица – баррель нефтяного эквивалента (BOE): 1 toe = 7,11, 7,33 или 7,4 boe.
В США цены на энергоносители и в особенности на природный газ, часто измеряют в долларах ($) на единицу MMBtu(1 млн БТЕ) (1 Btu ≈ 1054,615 Дж), для этого используется понятие «термальная цена» топлива. Термальные цены на уголь могут заметно отличаться от цен на жидкое или газообразное топливо. Например, цена нефти в 2010 году – около 12$ за MMBtu, природного газа около 5$, а угля около 2$, что объясняется спросом на такие виды топлива.
Один гигаджоуль эквивалентен 26,8 м³ природного газа при стандартной температуре и давлении. Таким образом, 1 млн БТЕ = 28,263682 м³ природного газа при стандартной температуре и давлении. Ещё одно использование британской тепловой единицы – котировки цен на топливо (как правило, на англо-американских рынках). Один баррель нефти содержит 5,825·106 BTU. Одна тысяча кубических метров природного газа содержит 35 800 000 BTU.
Поскольку BTU слишком маленькая единица в денежном измерении, для котировки часто используется терм, 1 терм = 100 000 BTU.
(здесь: М – тысяча, ММ – миллион)
Заключение
Таким образом, на основе вышеизложенного материала можно сделать следующие выводы:
-Топливо – это горючее вещество, применяемое для получения теплоты.
-По происхождению топливо бывает природное и искусственное.
-По агрегатному состоянию выделяют твёрдое, жидкое и газообразное топливо.
-По назначению при использовании топливо может быть энергетическим, технологическим и бытовым.
-Как самостоятельный вид выделяют ещё ядерное топливо.
-Для сравнения различных видов топлива по их теплотворной способности используют единицу измерения «условное топливо».
-Условное топливо – условно принятое топливо с теплотворной способностью 7000 ккал/кг (для жидких и твёрдых видов топлива) и 7000 ккал/нм3 (для газообразных видов топлива).
Список литературных источников
1. Биография Бориса Луцкого. – Интернет-ресурс: http://the-biografii.ru/izobretateli/384-biografiya-borisa-luckogo.html
2. Блау М.Г. Судьба эпонимов : Словарь-справочник : 300 историй происхождения слов: Даймлер Г.В. 2010.
3. В.Г. Шухов – выдающийся инженер и учёный: Труды Объединённой научной сессии Академии наук СССР, посвящённой научному и инженерному творчеству почётного академика В. Г. Шухова. М.: Наука, 1984, 96 с.
4. Виноградов Р.И., Шестаков В.З. История развития авиационной науки в Латвии. – Рига: РКИИГА, 1989. – 179 с.
5. Грефе Р. Шухов В.Г. (1853–1939). Искусство конструкции. М.: Мир, 1995. 192 с.
6. Династия Нобелей в России // Промышленные ведомости: экспертная общероссийская газета. № 6, июнь 2006. – Интернет-ресурс: http://www.promved.ru/articles/article.phtml?id=836&nomer=30
7. Династия Нобелей: российские промышленники. – Интернет-ресурс: http://www.luxurynet.ru/history/2569.html
8. Е.А. Яковлев – основоположник автомобилестроения в России. – Интернет-ресурс: http://auto.rin.ru/cgi-bin/main.pl?id=669&id_section=368
9. Ерохин В.Г. Основы термодинамики и теплотехники. М.: Машиностроение, 1980. 224 с.
10. Интернет-ресурсы:
http://www.mbclub.ru/mercedes-benz/persons/prosper-l-oranzh
http://www.ngpedia.ru/cgi-bin/getpage.exe?cn=401&uid=0,516714215511456&inte=1
11. История Балаково. ОАО «Волжский дизель им. Маминых». – Интернет-ресурс: http://historybalakovo.ru/promyshlennost/voljskii-dizel-im-maminyh.html – http://ballib.ru/txt/pdf/%D0%92%D0%94%D0%9C.pdf
12. История Рудольфа Дизеля и его дизеля. – Интернет-ресурс: http://carnote.info/Articles/History/disel.php
13. Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика. – М.: Энергоатомиздат, 1991. –264 с.
14. Мамин Яков Васильевич // Энциклопедия Челябинск. – Интернет-ресурс: http://www.book-chel.ru/ind.php?what=card&id=1352
15. Моторное топливо XXI века. – Интернет-ресурс: http://www.bestreferat.ru/referat-88765.html
16. Моторное топливо XXI века / ЭСКО – Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы», № 2, февраль 2007. – Интернет-ресурс: http://esco.co.ua/journal/2007_2/art158.htm
17. Основы практической теории горения / Померанцев В.В. и др.; под ред. В.В. Померанцева : Учеб. пособие для студентов вузов. Л.: Энергия, 1973. 264 с.
18. Природное топливо // Большая Энциклопедия Нефти Газа. – Интернет-ресурс: http://www.ngpedia.ru/id518301p1.html
19. Природное топливо планеты / Козлов А.Н., Нуршанов В.А., Пронин В.Н. и др. М.: Недра, 1981. 160 с.
20. Развитие топлива / Петроченко Владислав (Autohis.ru – История автомобилестроения). – Интернет-ресурс: http://autohis.ru/razvitie-topliva.php (13.07.2015)
21. Роберт Бош и его вклад в автомобилестроение. – Интернет-ресурс: http://bycars.ru/journal/robert-bosh-i-ego-vklad-v-avtomobilestroenie_998
22. Терентьев, Г.А. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов / Г.А. Терентьев, В.М. Тюков, Ф.В. Смаль. М.: Химия, 1989. 272 с. (Портал научно-технической информации ЭБ Нефть и Газ 2007. – Интернет-ресурс: http://nglib.ru/annotation.jsp?book=000888)
23. Топливо и его характеристики. – Интернет-ресурс: http://stringer46.narod.ru/Fuel.htm
24. Шпотов Б.М. Генри Форд (С. 57–76). – Интернет-ресурс: http://historystudies.org/2012/07/shpotov-b-m-genri-ford/
25. Шухова Е. М. Владимир Григорьевич Шухов. Первый инженер России. М.: Изд. МГТУ, 2003. 368 с.
26. GlobalPedia. Энциклопедия известных личностей: Отто Николаус Август. – Интернет-ресурс: http://globalpedia.ru/people.php?category=179&id=14444
Приложение
Исторический экскурс ИСТОРИЯ ДИЗЕЛЯ [12] НАЧАЛО. Рудольфу Дизелю человечество, воздало высокую и довольно редкую в истории техники честь, начав писать его имя с маленькой буквы. Имя великого инженера-изобретателя стало бессмертно. Рудольф Дизель В 1892 году ученик Карла фон Линде и поклонник Сади Карно, Рудольф Дизель подал в Берлинское патентное бюро заявку на «Одноцилиндровый тепловой двигатель», а 23 февраля 1893 г., получил патент № 67207, десятилетия спустя совершивший переворот в двигателестроении. Заявленный в патенте агрегат, который впоследствии назвали дизелем, представлял собой 4-тактный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением горючего вещества от сжатия. За первый ход поршня в цилиндр всасывается воздух. За второй – воздух сжимается до 3 МПа (около 30 атм), нагреваясь при этом до 600 градусов. (В карбюраторных двигателях эти величины равны соответственно 1,5 МПа и 300 градусов.) В конце второго такта сжатым до 5–6 МПа воздухом в цилиндр через форсунки впрыскивается топливо, которое воспламеняется в разогретой воздушной среде. Продукты сгорания расширяются и толкают поршень – это третий, рабочий такт цикла. Во время четвёртого такта поршень выдавливает продукты сгорания в атмосферу. Дизель предполагал, что в своём двигателе он сможет максимально приблизиться к циклу Карно, и поэтому отказался от водяного охлаждения. Дизель считал, что во время рабочего такта нагревание газов внутри цилиндра из-за сгорания топлива будет компенсироваться его охлаждением в результате их разрежения (как это происходит в холодильной камере), и потому отказался от водяного охлаждения. Однако практика оказалась далека от теории. Самый первый опытный образец, построенный на Аугсбургском (в 1906 г., его преобразовали в Машиностроительный завод Аугсбург-Нюрнберг («Машиненфабрик-Аугсбург-Нюренберг» известный в аббревиатуре MAN AG) машиностроительном заводе в 1893 г., при финансовом участии компаний Фридриха Круппа и братьев Зульцер (Sulzer Brothers Ltd, затем Gebrueder Sulzer Maschinenfabrik), имел не только теоретический, но и практический просчёт. По идее, в сильно разогретом цилиндре воспламеняет любое топливо: и газообразное, и жидкое, и твёрдое. И Дизель начал с твёрдого – с угольной пыли, поскольку в то время уголь был главным видом топлива.Столь странный выбор был предопределён стратегическими соображениями: в Германии нет месторождений нефти, но в изобилии залегает бурый уголь. Уголь, конечно, воспламенялся. Но при этом оказался прекрасным абразивным материалом, буквально съедавшим цилиндр и поршень. Затем была предпринята попытка использовать в качестве топлива светильный газ – смесь метана CH4, водорода H2 и окиси углерода CO, получающаяся при обработке угля и использовавшаяся для уличного освещения. Но и она не дала положительного результата. Стоит сказать, что в первых опытных моторах Дизель пробовал применять спирт, продукты переработки нефти, и арахисовое масло, и иные жидкие горючие вплоть до бензина (причём на бензине двигатель взорвался едва не убив самого Дизеля), но уголь казался ещё перспективнее. В 1894 г. начались испытания опытного образца двигателя, в котором в качестве топлива использовался керосин. Двигатель устойчиво работал, но лишь на холостом ходу. В чём Дизель, будь он человеком мнительным, мог бы усмотреть издёвку потревоженной тени Карно: по теории приблизиться к идеальному циклу можно было только при бесконечном уменьшении полезной мощности машины. Однако изобретатель был сугубым материалистом. В третьем опытном образце он скрепя сердце использовал водяное охлаждение. А в четвертом дополнил его подачей и распылением жидкого топлива при помощи сжатого воздуха. И этот четвёртый двигатель наконец-то заработал должным образом. Демонстрация четвёртого образца успешно прошла в феврале 1897 г. Двигатель имел высоту три метра, весил пять тонн, имел цилиндр диаметром 250 мм и ход поршня 400 мм. При 172 оборотах в минуту он развивал мощность 20 л.с. (около 15 кВт.) и потреблял 240 г керосина на 1 л.с. в час. Его КПД был равен 26,2 %, вдвое превышая КПД паровой машины. В период от получения патента до изготовления работоспособного опытного образца Дизелю удалось увлечь своей идеей ряд крупнейших машиностроительных компаний, ставших его инвесторами: заводы Круппа, Аугсбургский и Нюрнбергский заводы, бельгийскую компанию «Братья Зульцер» и газомоторную фабрику «Дейтц» (Gasmotorenfabrik Deutz AG) во главе с самим изобретателем 4-х-тактного ДВС Николаусом Отто («Гасмоторенфабрик Дейтц» Н.А. Отто и Лангена). Заметим, что газомоторная фабрика «Дейтц АГ» самого Отто с весьма большим опытом производства ДВС поначалу не проявила никакого интереса к новому типу мотора. А имя директора машинной фабрики Аугсбурге Х. Буца поверившего в Дизеля стоило бы увековечить вместе с именем Дизеля. Постройка дизельных двигателей началась в 1897 г. Первый из них мощностью 56 кВт в этом же году был установлен на фабрике «Унион», расположенной в г. Кемтене (Бавария). Ведущим предприятием, выпускающим дизели, стал Аугсбургский завод. Сразу после того, как был продемонстрирован первый работающий мотор, оппоненты Дизеля начали обвинять изобретателя во всех смертных грехах, подвергая сомнению юридическую правомерность его деятельности. Ему ставилось в вину, что созданный им двигатель существенно отличается от запатентованного. О цикле Карно говорить не приходится потому, что мотор использует водяное охлаждение. Большие нарекания вызывало и то, что идея двигателя с высокой степенью сжатия была высказана до него. Надо заметить, что формально критики Дизеля были правы: ни идея использования угольной пыли в качестве топлива, ни изотермическое управляемое сжигание так и не были воплощены. К травле подключились и изобретатели, полагавшие, что Дизель украл их идеи. Дошло до того, что ему пришлось заплатить 20 тыс. марок в качестве отступных трём немецким инженерам: Э. Капитену, Ю. Зонляйну и О. Келлеру. Но Общество германских инженеров не унималось. В 1904 г. на своём ежегодном съезде оно демонстративно присудило «турбинистам» французу Лавалю и англичанину Парсонсу высшую награду – медаль Грастгофа. Иностранцы чрезвычайно редко удостаивались этой награды, а немец Рудольф Дизель так никогда и не стал её обладателем. Главный и неистовый обличитель Дизеля – профессор Людерс готовился издать в октябре 1913 г. книгу «Миф о Дизеле». На 236 страницах Людерс стремился доказать, что Рудольф Дизель в действительности ничего не изобрёл, что все принципы работы «теплового двигателя высокого сжатия» были известны и раньше. И что двигатель, построенный Дизелем, имеет множество просчётов, недоработок и ошибок, что делает его и неэффективным, и ненадёжным. В общем, Людерс намеревался своим объёмистым трудом «прихлопнуть» Дизеля. Несмотря на первоначальные негативные отзывы, еще до 1904 г. Дизелю удалось реализовать свой патент у 141 фирм-производителей в 37 странах. Россия приобрела 1 патент. Из цифр ясно, что двигателестроение в Росси было мягко говоря в зачаточном состоянии. Отечественные источники одной из причин «отставания» США по дизелям указывают позднее (видимо по сравнению с Россией) начало работ по дизелям. Это как обычно не соответствует истине. Особо значимой и интересной была для Дизеля лицензия (но скорее сумма!), выданная в 1897 г. Адольфусу Бушу для Америки и Канады. В том же году А. Буш основывает компанию Diesel Motor Compani of Amerika. Из-за отсутствия собственной фабрики Бушу пришлось для первой презентации дизельного двигателя приобрести моторы от машинной фабрики в Аугсбурге и «Дейтц» (которая уже тогда купила патент и наладила производство). Профессор Людерс не успел «добить» Рудольфа Дизеля. Вечером 29 сентября 1913 г. жизнь Рудольфа Дизеля трагически оборвалась. Обстоятельства его смерти фактически домыслы, однако, судьба его, в значительной мере сходна с судьбой его литературного предтечи «Мартина Идена» Джека Лондона. Имеют право существовать как версии Нобеля убийства представителями каких-либо спецслужб великих империй, так и агентами Рокфеллера, и банальная версия самоубийства под влиянием как тягот разорения, так и разочарования в жизни. Уже 1908 г. Дизель начал создавать малогабаритный двигатель, который пробовали устанавливать на грузовиках. Однако, во-первых, конструкция малогабаритного дизеля была очень несовершенна, а во вторых машиностроительные фирмы, опасаясь юридических проблем, связанных с неидентичностью конструкции и патента, разрывали контракты с изобретателем. Дизель сознавал, необходимость доводки малогабаритного дизеля. Незадолго до своей смерти в 1913 г, он писал: «Автомобильный двигатель скоро появится, и тогда я буду считать работу моей жизни законченной». Как только промышленный мир облетела весть о новом двигателе, Эммануил (Эммануэль) Нобель, (племянник знаменитого изобретателя динамита и глава самой могущественной в России нефтяной компании «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель» («Братья Нобель» – «Бранобель»), понял, что в России дизельным моторам может быть уготовано большое будущее. В России как уже знал Нобель, находятся неисчерпаемые запасы нефти, перерабатывать которую на керосин в достаточных количествах в связи с примитивными российскими технологиями невозможно, но которая даже в природном виде, без переработки, способна стать топливом для нового двигателя. Естественно, что уровень переработки нефти в своей компании Нобель знал, однако прекрасно понимал, что одна иностранная фирма не может снабдить высококачественными продуктами переработки нефти всю Россию. «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель» («Бранобель») с основным капиталом в 3.0 млн рублей, учредили трое братьев Нобелей – Людвиг, Роберт и Альфред Эммануиловичи и их друг, полковник гвардейской артиллерии (впоследствии генерал, барон) П.А. Бильдерлинг. Одним из основных принципов Людвига Нобеля было стремление связать интересы служащих Товарищества с успехом самого предприятия. 15 октября 1882 г. Л.Э. Нобель выступил в Императорском Русском техническом обществе с сообщением «О положении нефтяной промышленности в России», в котором отметил: «Милостивые Государи, я уже более 20 лет стараюсь приложить к своим предприятиям ту теорию, чтобы сделать каждого человека, который работает вместе со мной, участником в достигнутых результатах, чтобы тот, кто делит со мной труды, имел бы право делиться со мною и моими барышами». Достойное вознаграждение за труд в зависимости от общих успехов предприятия было главным принципом Л. Нобеля: «40 процентов прибылей распределялось служащим». Для рабочих и техников строились жилые поселки с квартирами для семейных рабочих и казарменными помещениями для холостяков. Для старших служащих в Чёрном городе (Баку) были построены дома, столовая, библиотека, зал для увеселительных собраний, бильярд и кегельбан, получившие название Villa Petrolea («Нефтяная вилла»). Там же был разбит роскошный парк с цветником и оранжереей (парк Ротефане). Для разбивки парка на песчаной засоленной почве было завезено много тысяч кубометров плодородной земли из Ленкорани. Кроме того было завезено и высажено более 80 тыс. редких кустов и других растений. Для их полива Л. Нобель предложил своим танкерам вместо балласта с песком возить поливную воду из Астрахани. Та же идея с «городками» была реализована в Астрахани, Царицыне, Рыбинске, Саратове, Самаре, Уфе и других местах. Во всех городках строились бани, столовые, хлебопекарни, больницы (Баку, Астрахань, Царицын и др.), аптеки, службы санитарного надзора, начальные школы для детей рабочих (Баку). В селении Бузовны на Апшероне «Товарищество» имело свой дачный поселок, где сотрудники отдыхали во время отпусков. Нобели первыми в бакинском районе ввели на своих заводах и промыслах десятичасовой (вместо 14-часового) рабочий день. Около 1909 г., идя навстречу экстренным нуждам своих служащих и их семейств, «Товарищество» организует на своих южных складах, особенно на берегу Чёрного моря, дачи-санаториумы, в которых бесплатно предоставляется помещение и возможность пользования курортным лечением при минимальных материальных жертвах больных, бюджет которых таким образом не терпит серьёзного ущерба». «Заботясь о получении детьми своих служащих среднего и высшего образования, Товарищество на свои средства основало для сыновей служащих три стипендии имени Людвига Эммануиловича Нобеля, Михаила Яковлевича Белямина и Петра Александровича Бильдерлинга в С.-Петербургском Технологическом институте; по одной – в Горном институте, Ремесленном училище Цесаревича Николая, Коммерческом училище и Бакинском реальном училище; в этом последнем учреждена баронессой С.Я. Бильдерлинг ещё одна стипендия имени её покойного мужа Петра Александровича. Кроме того, Товарищество выделяет ещё отдельные пособия нуждающимся студентам, в количестве до 10 человек, в размере 30 рублей ежемесячно на всё время прохождения ими курса, сверх платы за учение. Если бы все русские предприниматели вели бы себя в своей стране так как вели себя в России иностранцы никакая революция большевиков была бы невозможна. Но иностранных Нобилей было мало, а простых русских предпринимателей (купцов, заводчиков, и пр.) очень много. Поэтому кровавая резня и произошла. Нобилей за их добро к русскому народу народ как обычно ограбил по полной программе. И никто ничему не научился по сию пору. Сегодня более чем через 110 лет после того как Нобель понял, что нефть в России перерабатывать не умеют видно, что прогнозы умного шведа сбылись. Нефть мы не научились грамотно перерабатывать по сию пору. В то время доля России в мировой добыче нефти составляла 53 %. Сама «Бранобель» добывала 18 % нефти внутри империи, но зато контролировала большую часть её экспорта. Э. Нобель мечтал о двигателе, работающем на сырой нефти. Он был уверен: в России двигатель на отходах нефтяного производства будет иметь успех. Такой двигатель совершенно необходим России всегда мечтавшей об экономическом рывке. В 1897 г. Эммануил Нобель попытался приобрести патент на изготовление двигателя в России первый раз. Однако Дизель, купавшийся тогда в лучах всемирной славы, запросил запредельную цену – полмиллиона рублей золотом. Рачительный швед решил подождать более подходящего для сделки момента. Через год конструктор, получивший реалистические представления о законах бизнеса, снизил цену до 800 тыс. марок. Событие 14 февраля 1898 г. газетчики окрестили «сделкой века». В берлинской гостинице «Паласт-отель» Эммануил Нобель подписал контракт с Р. Дизелем. 16 февраля 1898 г. Дизель пишет жене: «Запомни сегодняшнюю дату – это день заключения моего союза с Нобелем и, по всей вероятности, исходный рубеж для событий, которые потрясут мир. Либо быть может, мне, отдельному маленькому человечку, удастся достичь того, чего не удалось достичь всем правительствам вместе взятым, – раздавить Рокфеллера» [6, 7]. Эммануил Нобель, приобретая патент, рассчитывал, что инженеры его фирмы успешно разрешат проблему конструирования и запуска в производство нового мотора. Сам же Дизель снисходительно относился к возможностям российской науки и промышленности, не верил, что русские смогут создать свой двигатель, основываясь на его идеях. Он считал, что рано или поздно они обратятся за помощью к Западу. Дизель сказал: «Для изготовления деталей к двигателю нужна безукоризненная работа. Я сомневаюсь в том, что механическое дело настолько подвинуто в России». И в конечном счёте Дизель не ошибся. Кроме замечательного изобретения Густава Тринклера со времени продажи патента и по настоящее время отечественная наука не внесла в конструкцию дизеля ни единого радикального улучшения позволившего довести дизель до того уровня, который он имеет сегодня. Тогда же, приехав в 1910 г. в Россию, Дизель был рад успехам своего соотечественника инженера завода «Людвиг Нобель» (Ludwig Nobel) Георга Деппа, который сумел отработать его мотор, перевести его на питание сырой нефтью (она была гораздо дешевле керосина) и довести его до такой степени известности, что иногда его называли «русским двигателем». Стоит отметить, что Р. Дизель лично помогал ходу работ в России консультациями, был попросту дружен с Г. Деппом, с которым они работали вместе еще в Германии. Георгий Филиппович Депп [17 (29) ноября 1854–17 марта 1921] – российский инженер-технолог. По происхождению немец. Окончил курс штутгартского политехнического института, работал в политехническом институте Мюнхена и Дрездена. Георг Депп лично знал и дружил с Р. Дизелем. Разработал первый российский дизель. Отмечая постройку русского варианта двигателя Дизеля в России, Г. Депп в докладе на собрании общества инженеров-технологов 26 апреля 1900 г. с гордостью сообщил: «Мы показали свою техническую зрелость, и обеспечили двигателю Дизеля великое будущее». Профессор механики в Санкт-Петербургском технологическом институте. В 1912 г. избран директором технологического института. Читал курс паровых машин и котлов в Михайловской артиллерийской академии. Один из научных трудов Деппа «Опыты с двигателями Дизеля». Приобретя патент Дизеля, Нобели совершили акт неслыханного альтруизма: Э. Нобель предложил всем российским заводам соответствующего профиля, воспользовавшись его чертежами, начать производство дизельных двигателей. Однако развивать новое направление двигателестроения в России желающих не нашлось. Этот факт имеет объяснение. В России всегда развивалось только примитивное предпринимательство, т.е. торговля, или примитивное производство. Высокотехнологичное производство в России всегда развивали иностранные предприниматели или наиболее развитые русские предприниматели при поддержке иностранного капитала. Иностранным инженерам завода «Людвиг Нобель» (затем и ныне «Русский дизель» г. Санкт-Петербург) пришлось самостоятельно разрабатывать модификацию двигателя для России, работающего не на керосине, а на сырой (т.е. непереработанной) нефти. Нобели нанимали в руководящие и нженерные кадры иностранных специалистов. Например, Рихард Зорге-старший – техник по бурению скважин, технический консультант фирмы бр. Нобель. В 1885 г. переселился в Баку. Владел метизным заводом и магазином метизов. В 1895 г. в его многодетной семье родился самый младший сын Рихард (Ика) Зорге – будущий разведчик. В январе (по иным данным в ноябре) 1899 г. первый сделанный в России Г. Деппом «нефтяной» дизель с диаметром цилиндра в 260 мм, мощностью 20 л.с. при 200 об./мин работал на сырой нефти с расходом 220 г/л.c. и был готов. В этом же году первый русский дизель испытывался совместно со своим прототипом, построенным в Германии. Проводивший испытание Г. Депп установил, что его дизель (т.е. «Людвиг Нобель») имел КПД 34 %. Он расходовал топлива меньше, чем модель Аугсбургского завода. Во время испытаний дизель «Людвиг Нобель» развил мощность, заметно превышающую проектную. В 1900 г, на Парижской выставке его главный конструктор профессор Георг Депп демонстрировал новый «русский дизель» – дизель на сырой нефти. Позднее (в 1920-х г.) и завод «Людвиг Нобель» будто в насмешку переименуют в «Русский дизель». В насмешку потому, что никакого отношения к развитию дизелей Россия не имела и не имеет. В некоторых наших «источниках» пишут, что: «дизель вместе с Дизелем создавал В.Г. Шухов. Влади́мир Григо́рьевич Шу́хов[16 (28) августа 1853 – 2.02.1939] – знаменитый русский инженер. Перед началом работы в России естественно прошёл годичную стажировку в США. В России работал на американской фирме А.В. Бари (машиностроительная фирма, строитель павильонов Филадельфийской выставки, с которым Шухов познакомился в США). В России фирма Бари выполняла заказы общества «Бр. Нобель» («Бранобель»), но выполняла строительные работы и к конструкциям дизелей отношения не имела. Стоит отметить, что вопреки мнению отечественных источников всю деятельность В. Шухова в России поддерживали не российские промышленники, а исключительно иностранцы Э.Л. Нобель и А. Бари. Именно Э. Нобель впервые внедрил на своих заводах и промыслах изобретения Шухова: форсунки для сжигания мазута, металлические резервуары, цельнометаллические баржи для транспортировки нефти и нефтепродуктов по морю и рекам, сетчатые и арочные перекрытия (патент Российской империи № 1896 от 12 марта 1899 года, заявлен 11 января 1896 года), паровые котлы и пр. После революции 1917 г. Бари эмигрировали в США. Фирма и завод Бари были национализированы. Американская строительная контора Бари была преобразована в организацию «Стальмост» (в настоящее время это научно-исследовательский проектный институт «ЦНИИ Проектстальконструкция»). Американский завод паровых котлов Бари переименовали в «Парострой» (ныне его территория и сохранившиеся конструкции Шухова входят в состав завода «Динамо»). В последние годы жизни Владимир Григорьевич вёл уединённый образ жизни и принимал только друзей и старых товарищей по работе. Поскольку русское правительство никогда не защищало права своих граждан, ещё при жизни В.Г. Шухова многие его изобретения позаимствовали за рубежом, конечно, без всякого соблюдения авторских прав. Так появились: в Японии – паровой котёл «Микки», почти полностью копирующий Шуховский, в США – крекинг-установка Кларка, Доббса, Бортона, на кораблях военного флота США появились сетчатые мачты и т.д. После октябрьского переворота В.Г. Шухов, несмотря на настойчивые приглашения из-за рубежа, остался в России. В награду, большевиками арестованы сотрудники Шухова, репрессирован был и приёмный сын В.Г. Шухова. Сам Владимир Григорьевич был приговорён большевиками к условному расстрелу! Восставший народ справедливо и дотла сжёг его библиотеку, и отнял дом на смоленском бульваре. 2 февраля 1939 г, на 86-ом году жизни от пламени опрокинутой свечи («певуны» – «Собачье сердце» – отключили электричество, он получил тяжелейшие ожоги и в страшных мучениях скончался. Надо было вовремя уезжать) [3, 5, 25]. Естественно, что это чушь. В России дизели развивали не русские инженеры, а этнические немцы, такие как Г. Депп, Г. Тринклер и Н. Бриллинг. Гу́став Васи́льевичТри́нклер [12 (24) апреля 1876 – 4.02.1957] – знаменитый российский конструктор, учёный и педагог. Немец по происхождению. По окончанию гимназии поступил в Петербургский технологический институт. Ещё студентом младших курсов Густав Триклер проработал 4,5 месяца на Нижегородской Всероссийской выставке, где ознакомился с существовавшими в то время конструкциями ДВС. У Тринклера появляются идеи и предложения по ДВС. В 1898 г. Тринклер поступает на работу в КБ Путиловского завода, где выполняет рабочие чертежи и на 5-м курсе создаёт в металле свой первый двигатель, ставший первым в мире нефтяным бескомпрессорным (тут надо сделать отступление. Впоследствии (и по сию пору) бескомпрессорными дизелями называют не дизели Тринклера, а дизели работающие с инжекторной системой топливливоподачи (форсунки и ТНВД), изобретённой в 1910 г. шотландцем Джеймсом Мак Кечни (Кехни) (James McKechnie). Директор Путиловского завода Н.И. Данилевский создал все необходимые условия для успешной и плодотворной работы талантливого студента-изобретателя. Двигатель Тринклера не нуждался, как двигатель Дизеля, в дополнительном компрессорном цилиндре или компрессорном агрегате, приводимых в действие от самого двигателя и отбиравших от 6 до 10 % вырабатываемой им мощности. В результате соответственно возрастала и экономичность двигателя. Впоследствии двигатели конструкции Тринклера стали называть бескомпрессорными дизелями в отличие от компрессорных (двигателей конструкции Дизеля). Главным же отличием двигателя Тринклера был изменённый рабочий цикл. В цикле Тринклера в отличие от цикла Дизеля осуществлялся не изобараный а смешанный – изохорно-изобарный – подвод теплоты к рабочему телу. Таким образом, цикл Тринклера до него не был реализован ни в одном из существовавших прежде двигателей. Позднее были попытки приписать первенство создания смешанного цикла французскому инженеру Сабатэ, но без какого-либо объективного обоснования, так как заявка на изобретение им была подана 31 мая 1908 г., через четыре года после того, как немецким профессором Е. Мейером двигатель Тринклера был досконально исследован и снятые им индикаторные диаграммы опубликованы в печати. Тем не менее, в настоящее время принято называть указанный цикл «циклом Тринклера-Сабатэ». Строительство нового двигателя на Путиловском заводе продолжалось около года. Проведённые предварительные испытания показали, что созданная Густавом Тринклером конструкция двигателя вполне работоспособна, двигатель вышел на запроектированную мощность 10 л.с. (7,4 кВт) и лишь некоторые узлы его требовали доработки и доводки. Однако завершить работу на Путиловском заводе изобретателю не удалось. Дело сложилось так, что благосклонно относившийся к Г. Тринклеру и его творчеству директор завода Н.И. Данилевский перешёл на другую работу, а новый директор С.И. Смирнов категорически потребовал прекратить на заводе все работы, связанные с новым двигателем. Сделано это было под нажимом Людвига Нобеля, который ранее купил патент на двигатель Дизеля и затратив деньги на совершенствованию конструкции выполненное Георгом Деппом, и наладил серийное производство на своем заводе. Усмотрев в двигателе Тринклера сильного конкурента созданному на его заводе варианту двигателя Дизеля, Людвиг Нобель стал вытеснять изобретателя с Путиловского завода. С угрожающим письмом Нобель обратился и лично к Г. Тринклеру, требуя «прекратить занятия новым нефтяным двигателем», поскольку лишь он «является единым владельцем патентов Дизеля». Угроза судебных преследований была серьезна и работы над бескомпрессорным дизелем на Путиловском заводе, пришлось прекратить. Весной 1902 г. Тринклер уехал в Германию, на завод братьев Кёртинг в Ганновере, где, войдя в договорные отношения с фирмой, в июле вместе с помощником инженером Литценмейером он начал работы по дальнейшей реализации своего изобретения. Уже в течение 1902 г. головной образец двигателя был построен, а за 1903 г. выполнена его окончательная доводка и подготовка к серийному выпуску. При испытаниях, выполненных в 1904 г. профессором Е. Мейером, опытный образец двигателя развил мощность 12 л.с. (около 9 кВт). Это был четырёхтактный двигатель горизонтального типа с давлением сжатия порядка 30 атм и сгорания 37–38 атм, получивший в Германии название «Тринклер-мотор» (двигатель Дизеля в Германии называли «Дизель-мотор»). Как и ожидалось, удельный расход топлива и массо-габаритные показатели «Тринклер-моторов» оказались лучше, чем у «Дизель-моторов». В течение двух лет с 1905 г. фирма «Братья Кёртинг» выпускала «Тринклер-моторы» серийно в различных вариантах, мощностью от 12 до 50 л.с. (9–37 кВт) и более. В дальнейшем они строились в Нижнем Новгороде на Сормовском заводе, на заводе «Братья Бромлей» в Москве, заводе «Гретер Кривенек» в Киеве. По возвращении в Россию Г. Тринклер в течение ряда лет, работая на Сормовском заводе, совершенствовал конструкцию своего двигателя. Конструкция двигателя Г. Тринклера был патентована в США, Германии, Англии, Франции, Швеции и других странах. В ответ на поданную в России ещё в 1899 г. заявку был выдан и русский патент («русская привилегия») за № 8766 от 30 апреля 1904 г. Через несколько лет изобретателю был выдан ещё один, дополнительный, русский патент № 13193 от 31 марта 1908 г. Как педагог профессор Тринклер прославился читая курс «Двигатели внутреннего сгорания». Это было для него не столько обязанностью, сколько любимым делом. Тринклер считал, что большую роль играет эмоциональная сторона изложения, пробуждающая у слушателей интерес к научным исследованиям и практической деятельности по избранной специальности. Если лектор остаётся холодным и бесстрастным, то студенческая молодежь теряет интерес и любовь к данному предмету и посещает лекции лишь в дисциплинарном порядке. Николай РомановичБрилинг (1876–1961) – российский инженер-двигателист. Немец по происхождению. По окончанию гимназии поступил в Московское высшее техническое училище, продолжил учебу в Германии, где в 1907 г, в Дрезденском университете защитил докторскую диссертацию по теме «Потери в лопатках паротурбинного колеса». В период 1910–1913 г., Н. Брилинг начинает читать первый в России курс лекций по легким двигателям (впоследствии «двигатели боевых и транспортных машин») в Императорском Московском Высшем Техническом Училище (ИМТУ, ныне «Бауманка», университет). В 1918 г. Н. Брилинг организовал Научный автомоторный институт, который возглавлял до 1928 г. Это научное учреждение послужило основой для создания в последующем ведущих в нашей стране НИИ в области двигателестроения: ЦИАМ, НАМИ, НАТИ. В июле 1922 г. фигурировал в списках на высылку вместе с профессорами МВТУ В.И. Ясинским, И.И. Куколевским и В.В. Зворыкиным, однако выслан не был, а привлечён «к ответственности за контрреволюционную деятельность». Арестован в 1923 г. Второй раз арестован в 1930 г. Получил три года ИТЛ. В 1930–1933 г. заведовал ОКБ НКВД (одна из ранних русских «шараг») по проектированию автотанковых и авиационных двигателей. Поскольку крупнее немцев Брилинга и Тринклера с России по двигателям специалистов не было судебным решением Коллегии ОГПУ от 14 декабря 1931 г, освобождён условно-досрочно. В 1933 г. Н. Брилинг приступил к организации кафедры «Автотракторные двигатели» в МАДИ и был её заведующим до 1960 г. В 1989 г. реабилитирован идиотским заключением прокуратуры СССР, которая сама же его и осуждала. Фактически русские заводы делали немецкие моторы, либо российские моторы, но разработанные в России обрусевшими немцами, учившимися в Германии или лично контактирующих с самим Дизелем. К серийному производству «Людвиг Нобель» приступил в 1900 г. В этом году их было изготовлено 7 штук, в следующем 1901 г. – 14, в 1902 г. – 20, в 1903 г. – 37 и в 1904 г. – 50. Всего по рекламным данным завода с 1899 по конец 1910 г. было продано 450 машин общей мощностью 36 800 кВт. К началу 1911 г. заводом производились модели мощностью до 740 кВт трёх основных типов: В – стационарного, Д – быстроходного (не в современном понимании), Ф – судового, «патентованные двигатели Дизеля», работающие сырой нефтью. «Самые совершенные и экономические двигатели завода «Людвиг Нобель» расходуют на одну действительную силу в час нефти 0,45 фунта, воды для охлаждения около одного ведра» – гласили рекламные проспекты предприятия. Для получения значительной прибыли Нобелям необходимо было получение заказа военного ведомства на установку дизелей на военные корабли. Казалось бы, всё шло к тому. Преимущества нефтяного двигателя по сравнению с паровой машиной были уже очевидны, владельцы пароходных компаний начали наперегонки оснащать дизелями свои суда. Дизельные моторы вскоре были востребованы только появлявшимся подводным флотом. Первой российской подлодкой, оснащённой дизель-мотором, стала «Минога», а вслед за ней – «Акула». Построенные для Амурской речной флотилии канонерские лодки также оснащались двигателями Дизеля. Появились мысли о целесообразности создания крейсеров и даже броненосцев с подобными силовыми установками. Именно в эти годы в русском языке появилось новое слово «теплоход». Однако русское военно-морское министерство продолжает игнорировать выгодные предложения Нобелей. Только после жесточайшего поражения в русско-японской войне, некоторые малоразмерные военные корабли начинают оснащаться дизелями. Дизельные заводы России. «ФЕЛЬЗЕР И КО» Завод «Фельзер и Ко» был основан в Риге, инженерами Карлом Фельзером, Карлом Ловисом и Уильямом Вайром. В 1903 г. «Фельзер и Ко» купил лицензию на производство дизелей фирмы MAN, и в 1905 г., изготовив первый немецкий дизель, вскоре становится ведущим заводом России по производству дизелей. В 1914 г. уже 40 % продукции завода составляло дизелестроение (остальное паровые двигатели, холодильные установки и пр.). Большую часть заказов завод выполнял для Военного и Морского ведомств. Дизеля и оборудование отправлялись в Санкт-Петербург, где строились подводные лодки и корабли Российского флота. В 1912 г. немецкая компания «MAN» стала обладательницей контрольного пакета (56 %) акций завода. Дизели русских подводных лодок и судов, таким образом, были немецкими, как впрочем и мощные городские дизельные электростанции. После начала Первой мировой войны в 1915 г. был подписан Высочайший приказ об эвакуации завода «Фельзер и Ко» в Нижний Новгород. СОРМОВСКИЙ ЗАВОД Сормовский завод («Нижегородская машинная фабрика», затем «Красное Сормово» им. А.А. Жданова), основанная греками А.И. Узатисом (горный инженер, первый в России турбинист), и Д.Е. Бенардаки, занялась постройкой ДВС только с приходом на неё в 1907 г. Г. Тринклера. Отечественные источники сообщают, что первым в мире судном, оснащённым в качестве двигательной установки дизельным двигателем, был русский теплоход «Вандал». Наши источники лукавят. Впервые дизельные двигатели на судах были применены во Франции и Швейцарии для небольших речных и озёрных судов. В России только в 1903 г. для перевозки нефтяных грузов от Лахты до Рыбинска по Ладожскому озеру, по Неве и по Мариинской системе «Бранобель» создаёт полуэкспериментальную наливную баржу-теплоход «Вандал». Корпус судна был собран на Сормовском заводе. Затем его отбуксировали в Санкт-Петербург, где на следующий год установили три четырёхтактных дизеля «Людвиг Нобель» мощностью по 88,3 кВт. Они имели по три цилиндра диаметром 290 мм. Длина первого отечественного теплохода составляла 74,5 м, он принимал 750 т груза, скорость его хода не превышала 7,4 узла. В 1904 г. строится танкер-теплоход «Сармат» ёмкостью 50 тыс. пудов (около 3000 т). Энергетическая установка нового теплохода, получившего название «Сармат» состояла из двух четырёхцилиндровых дизелей, каждый из которых развивал мощность 132,5 кВт при частоте вращения 240 об./мин. Коммерческое использование этих теплоходов показало, что их энергетические установки являются значительно более экономичными, чем у пароходов. Так, «Сармат» в течение суток расходовал 1,15 т топлива (сырой нефти, солярового масла или мазута), в то время как пароход аналогичных размеров и мощности сжигал 6,5 т. Эксплуатационные расходы так же заметно снижались за счёт сокращения штатов машинной и кочегарной команд. Энергетическую установку «Сармата» обслуживали шесть человек: машинист, его помощник и четыре маслёнщика. В дизельных двигателях «Сармата» также работы «Людвиг Нобель» использовали «соляр, вырабатываемый на нефтезаводах «Бранобель». Интересно, что как и первый русский пароход первый теплоход был построен не на русском предприятии, а на предприятии с заграничным капиталом и специалистами. После прихода Г. Тринклера завод начал строить уже собственные стационарные нефтяные дизели конструкции Тринклера и доработанные заводом немецкие двигатели Литценмейера, получившие известность как двигатели «Литценмейер-Сормово», а также двигатели типа «Бронс». Ни о каких отечественных конструкциях и речи не было. В 1911 г. завод приступил к постройке по лицензии вертикальных двухтактных дизелей двойного действия конструкции немецкого профессора Юнкерса. В это время Г. Тринклером была предпринята попытка сконструировать судовой тихоходный двигатель с горизонтальным расположением цилиндров, на основе двигателя Юнкерса. КОЛОМЕНСКИЙ ЗАВОД В 1902 г. основанный немцем Армандом Струве Коломенский завод приобрёл у «Бранобель» патенты № 261, 4082 и 4083 и лицензию на производство дизельных двигателей Г. Деппа. В 1903 г. началось производство линейки дизелей мощностью до 150 л.с. В 1907 г. по проекту инженера Раймонда Корейво (поляк по происхождению) по заказу немцев братьев Шмидт был построен первый в мире речной буксирный теплоход «Коломенский дизель». В 1908 г. на Коломенском заводе строится первый отечественный (но не первый в мире как считают наши источники) морской теплоход (использовавшийся только на ограниченной акватории Каспийского моря) танкер «Дело». Танкер имел дедвейт 4200 т при длине 108,4 м. Он был оборудован двумя главными четырёхтактными четырёхцилиндровыми нереверсивными дизелями собственной постройки конструкции Г. Деппа. Первым же российским дизельным судном, предназначенным для дальних морских плаваний, стал построенный в 1916 г. в Николаеве черноморский танкер «Степан Лианозов». Танкер с полным водоизмещением 12 200 т, имеющий длину 122 м, был снабжён двумя двухтактными шестицилиндровыми дизелями мощностью по 850 кВт при частоте вращения 140 об./мин. Однако эти двигатели были не отечественные, а были изготовлены в Николаеве по лицензии германской фирмы «Крупп». РЕВЕРСИВНЫЙ ДИЗЕЛЬ Отечественные источники сообщают, что в июле 1908 г. инженеры Нобелей (имеются ввиду не реальные иностранные инженеры двигателестроители Нобелей, а именно русские инженеры) создали реверсивный дизельный двигатель, «опередив тем самым на несколько лет дизелестроение Европы и Америки. Для российского флота это был неоценимый подарок. Используя обычный дизельный двигатель без реверса, для осуществления заднего хода судна приходится применять реверс-редуктор, переключающий вращение винта в обратную сторону. В связи, с чем возникают дополнительные потери, и снижается КПД силовой установки». Наши источники лукавят. Первый реверсивный дизель малой мощности был построен во Франции в 1900 г. фирмой «Дикофф». На судне реверсивный дизель впервые был использован в 1903 г. на речной самоходной барже «Пти Пьер» грузоподъёмностью 265 т. Первый достаточно мощный двухтактный реверсивный 4-х-цилиндровый дизель фирмы «Зульцер» мощностью 74 кВт при 375 об./мин был установлен в 1906 г. на швейцарское озёрное сухогрузное судно. В России работы по созданию реверсивного дизеля велись в течение 1904–1908 г. на заводе «Людвиг Нобель». В 1907 г. завод приступил к постройке четырёхтактных трёхцилиндровых быстроходных дизелей типа «Д» мощностью по 88,5 кВт при частоте вращения 400 об./мин. Машины, проект которых разработал инженер К.В. Хагелин (швед по происхождению), были установлены на подводной лодке Балтийского флота «Минога». ОТСТУПЛЕНИЕ. ДВС ОТТО В РОССИИ Обычные ДВС (цикла Отто) в России стали строить старательно повторяя иностранные конструкции. Первым строить ДВС в России начал Огнеслав Костович, серб по происхождению. Отечественные источники считают, что свои эксперименты с ДВС своей конструкции он начал ещё в 1882 г., однако журнал «Всемирное техническое обозрение» за 1914 г. сообщал: «В 1884 г. был сделан спроектированный Костовичем первый в России бензиновый двигатель внутреннего сгорания (в 80 лошадиных сил)». На том основании, что заявку на свой двигатель Костович подал только в 1888 г., а патент получил в 1892 г., некоторые историки за истинную дату создания первого русского бензинового принимают 1889 г. Кстати, отечественные источики считают, что Костович сделал первый ДВС с электрическим зажиганием. Это не так. Электрическое искровое зажигание имел уже двигатель Ленуара в 1860 г. Отечественные источники также заявляют, что схема ДВС с двумя встречно движущимися поршнями изобретена Костовичем. И это тоже не так. Схема ДВС с встречно движущимися поршнями была изобретена немцем Охельхейзером, и применена им ещё в газовом ДВС, до Костовича. При этом двигатель Охельхейзера имел компактную компоновку, при этом усилие противоположного коленвалу поршня передавалось на него «с помощью траверсы и длинных штанг», а не при помощи древних «коромысел Уатта для первых паровых двигателей» как в двигателе Костовича. Первый дизель Юнкерса (сконструированный им еще до ПМВ) с встречно движущимися поршнями был устроен именно по схеме Охельхейзера, поскольку ни о какой компактности двигателя Костовича говорить не приходилось. В 1889 г. первый в России ДВС, работавший на светильном газе, построил в Москве инженер Е.Э. Бромлей (англичанин по происхождению), один из владельцев крупнейшей в Москве и одной из наиболее крупных в Российской империи металлообрабатывающих и машиностроительных фирм «Общество механических заводов братьев Бромлей». В Петербурге существовали два завода выпускающие в небольших количествах ДВС, один завод немца Лангезипена и завод Яковлева с Казаковым. Евге́ний Алекса́ндровичЯ́ковлев [1857–8 (20) мая 1898] – русский изобретатель, (создатель совместно с П.А. Фрезе первого отечественного автомобиля) [8]. Лейтенант флота, в 1884 г, вышел в отставку и приступил к экспериментам с двигателями внутреннего сгорания. В 1889 г. первый двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе конструкции Яковлева был изготовлен, выдержал все испытания. Акционерное общество «Дейтц», во главе которого стоял Николаус Отто – выдающийся конструктор газовых двигателей, приобрело двигатель Яковлева. Оценка Отто была очень лестной. На двигатели стали поступать заказы. В 1891 г, в Санкт-Петербурге Яковлев основал «Первый русский завод керосиновых и газовых двигателей Е.А. Яковлева», где было изготовлено двадцать двигателей конструкции Яковлева. В 1893 г. Яковлев посетил Всемирную выставку в Чикаго, где продемонстрировал свои изобретения в области моторной и двигательной техники. Увидев на выставке экипаж Бенца, Яковлев решил сам создать самоходную машину. Совместно с владельцем фабрики конных экипажей Неллиса – П.А. Фрезе, Яковлев строит двухместной заднемоторной коляски с 1-цилиндровым четырёхтактным двигателем. Первый русский автомобиль имел массу 300 кг, скорость автомобиля доходила до 20 верст в час. Автомобиль был очень дорогим. В июле 1896 г. машина была показана в Нижнем Новгороде на Всероссийской промышленно-художественной выставке. Внимания русских и иностранных промышленников автомобиль не вызвал. Много работавший, и подорвавший здоровье Яковлев в 1898 г. скончался всего в 41 год. Могила изобретателя первого русского автомобиля до сих пор не найдена. Обычная судьба нашего изобретателя. В Риге, на заводе «Р. Полс», двухтактный бензиновый двигатель разрабатывал конструктор Р. Коблиц (австриец по происхождению), который позже, вместе с Теодором Калепом, строил двигатели на рижском заводе «Мотор». Теодор Калеп, Теодор-Фердинанд (Георгиевич) Калеп, в Российской империи Фёдор Фёдорович Калеп (латыш. Teodors Kaleps, эст. Theodor Kalep; 1866 – 26 апреля 1913, Рига) – лифляндский авиаконструктор, инженер, создатель первого российского авиационного мотора. Эстонец по происхождению. С 1910 г. главный конструктор директор, и совладелец рижского (Зассенгофе, нынешнем Засулауксе) завода «Мотор». Первый в России приобрёл в Германии частный самолет «Райт» (до него только военное ведомство). Теодор Калеп решил делать моторы и самолеты в России (Эстония входила в то время в её состав). И произвёл переоборудование машиностроительного завода «Мотор» под серийное производство самолетов. Вскоре Калеп получает патент на первый в мире ангар для самолетов. Среди его помощников Калепа – Фридрих Цандер, впоследствии один из пионеров отечественного ракетостроения, профессора Пфуль и Кларк, инженер Лейтнер, механик Эдуард Смильгис (впоследствии основоположник латышского театра). В 1910 году в российской прессе появились сообщения: Калеп произвёл первый в России аэроплан, который летал на заводском аэродроме. Увы, в историю российской авиации суждено было войти другому аппарату. В 1911 г. на основе конструкции французского двигателя «Гном» создал двигатель К-60 (патент от 22.11[09.12].1911). В 1913 г. разработал более мощный К-80. Двигатели «Калеп» устанавливались на самолеты «Ньюпор», «Хиони», «Стеглау» и др. и обладали высокими эксплуатационными качествами. Российское военное ведомство, сравнивая на испытаниях моторы «Калеп» и французские, вынуждено было признать, что моторы «Калеп» превзошли конкурентов – французские «Гномы». Калеп получил долгожданный патент, а французы: новые заказы. Почему? Да потому, что и сто лет назад в России ценили не своих изобретателей, а связи, высоких покровителей, взятки и откаты. В 1914 г. была назначена проверка моторов «Калеп» и французских на непрерывную работу. Теодор Калеп, будучи тяжело больным, на сырых испытательных аэродромах радовался успеху своих моторов и таял. Недолго проболев, Т. Калеп умер. Обычная судьба нашего изобретателя [4]. В городе Орле русский двигатель внутреннего сгорания изготавливали фирмы «Хрущов» и «Кале», а в Нахичевани – предприятие «Аксай». Пока в России только изобретали собственные двигатели, на Западе уже началось промышленное производство автомобилей, и они появились на нашем рынке. Первым в Одессу в 1892 г. был доставлен французский автомобиль «Панар-Левассор». За ним последовали германские автомобили «Бенц», преимущественно модели «Вело». С 1894 по 1897 г. их в Россию поставили 19 штук. Первым, в 1894 году, один «Бенц-Вело» был привезён в Москву, а с 1895-го они стали поступать в Петербург, Одессу, Николаев и Варшаву. В 1895 г. единственным представителем фирмы «Бенц» в Петербурге был Торговый дом «Карл Шпан». Он продавал автомобили по 1200 рублей за экипаж. К этому же времени относятся первые сообщения о попытках русских инженеров самим строить самодвижущиеся экипажи. В 1893–1895 г. челябинский изобретатель Я. Мамин построил самоходную тележку с двигателем внутреннего сгорания – прообраз современного колёсного трактора. Я.В. Мамин и И.В. Мамин – русские изобретатели и промышленники. Я́ков Васи́льевичМа́мин (3.11.1873, Балаково, Российская империя – 9.08.1955, Челябинск, СССР) – русский механик, изобретатель в области дизелестроения и тракторостроения, создатель двигателя «Русский дизель» (1906). Поскольку изобретали и владели своим заводом совместно ниже при написании «Мамин» имеется ввиду, что некоторые устройства они изобретали вместе. В 1899 г. в г. Балаково основан «Завод нефтяных двигателей братьев Маминых», с 1914 г. «Специальный завод нефтяных двигателей и тракторов» (сегодня ОАО «Волжский дизель имени Маминых»). Что именно изобрёл Мамин неясно. Все началось с того, что ему в руки попался английский нефтяной двигатель «Гамил-Акройд». Отечественные источники пишут что «в 1903 г. был сконструировал двигатель внутреннего сгорания, работавший на тяжёлом топливе. В этом двигателе конструктор сделал дополнительную камеру с тепловым аккумулятором в виде вставного медного запальника. Запальник перед началом работы двигателя нагревали от постороннего источника теплоты, а затем уже в течение всего остального времени двигатель работал за счёт самовоспламенения, используя в качестве топлива сырую нефть» Как обычно отечественные источники что-то не договаривают. Двигатель «Гамил-Акройд» работал на керосине. И Мамин видимо подумал что на Западе ещё не изобрели двигателей работающих на сырой нефти. Но это было не совсем так. Просто на Западе керосин был доступнее непереработанной сырой нефти. Однако на Западе (как в Греции!) было всё. Двигатели (как будто изобретённого Маминым типа), т.е. «калоризаторного» были известны лет за 40 до Мамина, а в России в частности такие моторы (и именно на сырой нефти) были представлены, например, шведской фирмой «Аванс». Вот описание Ставропольской ярмарки того времени: «Рядами стояли паровые молотилки фирмы «Клейтон и Ко» с нефтяными двигателями «Аванс», «Петтер», «Торнсби». Газогенераторные, нефтяные и керосиновые двигатели «Отт-Детц», а также отечественные «Русский дизель» и «Поляр» (кстати, двигатели «Поляр» делались также по лицензии шведской фирмы «Дизель-Поляр» (Нохаб-Поляр). Самоходные паровые плуги с дисковыми и лемеховыми отвалами. Здесь же покупателям предлагались рядовые и дисковые сеялки «Гузиер», «Диринг», «Эккерт», «Тельферих-Сад», «Мюлюзе» и ...». Интересно, что после революции большевиков в числе всего иного иностранного копировались и шведские автоплуги «Аванс» с моторами на черной (сырой) нефти. Приведённая реклама ДВС «Аванс» сделана в 1900 г., но реально двигатели «Аванс» выпускались ещё раньше. Интересно знали ли вообще шведы об изобретении Мамина, и как разрешился патентный вопрос. В 1911 г. Мамин изготовил трактор с двигателем мощностью 18 кВт собственной конструкции и дал ему название «Русский трактор-2». После испытания и небольшой переделки был создан трактор с двигателем мощностью 33 кВт. На Балаковском заводе было выпущено до 1914 года более 100 таких тракторов. (Интересно, что после революции предприятие национализировали, но Я. Мамина оставили его директором). Пишут, что «…Распространилось партийное мнение, будто компактные и лёгкие трактора Мамин создаёт для классово враждебных кулацких хозяйств, и поэтому не был использован замечательный 8-сильный трактор «Карлик», созданный Маминым в 1924 г., очень экономичный и дешёвый, с высоким тяговым КПД». Тут будет уместно упомянуть, что в «замечательном Карлике» образца 1927 г. вместо радиатора стояла градирня (!). Кто хоть однажды видел это ...тот не забудет никогда (как поётся в песне). Трактор Мамина был отнюдь не карликом, а напоминал небольшой паровоз, причём спроектированным так, что «машинист» ни при каких условиях не мог видеть поля или дороги (всё загораживала гигантская градирня и паровозная дымовая труба нефтяного мотора). Вообще же отдавая дань уважения простым необразованным людям, создающим ДВС в то время, стоит отметить, что тип «русского сельского изобретателя» сохранился у нас по сию пору. Даже в 21-веке по ТВ и в прессе периодически показывают плохо одетых мужчин среднего или пожилого возраста с всклокоченными волосами, диким блуждающим взором на фоне полуразрушенных деревенских изб, или малогабаритных нищих квартир-хрущоб. Изобретатель позирует возле странных сооружений из ржавых водопроводных труб, дикого вида механизмов с облупленной краской. Механизмы мажут ржавыми железными крыльями, вращаются колеса, патриотический спектакль называется «Наши Кулибины».Беда наших кулибиных в том, что они никогда не бывают в специализированных магазинах больших городов, где в ассортименте продаются предметы изобретений Кулибиных, выполненных Западом и цивилизованным Юго-востоком на несколько ином уровне. И.В. Мамин – брат и соавтор Якова Мамина по двигателям, затем совладелец завода, а затем единоличный хозяин балаковского завода «Русский дизель» (не путать с Санкт-Петербургским). При советской власти занимал значительные должности. Расстрелян в 1930-х г. Реабилитирован посмертно. Сын И. Мамина Н.И. Мамин (ставший поэтом) получил 10 лет лагерей. В «личном деле» деле Н. Мамина чудом сохранилась анкета от 1951 г. (он после первого заключения был в ссылке) На издевательский вопрос «Как вы работаете над повышением своего идейно-теоретического уровня?» он отвечает: «Систематически не работаю, так как систематически газеты нет» [11, 14]. В это же время за пределами России (в основном в Германии и Франции) работали разные русские изобретатели, которые считали (и правильно), что там самореализуются быстрее. Один из них Б. Луцкой (Луцкий), человек неоднозначный, жизнь которого была более похожа на увлекательный детектив. Борис Григорьевич Луцкой (Луцкий) – русский изобретатель. Одинокий рыцарь России. Если его и не было, то его стоило бы придумать. Описание биографии Луцкого везде фантастична. Это человек-легенда. С таинственной жизнью и не менее таинственной смертью. Начнём с того, что точно его фамилия неизвестна. Часто пишут Б.Г. Луцкий. Приставка «якобы» буквально перед каждым предложением нижеприлагаемого описания уместна. Закончил Мюнхенский технологический (политехнический) институт. В Германии Луцкой работает на фирме «Ландес и Машиностроительная Компания». Вскоре появляется его газовый двигатель, который в 1888 г. экспонировался на Мюнхенской выставке. Там же на выставке фирма Koebers-Eisenberg приобрела патент на двигатель Луцкого. Из-за того, что действие «привилегии» распространялось только на Северную Германию, конструктору пришлось переехать в небольшой городок Гарбург. В конце 1890 г. Луцкой получил новое приглашение занять должность главного инженера – на одной из крупнейших машиностроительных фирм Германии – «Нюренбергской машиностроительной компании» («Нюрнберг Машиненбах АГ»). Компания купила патент на его газовый мотор, а действие патента стало распространяться на всю Германию. В Нюрнберге Луцкой работает шесть лет, налажено серийное производство своих ДВС. В 1897 г. в Берлине появилась новая фирма «Gesellschaft fur Automobil-Wagenbau» (по другой версии «Гезельшафт фюр Аутомобилвагенбау Сюстем Луцки»), на которой стал работать Луцкой (в иной версии сказано так: «... С 1897 г. Луцкой работает на немецкой фирме А.Альтмана под Берлином производившей стационарные бензомоторы. Позднее предприятие Альтмана было поглощено фирмой Даймлера»). Осенью того же года Луцкой вместе с Г. Даймлером, Р. Дизелем, Л. Лонером, Э. Румплером и Э. Ван дер Зипеном стал одним из основателей «Европейского автомобильного союза». Автомобили с маркой «Loutzky» (аж трёх моделей!) появились на выставке в Берлине в 1899 г. Они были построены уже упомянутой фирмой Gesellschaft fur Automobil-Wagenbau, причём Луцкой к тому времени якобы уже стал её директором. Автомобили якобы имели такие усовершенствования, что за ними выстроилась очередь?! Луцкой якобы не преследовал коммерческого интереса, нередко отказываясь от весьма выгодных в финансовом плане предложений. Его занимала идея как таковая. Не имея собственного производственного предприятия, конструктор на протяжении всей жизни сотрудничал с различными фирмами. (Непонятно как, занимая столь солидные посты, он не мог накопить небольшой капиталец на открытие хотя бы собственной мастерской?). В компании Daimler, которая якобы многим обязана русскому инженеру. Луцкой якобы участвовал в разработке первых грузовых автомобилей этой фирмы. В 1900 г. Луцкой обратился с письмом (которое потом отыскалось в военном архиве и являлось единственным доказательством физического существования Луцкого!) к русскому военному агенту (атташе) в Берлине князю П.П. Енгалычеву. В нём он предложил России (Артиллерийскому ведомству) свои услуги и проект нового военного автомобиля. Согласно описанию самого конструктора, это был «четырехколёсный самокат весом в 400 килограмм для передвижения скорострельного орудия, 500 патронов и трёх человек». Этот «пулеметный» автомобиль развивал скорость до 45–55 вёрст в час. Вот выдержка, где Луцкой объясняет причины, побудившие его обратиться к русскому правительству: «Желая посильно быть полезным своему отечеству, я позволю себе сделать Вашему сиятельству некоторое сообщение о моих последних изобретениях по применению автомобиля для передвижения скорострельных орудий... В последнее время я сосредоточил свою деятельность на изыскании средств к применению автомобилизма к военному делу. Придя в этом вопросе к значительным результатам, я считаю, как русский подданный, своей священною обязанностью сообщить о таковых Вашему сиятельству...» После этого Луцкой попросил на продолжение своих работ ...4 тыс. рублей. Но если Артиллерийское ведомство не воспользовалось предложением изобретателя, то Морское ведомство решило иначе. Оно заказало для своих нужд грузовик грузоподъемностью в 300 пудов. Машина была якобы доставлена в Санкт-Петербург. Вскоре были приобретены ещё два автомобиля, построенных компанией Daimler по проекту Луцкого. Все они прибыли на Ижорский завод под Санкт-Петербургом в марте 1901 г. Версия: «Если верить журналам того времени (неясно каким именно нашим или немецким), то вклад русского инженера в дело совершенствования бензиновых и спиртовых моторов был огромен. Луцкой принимал участие в создании не только автомобильных двигателей но и мощных стационарных моторов, один из которых размещался на заводе в Мариенфельде и имел мощность 1200 л.с. Стационарные газовые ДВС, в отличие от его автомобильных разработок (вроде очередь стояла за его автомобилями?!), заинтересовали российских промышленников, и в конце лета 1901 г. петербургская фирма «Г.А. Лесснер» начала переговоры с заводом Daimler о постройке бензиновых и спиртовых двигателей Луцкого на своем заводе в Санкт-Петербурге. В 1902 г. был подписан договор, по которому «Лесснер» получала право на производство в России автомобилей и двигателей системы «Даймлер-Луцкий». Военное ведомство испытывало автомобили (грузовики и легковые-штабные) Луцкого и летом 1902 г. на манёврах под Курском. Помимо автомобилей Луцкого, в учениях участвовали грузовики и легковые автомобили русской фабрики «П.А. Фрезе». Итог испытаний в целом был положительным, однако грузовик Луцкого оказался несколько тяжеловат для русских дорог, а легковой автомобиль подошёл. В 1913 г. в статье о работах Луцкого, опубликованной в русском журнале «Мотор», отмечалось, что ещё в 1904 г. он сконструировал быстроходную моторную лодку «Лукерья». Этим деревенским именем Луцкой кинул вызов Европе. Скорость судна превышала 10 узлов (18,52 км/ч). При непосредственном участии Луцкого (по одной версии) в 1907 г. для русского миноносца «Видный» был построен «величайший в мире ДВС в 6 тыс. л.с.». (Наши источники описывающие деятельность Луцкого так и пишут: «Величайший в мире!»). Продолжая работать на Daimler, Луцкой в 1908 г. занимался и разработкой авиационных моторов, а в 1910 г. пытался заинтересовать русское правительство и военных своими самолетами, устраивал испытания своих систем, но получил от ворот поворот (это место более всего похоже на правду, поскольку от русского правительства все русские изобретатели, не дававшие «отката» уходили не солоно хлебавши). О последнем периоде жизни Луцкого почти ничего неизвестно. Писали, что в 1913 г. он приезжал в Петербург, где 31 декабря выступал в Русском техническом обществе с докладом о своей деятельности. После начала Первой мировой войны инженер был арестован в Берлине – в это время в Германии брали под стражу всех русских подданных. Во время ареста Луцкой отстреливался (!), был схвачен с оружием в руках, и был отправлен в тюрьму Шпандау, где провёл несколько лет, и был освобожден лишь после подписания мирного договора. По другой версии Луцкой как сталевар Макар Мазай гордо отказался работать на немцев, за что и был посажен в тюрьму! Каких-либо документов о дальнейшей судьбе русского инженера Бориса Григорьевича Луцкого разыскать пока не удалось, и поэтому даже точная дата его смерти неизвестна. По слухам, он скончался в 1920 г. По другой версии в 1919 вернулся в Россию, где вскоре умер. По третьей версии патенты Луцкого регистрировались в Германии еще в 1930-х г. (!) По мнению исследователя жизни Луцкого В. Дубовского, Б. Луцкой «один работал как десяток конструкторских бюро прорыва» и что «конструкторские разработки, сделанные Луцким, не имеют себе равных в мире». В принципе такое возможно. Однако на практике изобретатели такого рода (универсальные изобретатели) редко доводят до совершенства хотя бы одно своё изобретение, и лавры создателей конкретных устройств достаются другим людям. По легенде Луцкой создал почти все типы автомобилей: легковые, грузовые, почтовые, автобусы, броневики и все своей оригинальной конструкции. Его шестицилиндровый ДВС был поставлен на первую легендарную русскую подводную лодку «Дельфин» («Самотоп-1»), лодка каждый раз тонула, но к двигателям «Даймлер» конструкции Луцкого претензий не было. В архиве Военно-морского флота якобы до сих пор хранятся его чертежи ДВС в 1000 л.с. за 28 ноября 1900 г. Почему далее ДВС Луцкого не делали? Почему дальнейшая история русских судовых дизелей история копирования иностранных двигателей? Нет ответа. Шестицилиндровые ДВС Луцкого особой компоновки (какой?) якобы строила и фирма МАN, в создании которой якобы есть и труд Луцкого. Компоновку ДВС Луцкого якобы охотно использовали фирмы «Роллс Ройс» и «Мадслей». Первый шестицилиндровый ДВС Луцкой якобы построил еще в 1900 г. на заводе «Мариенфельде». В 1900 г., 5 июля, генерал Фабрициус (якобы!) осмотрел два пулемётных автомобиля Луцкого, а 3 декабря уже всего через пять месяцев состоялось специальное заседание Артиллерийского комитета, посвящённое этим пулемётным автомобилям, т.е. броневикам, которых не было ещё на вооружении ни в одной стране мира! (тут надо считать, что в России они уже (!) были, раз их осмотрел своим оком наш генерал!) Журнал «Циклист» за 1901 г.: «Луцкой стоит во главе как моторного, так и автомобильного дела, разрабатывая свои идеи в этой области при помощи заводов «Даймлер» и «Мариенфельде». Громадный завод фирмы «Панар Лавассор», стоящий вне конкуренции, перетянул к себе г. Луцкого и распространяет его машины в самых широких размерах по всему свету». Когда Фарман в 1907 г. преодолел всего тысячу метров, Луцкой начинает делать свой самолет. В 1908 г. он создаёт около Штутгарта самый мощный самолёт в мире. Об этом сообщает журнал «Автомобилист» (№ 44 за 1908 г.), который редактирует европейский рекордсмен в автогонках на «Руссо-Балте» страстный патриот Андрей Нагель. Луцкой строит «стратегический» (!) самолёт «Луцкой-1» с тремя винтами, с двумя моторами своей конструкции по 60 л.с. каждый. В 1910 г., когда Сикорский ставит на крыло свой первый аэроплан, Луцкой создаёт самолёт «Луцкой-2» в Иоганистале на заводе Э. Румплера. У этого самолета два винта на одной оси. В движение приводятся независимо друг от друга четырехцилиндровыми 100-сильными моторами «Аргус». Двигатели «Арнус» тоже конструкции Луцкого (!) естественно, как и завод «Аргус», в котором он компаньон и директор. В 1912 г. на самолете «Луцкой-2» немецкий пилот Х. Хирт установил мировой рекорд скорости – 160 километров в час. В 1913 г. Луцкой конструирует 6-цилиндровый авиационный ДВС в 150 лошадиных сил (...обладал необычно малым для своего времени удельным расходом топлива – 214 г/л.с./ч. Высокий КПД двигателя достигнут благодаря новой компоновке кулачкового вала (над головкой цилиндров) и удачной форме камер сгорания...) и чтобы испытать двигатель в деле строит самолет «Луцкой-3». Про этот самолет правда известно, что он создан по схеме моноплана «Таубе». При испытаниях в Иоганнистале пилот Стиплушек развил на самолёте скорость 137 км/ч и, вместо предполагаемых германским военным ведомством 15 минут для подъема на 800 м, достиг высоты 1125 м всего за 7,5 минуты. 9 октября 1913-го он совершил перелёт из Иоганнисталя в Берлин и обратно с нагрузкой почти в полтонны. Осенью 1913 г. предлагает правительству построить в столице крупный двигателестроительный завод и навсегда захватить лидерство в Европе в автомобилизме, авиации и кораблестроении. И опять что-то неуловимое помешало России захватить лидерство в указанных дисциплинах. Приведены эти данные на том основании, что всё написанное у нас принято считать правдой. Проверить действительность достижений Луцкого сегодня достаточно трудоёмко. Однако некоторые бьющие в глаза несуразности говорят по крайней мере о том, что мифотворчество в России вещь обычная. Рассмотрим, например миф «О самом мощном двигателе в мире»: «В 1907 г. фирма «Ховальдсверке» («Ховальдтсверке») в городе Киле построила ДВС мощностью в 6000 л.с. при 400 об./мин и имел 12 цилиндров – тогда самый мощный в мире». Это как раз знаменитый двигатель для миноносца «Видный». «Видный» был одним из строящейся серии новых русских миноносцев. Поскольку строить миноносцы в России не умели, обратились к английской фирме «Э. Ярроу», которая и спроектировала нам миноносцы по типу строившихся на её заводе японских эскадренных миноносцев типа «Икадзути». Мытарства миноносца с ДВС начинается с 1902 г., после того как кораблестроительный отдел МТК постановил заменить на одном из эскадренных миноносцев паровые машины нефтяными моторами мощностью по 3000 л.с. конструкции инженера Б.Г.Луцкого, контракт на разработку которых подписали 29 сентября 1901 г. Не один «самый большой ДВС в мире в 6000 л.с.», а два мотора по 3000 л.с. (это две большие разницы как говорят в Одессе!). Работы по изготовлению моторов первоначально поручили Ижорскому заводу, но в декабре передали германской фирме «Ховальдтсверке». В случае удачных испытаний двигателей в корпусе «Видного» их предполагалось снять с этого миноносца и разместить в корпусе специально построенного для этого корабля, причём выигрыш в массе (55,8 т) употребить на бронирование его жизненно важных частей. По контракту фирма «Ховальдтсверке» обязалась изготовить, собрать и испытать оба двигателя, а затем доставить их в Петербург не позднее 1 сентября 1903 г. Этот срок фирмой «Ховальдтсверке» был сорван. В июле 1904 г, русский морской агент (военно-морской атташе) в Германии Н.Д. Долгоруков сообщил, что оба двигателя готовы. В том же донесении указывалось, что фирма «Ховальдтсверке» предлагает построить миноносец водоизмещением 430 т (было 410 т), поскольку двигатели оказались «несоразмеримы с корпусом «Видного». Знаменитые двигатели Луцкого просто не входили в корпус корабля, для которого они строились, ДВС даже в 3000 л.с. отечественной конструкции (а не «самый мощный в мире») на положенное место упорно не ставились. Перевес двигателей Луцкого над расчётной массой составил таким образом 75,8 тонн! В результате 20 августа 1904 г. последовало приказание смонтировать на миноносце «Видный» старые добрые паровые котлы и машины фирмы «Э. Ярроу», сняв все приспособления для установки моторов Луцкого. Это и был реальный крах «величайшего в мире ДВС русской конструкции». После таких «открытий» начинаешь сомневаться и других остальные «достижениях» Луцкого. Все его «достижения» проистекали преимущественно из газет, и не стоит думать, что пиар, рекламные акции журналюг были придуманы в России только после нашей знаменитой «перестройки». По описаниям Луцкой придумал всё. Был главой всех величайших компаний Запада. Красивая сказка, которой увы нам так не хватает в действительности [1]. АВТОМОБИЛЬ И ДИЗЕЛЬ После первых успехов тихоходных дизельных моторов Дизель задался целью применения своего двигателя также и для передвижения по дороге. Местом дальнейшей разработки стало машиностроительное акционерное общество в Нюрнберге, где в 1894 г. и возник первый прототип с вдуванием горючего на основе «больших моторов». Несмотря на неудачи (также и при второй попытке в 1904 г., на этот раз с производителем грузовиков МАN), Дизеля не оставляла мечта о реализации своих идей именно применительно к автомобилям. И когда срок действия основного патента уже истекал, а собственной фабрики так и не появилось, он развивает сотрудничество с фирмой «Safir» в Цюрихе. Там и возник первый в мире дизельный автомобильный двигатель. Правда, над его созданием наряду с самим изобретателем приняли участие также инженер автомоторов Гейнрих Дешамп из конструкторского бюро Дизеля, механик Густав Сегуин, а также Адольф Заурер. Всё ещё работавший на системе вдувания двигатель с внутренним диаметром цилиндров 116 и 150 мм хода достигал на испытательном стенде 25–30 л.с. Двигатель с несовершенной подачей топлива и отсутствующей плавной регулировкой числа оборотов не годился для монтажа непосредственно на автомобиль. И этот проект, завершившийся в 1908 г., пришлось отложить в дальний ящик, хотя ему было суждено войти в историю. Сама установка до сих пор находится в оригинальном состоянии в Немецком музее Мюнхена. Инженер Проспер Леранж (Prosper L'Orange), работавший на заводе Benz & Cie. В Мангейме, продолжил работы Дизеля по созданию компактного двигателя для автомобиля. В 1909 г. Леранж изобрёл и запатентовал дизельный мотор с предкамерой. Леранжу также принадлежит разработка конусообразной предкамеры, форсунки с игольчатым клапаном и насос-форсунки. Следующим, заинтересованным в разработке дизельного автомобиля, оказался сын Адольфа Зауэра Ипполит, который 1915 г. совместно с бывшим сотрудником Дизеля Бернхардом Бишофом разрабатывали 2-тактный 4-цилиндровый дизельный двигатель с контурной (петельной) продувкой, но по-прежнему с нагнетанием воздуха. Испытательный двигатель работал на стенде вполне успешно, но через некоторое время его постигла участь первых двигателей Дизеля – мотор вышел из строя из-за взрыва. По счастливой случайности никто не пострадал, но при этом не сохранилось ни одного фотоснимка двигателя Зауэра, а дальнейшая его разработка, как и в случае с предыдущими моделями, оказалась замороженной. Снова прошли годы, но над проектом лёгкого быстроходного дизеля продолжали работать. И только с 1921 г. для дизельных моторов начались золотые 20-е годы. Проектом всерьез занялся французский «Пежо», построивший первый дизельный автомобиль и годом позже сумевший выпустить его на европейские дороги. Это был первый легковой дизельный автомобиль с «каретным мотором», как его называл сам Дизель. Его мечте, наконец, удалось воплотиться, правда, самому изобретателю дожить до этого знаменательного события так и не удалось. 10 августа 1921 г. во французском журнале «La Vie Automobile» появилась статья автожурналиста Анри Пети: «Среди выставленных на парижском автосалоне двигателей был и привлекший всеобщее внимание на стенде «Пежо» двигатель на тяжёлом нефтяном топливе Brevet Tatrais (по имени конструктора). Это 2-цилиндровый 2-тактный двигатель с внутренним диаметром цилиндра 120/150 мм и со встроенным продувочным компрессором. Мощность 250 кг двигателя составляет 50 л.с. при 1200 об./мин. Большим преимуществом этого двигателя, согласно проспекту, является то обстоятельство, что он всеяден и переваривает дистиллят из каменного угля, минеральные масла, нефтяные дистилляты, ламповый керосин, растительные масла и масла из животных жиров (здесь можно было бы по праву говорить о многовещественном, т.е. многотопливном двигателе). Двигатель имел картерный наддув как в обычных 2-тактовиках, хороший холодный запуск и потребление горючего 200–250 г/л.с./ч.». В 1922 г. состоялся тысячекилометровый испытательный пробег на автомобиле, оборудованном дизельным двигателем, по маршруту Париж – Бордо – Париж. Существенным недостатком первых автомобильных дизелей были невысокие скорости их работы, что препятствовало широкому применению их в автомобильном транспорте. В 1923 г. эту проблему решил немецкий инженер Роберт Бош, который сконструировал топливный насос высокого давления. Хотя принцип бескомрессорного впрыска топлива предложил ещё Д. Мак Кехни, однако конструкцию топливного насоса высокого давления ТНВД годящуюся для практического применения впервые предложил Бош [21]. Задача эта не была простой. Топливный насос должен был, по представлениям Боша, развивать давление в несколько сот атмосфер, чтобы вспрыскивать крошечные капли топлива лишь 2,5 мк в диаметре. Подача насоса до полной нагрузки должна была возрастать пятикратно и двигатель должен был при этом ровно работать. В попытках воплотить идею на практике штутгартцы перестроили 4-цилиндровый подвижный двигатель Panhard &Levassor на дизельный. В качестве базиса для этих опытов послужило известное в то время по опытам мюнхенского инженера Франса Ланга явление воздушно-камерного смесеобразования. После Первой мировой войны на берлинском заводе «Мариенфельде» моторного общества «Даймлер» вновь начались опыты в этом направлении. За отсутствием вспрыскивающего насоса, который к тому времени ещё не был разработан, вновь было решено вернуться к воздухонаддувной системе. Как раз в 1921 г. там была произведена пробная серия этих двигателей. После непродолжительных испытаний «Даймлер-Бенц» презентовал на Берлинской автомобильной выставке дизельные грузовик, самосвал и автобус. Бенц при этом отказался от проблематичного воздухонаддува: маннхаймцы опирались на идеи изобретателя Проспера Леранжа (Prosper L`Orange), разработчика переднекамерной системы дизеля. А уже через год впервые на Берлинской выставке появился 1-тонный грузовик «Мерседес-Бенц» с карданной передачей и предкамерным дизелем в 50 л.с. Этот быстроходный дизельный предкамерный двигатель стал решающим шагом на пути разработки полноценного дизельного грузовика. В 1923 г. с конвейера завода в Мангейме сошёл Benz 5К3, первый в мире серийный дизельный грузовик. 5-тонная машина была оснащена 4-цилиндровым 8,8-литровым мотором с предкамерой, который развивал от 45 до 50 л.с. при 1000 об./мин. Третьим участником в деле развития конструкции грузовых дизельных моторов стал уже известный в те времена производитель грузовиков с бензиновыми ДВС завод МАN. В 1923 г. на заводе в Аугсбурге удалось осуществить дальнейшую разработку автомобильного дизельного двигателя. Благодаря действующему впрыскивающему насосу, баварцы работали над так называемым «прямым вспрыскиванием топлива» под большим давлением непосредственно в камеру сгорания. При этом двигатель потреблял на удивление мало для быстроходного двигателя горючего – всего лишь 200 г/л.с. на час. Первый пригодный к эксплуатации грузовик с дизелем (прямой впрыск) на 40 л.с. был впервые представлен в 1924 г. на автомобильной выставке в Берлине в рамках программы МАN «Нутцфарцойге». В 1924–1925 г. МАN разрабатывает первый в Европе дизельный «автобус с низким полом». Шасси c глубоко опущенной рамой и сильно изогнутым задним мостом чтобы снизить высоту нижней входной ступеньки. В 1925 г. МАN представляет пятитонный грузовик с карданным приводом. В то время и при таком размере это явилось новшеством и привело к тому, что повсеместно применяемый цепной привод вскоре совсем исчез. Этот грузовик имел признаки, которые долгое время считаются типичными признаками грузовиков МАN-а именно разделение несущей оси и привода. Появляется термин «задняя ось МАN». В 1930 г. МАN разрабатывает 5–6-тонный грузовик, конструкция которого становится основой для дальнейшей производственной программы. Главными элементами его являются 100-сильный шестицилиндровый дизельный двигатель с прямым впрыском, коробка перемены передач ZF-K и шестерённый задний мост «ДеДион». В 1931 г. рамы грузовиков на МАN начинают свариваться электросваркой. В 1932 г. МАN создаёт самый мощный в мире дизельный грузовик в варианте седельного тягача, 50 тонн тяговой массы. Дизель типа S1H6 на 160 л.с. В этом же году МАN получает медаль за 100.000 км эксплуатации грузовика с дизельным двигателем без поломок. В 1934 г. МАN получает государственную премию СССР, на международных соревнованиях дизельных автомобилей в Москве. В 1937 г. МАN выпускает первый дизельный грузовик со сферической камерой сгорания (G-мотор, где G означает «глобус», т.е. шар.). Конструкторскому отделу грузовых автомобилей в Нюрнберге под руководством Пауля Вибике удаётся при помощи внедрения эксцентрической сферической камеры сгорания и распылителя с плоским седлом достичь дальнейшего циркуляционного развития процесса впрыска и сгорания. В 1937 г. достигнуты параметры потребления быстроходных автомобильных дизелей в размере всего лишь 155 г/л.с./ч (для сравнения лучший на сегодня российский танковый дизель В-92С2 (Т-90С) потребляет 156 г/л. с./ч.) на уровне лучших больших дизелей МАN. Наиболее значимые производители автомобилей в стране и за рубежом стремятся получить право на использование «процесса G». В 1934 г. швейцарскому инженеру Ипполиту Зауэру удалось увеличить мощность дизеля за счёт применения особой, «кустистой», форсунки с распылением топлива двумя турбулентными потоками «с двойной турбулизацией» и четырехклапанной головки. Только за счёт этой новой системы сгорания мощность агрегата увеличилась на эпохальные 15 %, а потребление топлива снизилось на 12,5 %. В 1936 г. был представлен Mercedes-Benz 260D – первый серийный легковой автомобиль с дизельным мотором. Четырехцилиндровый мотор с предкамерой развивал 45 л. с. при 3200 об./мин и был оснащён ТНВД Bosch и форсункой Зауэра. Благодаря низкому расходу топлива (9 л/100 км) – на 4 л меньше, чем у бензиновой версии с аналогичным объёмом двигателя, 260D был очень популярен у таксистов [10]. КОНКУРС ДИЗЕЛЕЙ В СССР В гражданскую войну в России было не до дизелей. Народ устроил сам себе так называемую «разруху» в виде воображаемой старухи с клюкой, которая живёт не в сортирах, а в головах. Со злобы не на внешнего врага, а на самих себя порушено всё, что ещё кое-как работало до революции. В том числе и зачаточное производство дизелей. В начале 1930-х г. после ввода в строй нового автомобильного завода в Нижнем Новгороде и реконструкции завода АМО в СССР возник дефицит двигателей для грузовых автомобилей. Например, для ярославских тяжёлых грузовиков моторы приходилось закупать за рубежом. Кроме начала массового производства автомобилей в первой пятилетке началось массовое же производство тракторов, танков и военных самолётов. Парк машин с двигателями внутреннего сгорания, работавшими на бензине, могли обеспечить топливом только нефтепромыслы в Баку и Грозном. Сибирские месторождения тогда были ещё неизвестны. Кроме того, в СССР (как и в России) никогда (и по сию пору) не умели разгонять нефть с хорошим выходом бензинов. Поэтому в начале 1930-х годов актуальным стал вопрос о производстве в СССР автомобильных дизелей. Первые опытные образцы отечественного дизельного двигателя спроектировали и построили в Научном автотракторном институте (НАТИ) под руководством профессора Н.Р. Брилинга. Позднее в Ярославле на базе автомобильного завода было создано специальное конструкторское бюро по разработке моторов. В 1933 г. здесь собрали четырехтактный шестицилиндровый дизель мощностью в 90 л. с. Какой именно мотор был его иностранным прототипом пока не установлено. В ноябре 1933 г. первые два автомобиля ЯГАЗ-дизель совершили пробег по маршруту Ярославль – Москва – Ярославль. В результате испытаний нового мотора выявили ряд недостатков (ещё бы – консультантов не было), и Наркомтяжпром принял решение провести летом 1934 г. международный конкурс дизельных двигателей, чтобы отобрать наиболее оптимальный мотор для запуска в массовое производство в СССР. Надо сказать, что ранее нигде в мире подобные конкурсы не проходили (и это естественно! любой развитой стране претендующей на роль мирового лидера было бы просто стыдно в то имперское время не уметь сделать мотора для грузовика). В надежде на будущую прибыль на предложение откликнулись практически все известные европейские фирмы, не участвовали только Соединенные Штаты, которые делая дизельные трактора, не делали дизельных грузовиков. Согласно условиям конкурса зарубежные фирмы должны были поставить в СССР силовые агрегаты в сборе со сцеплениями и коробками передач. Их монтаж на отечественные шасси предполагали производить собственными силами. Всего в конкурсе приняли участие пятнадцать иностранных фирм из семи европейских государств: Германию представляляли фирмы – "Бюссинг", МАN, МВМ, "Дейтц". Австрию – "Грефт-Штифт". Англию – "Бирдмор", "Кросслей", "Перкинс", "Торникрофт". Францию – "Лиллауз", "Рено". Италию – "Фиат". Швейцарию – "Заурер". Венгрию – "Ганц", "Ланг". В общей сложности было поставлено 42 двигателя. Для сравнения участвовали машины с ярославскими дизелями и серийные ЗИС-5 с бензиновыми моторами. Большую часть двигателей установили на ярославские грузовики ЯГ-3 и московские АМО-3 и ЗИС-5. На легкую полуторку ГАЗ-АА удалось установить только дизель «Перкинс», а на тяжелый ЯГ-10 – мотор «Бирдмор». Дизельный конкурс состоял из нескольких этапов. Вначале провели лабораторно-дорожные испытания для определения экономичности и динамики. Затем состоялся основной этап мероприятия – пробег по маршруту Москва – Тифлис (Тбилиси) – Москва, протяжённостью более 5000 км (Москва – Тифлис и назад: 5.162 км). Старт был дан 24 июля, а завершился пробег 25 августа. Следует отметить, что дорожные условия оказались очень тяжёлыми. Так, за Подольском заканчивалось асфальтовое шоссе, затем до Харькова покрытие было гравийным, а далее, за исключением 200-километрового каменистого участка Военно-Грузинской дороги, тянулась обычная грунтовка (...эх дороги: пыль да туман). Несмотря на непростые условия, все иностранные двигатели прошли испытания без серьезных поломок, чего нельзя сказать о ходовой части машин. После пробега двигатели подвергли повторным дорожно-лабораторным испытаниям. Затем организаторы конкурса пришли к выводу, что во время пробега скорости были небольшими и, следовательно, дизели почти не работали в предельных режимах. Поэтому было принято решение дополнительно испытать автомобили на Ярославском шоссе в районе города Переславля-Залесского. Как известно, на этом участке дороги очень много крутых спусков и подъемов. В общей сложности каждая машина прошла по данной трассе около 1000 км. Далее дизели снова сняли с шасси и подвергли серьезным стендовым испытаниям. Часть моторов разобрали с целью оценки их износа. Победителем конкурса признали двухтактный двигатель «Лиллауз», который производили во Франции по лицензии немецкой фирмы «Юнкерс». Двигатели «Заурер» с непосредственным впрыском топлива оказались самыми экономичными. Минимальный удельный расход топлива этим мотором составил 175 г/л.с./ч. Для сравнения у первого серийного советского автомобильного дизеля ЯМЗ-204, производство которого начали в 1947 г., этот показатель равнялся 205 г/л.с./ч. А результата «Заурер» отечественные моторостроители смогли достичь только в начале 1960-х г. В число лидеров конкурса вошли и дизели фирм «Бирдмор», МАN, «Кросслей». Пробег показал, что в среднем машины с дизельными двигателями потребляют на 50 % меньше топлива по сравнению с бензиновыми аналогами. После окончания конкурса дизельные автомобили оставили для продолжения испытаний в НАТИ. Часть двигателей поступила в учебные и научные институты, автомобильные заводы для изучения. По итогам конкурса было написано несколько большущих трудов. Однако, несмотря на положительные результаты конкурса, автомобильный дизельный мотор так и не был освоен отечественной промышленностью. Почему это произошло? Причины следующие: 1. В 1930-х г. мировая автомобильная промышленность (трудами западных учёных и инженеров) развивалась очень быстро. Поэтому организаторы конкурса ставили перед собой задачу выявить двигатель самой прогрессивной конструкции, обладающий лучшими техническими характеристиками. Но беда в том, что советские промышленные технологии того времени не соответствовали новейшим разработкам конструкторов (точно так же как не соответствовали технологиям 19-го века во время начала научно технической революции, и точно так же как сегодняшние российские технологии снова не соответствуют новейшим разработкам западных конструкторов). Попросту говоря никакой современный двигатель, отечественная промышленность никогда не могла освоить. Могла освоить только либо уже примитивный (для Запада), либо не самый новый (по максимуму). В связи с этим, нужно было выбирать самый простой двигатель в производстве и эксплуатации. Но и этого не произошло из-за опасений безнадежно отстать от мирового прогресса. Интересно, что уже в наше время руководители отечественной автомобильной промышленности в очередной раз наступили на те же грабли. Вспомним историю с покупкой лицензии на производство двигателя «Штайр». Современный мотор оказался слишком сложным и дорогим в производстве и поэтому не получил широкого распространения. 2. Основные средства советское правительство выделяло на развитие военной промышленности. Это было необходимо для поддержания и экспансии режима сумасшедшей идеологии. Попросту говоря, никакой современный двигатель никакого типа не являющийся военным по прямому применению отечественная промышленность никогда не могла освоить. Промышленности России, которая может производить хоть что-то хотя бы с минимальным мировым качеством, – это военная промышленность. Финансирование же любых отраслей прямо к войне не относящихся шло по остаточному принципу. Именно поэтому при оттянутых от гражданской промышленности ресурсах в нашей стране был создан первый в мире специализированный танковый дизель В-2. Дизель В-2 был «писаной торбой» совкопрома, одной из культовых вещиц (вроде автомата АК) которую удалось создать величайшим напряжением сил множества полуголодных и полуодетых людей, часть из которых при этом была отправлена в лагеря смерти или на расстрелы. 3. В предвоенные годы отечественная экономика находилась в глубоком кризисе. С середины 1930-х г. советская промышленность так и не смогла освоить выпуск ни одного нового грузового автомобиля. Более того, накануне войны резко сократилось производство машин старой конструкции. В общем, все складывалось так, что в предвоенные годы никаких предпосылок к созданию российского автомобильного дизеля не было. Но в дальнейшем события разворачивались согласно старинной русской поговорке: не было бы счастья, да несчастье помогло. Во время Великой Отечественной войны ЯАЗ выпускал тяжелые артиллерийские тягачи, на которые устанавливали по два карбюраторных мотора. В 1943 г. немецкие бомбардировщики полностью разрушили завод в Горьком, и производство двигателей здесь прекратили. Но так как потребность в ярославских тягачах на фронте была очень большой, приняли решение устанавливать на них американские дизели GMC, поставляемые в нашу страну по лендлизу. В том же 1943 г. в Ярославле начали работы по проектированию семитонного грузового автомобиля с дизельным двигателем. Первая машина ЯАЗ-200, оснащенная двигателем GMC, выехала из ворот завода 23 декабря 1944 г. Наряду с другими новинками отечественной автомобильной промышленности ярославский грузовик был представлен советскому правительству 19 июня 1945 г. В целом машина понравилась, но Сталин выразил сомнение (!) в возможности освоения дизельного мотора и предложил устанавливать на ЯАЗ-200 карбюраторные зисовские двигатели. С большим трудом главному конструктору Ярославского завода Г.М. Кокину удалось отстоять дизель. Первую партию отечественных серийных автомобильных дизелей изготовили на ЯАЗе в январе 1947 г. Этому способствовало громадное количество вывезенного из Германии оборудования дизельных моторных заводов. Мотор ЯАЗ-204 естественно (как обычно) представлял собой копию американского «GMC-4-71». Но массовое его производство удалось освоить только к 1949 г. Далее «конструирование» покатилось по накатанной дорожке. К концу 40-х г. на базе ЯАЗ-204 был разработан шестицилиндровый вариант. Первые образцы этого двигателя ярославцы собрали летом 1950 г. В новом моторе, получившем название ЯАЗ-206, использовали 90 % деталей ЯАЗ-204. ПОПЫТКА – НЕ ПЫТКА (Л. Берия) В начале 1930-х г. в так называемой «шарашке» – АТТБ ОГПУ, которое впоследствии (в 1933 г.) именовалось особым конструкторским бюро (ОКБ) ОГПУ был разработан дизельный двигатель, названный «Коджу». Двигатель был назван в честь И.В.Сталина и включал в свое название часть партийной клички и фамилии руководителя государства – «Коба» и «Джугашвили». (ОКБ) ОГПУ стояло в ряду проектных организаций ОГПУ, где работали учёные и конструкторы, арестованные по ложным обвинениям как «враги народа»: Н.Р. Брилинг, Б.С. Стечкин, Н.Н. Бобров и др. Интересно, что следующая разработка (ОКБ) ОГПУ, дизель для подводной лодки, несла обозначение ЯГГ, т.е. инициалы палача русского народа наркома внутренних дел Г. Ягоды. Изготовление и сборка «Коджу» шла на ЯАЗе. Стоит отметить, что (ОКБ) ОГПУ стояло в ряду многочисленных организаций изобретённых в России, где за кусок чернушки и право курить выдаваемые по норме папиросы «Беломорканал» работали рабы советской власти, умнейшие люди России учёные и конструкторы, арестованные как враги народа. Дизель «Коджу» как сказано выше создавался под руководством самого Н.Р. Брилинга. Как пишут отечественные источники, описывающие разработки отечественных автомобильных дизелей: «...Первый образец дизеля ярославцы собрали в ноябре 1933 г. Его конструкция по тем временам была совершенно необычной: блок цилиндров из алюминиевого сплава, крепление крышек коренных подшипников анкерными болтами, глубокий и очень жёсткий картер двигателя, гильзы цилиндров «мокрого» типа, подшипники коленчатого вала в виде сменных бронзовых вкладышей из бронзы с заливкой баббитом». Итак, в ноябре 1933 г. на ЯГАЗе изготовили два опытных автодизеля «Коджу». Оба двигателя были установлены на грузовики Я-5 (условное название Я-5 «Коджу») и 15 ноября 1933 г. вместе с несколькими иностранными дизелями приняли участие в испытательном дизельном пробеге по маршруту Ярославль – Москва – Ярославль. «Коджу» якобы успешно прошёл испытания. Основным же мероприятием стал уже пробег по маршруту Москва – Тифлис. На этот маршрут отечественный мотор вывести не решились (дабы не позориться). Видимо по результатам предварительного пробега стало ясно, что изделие зэков не может конкурировать с изделиями инженеров свободных стран. Дальнейшее усовершенствование дизелей шло в НАТИ. В частности, им занимался и К.А. Шарапов. К 1938 г. «НАТИ-Коджу» развивал мощность 105–110 л.с. при 1800 об./мин, имел «сухую» массу, равную 870 кг. Характерные особенности модернизированного дизеля: чугунный (не алюминиевый!) блок цилиндров, две головки цилиндров (на три цилиндра каждая), поршни из алюминиевого сплава, залитые свинцовистой бронзой тонкостенные вкладыши коленчатого вала, объёмные камеры сгорания из жароупорной стали, фиксируемые в головке цилиндров кольцевой гайкой. На испытаниях грузовик Я-6 с таким дизелем расходовал около 25 л топлива на 100 км и развивал скорость около 70 км/ч. К 1939 г. «Коджу» якобы был подготовлен к серийному производству. Однако производство не состоялось. Версия перехода Уфимского моторостроительного завода в другое ведомство (авиационное) не состоятельна. Просто СССР был не в состоянии сделать отечественный гражданский мотор по указанным выше причинам. ТРАКТОРА, ДИЗЕЛЬНЫЕ ТРАКТОРА В 1918 г. на Обуховском заводе началось производство гусенично-колёсных тракторов по типу американского трактора фирмы «Холт» с двигателем мощностью 55 кВт. Но из-за гражданской войны завод лишь в 1921 году смог выпустить первые тракторы. 1922 год. На Коломенском заводе под руководством Е.Д. Львова был разработан, а затем изготовлен трактор оригинальной конструкции «Коломенец-1». Трактор выпускал также Брянский завод. Конструкция двигателя неизвестна, но ничего, кроме странинного ДВС иностранного калоризационного типа, стоять там ничего не могло. В этом же году под руководством инженера А.А. Унгерна был запроектирован, а затем построен на заводе «Красный прогресс» в Кичкассе примитивнейший трактор «Запорожец». Двухтактный двигатель мощностью 8,8 кВт с запальным шаром (т.е. странинного иностранного калоризационного типа) работал на сырой нефти. Трактор имел только одну передачу вперед. В 1923 г. на Харьковском паровозостроительном заводе приступили к выпуску гусеничных тракторов «Коммунар» с двигателем мощностью 36,8 кВт и трёхскоростной коробкой передач, которая обеспечивала скорость от 1,8 до 7 км/ч. Прототипом «Коммунара» служил немецкий трактор «ВД-50 Ганомаг» и его двигатель. История о «почти полной переделке» несостоятельна. Обычное копирование с примитивизацией технологий выпускался до 1931 г. В 1924 г. итальянский инженер Франческо Кассани (Francesco Cassani) построил прототип первого в мире бескомпрессорного дизельного трактора. В 1927 г. в итальянском городе Тревиджило (Treviglio) был представлен первый в мире серийный дизельный трактор «тягач Cassani». В 1931 г, американская фирма выпускает свой первый дизельный трактор. В 1924 г. в Ленинграде с конвейера завода «Красный путиловец» сошёл первый трактор, названный «Фордзон-путиловец». Трактор имел карбюраторный двигатель мощностью 14,7 кВт, работавший на керосине, (не дизель) трёхскоростную коробку передач, развивал скорость от 2,3 до 10,8 км/ч, мощность на крюке достигла 6,6 кВт. Он выпускался до апреля 1932 года. У компании «Форд» в США купили шесть тракторов, разобрали до последнего винтика и тщательно обмерили все детали. Среднеарифметические размеры в принятой тогда в Америке дюймовой системе перенесли на чертежи. Точно так же, испытав детали на твёрдость и проведя металлографический и химический анализы, подобрали соответствующие материалы и установили технологию изготовления. Такая незамысловатая технология «полной переделки». В 1928 г. в Сталинграде начали строительство завода (СТЗ) по выпуску колёсного трактора, прототипом которого послужил американский карбюраторный трактор «Интернационал 15/30». В 1930 г. с конвейера Сталинградского тракторного завода был снят первый трактор СТЗ-15/30 с карбюраторным двигателем, работавшим на керосине. Трёхскоростная коробка передач позволяла получать скорость от 3,5 до 7,4 км/ч. Мощность двигателя составляла 22 кВт, а мощность трактора на крюке – 11 кВт. По докладу Союзнефти 15 октября 1930 года выходит постановление ЦК ВКП(б) о внедрении дизелей в автотракторный парк страны. В это же время Совнарком СССР поручает Наркомтяжпрому организовать международный конкурс – испытание дизелей. Испытания под председательством Н. Бриллинга, проходили с 10 июля по 20 сентября 1934 года на полях учебно-опытного совхоза № 2 при станции Верблюд, в 60 км от Ростова. В соревнованиях участвовало 17 тракторных двигателей из Англии, Венгрии, Германии, СССР, США и Швеции (все эти страны уже имели дизельные трактора). Были закуплены дизели участвующих в испытаниях фирм, и тщательно изучены. Начались тяжкие раздумья. Дизель хотелось. Но еще не моглось. Не было ни иностранных технологий, ни иностранного оборудования. Первая пятилетка только начиналась. Денег катастрофически не хватало и на более реальные проекты. В 1931 г. вступил в строй Харьковский тракторный завод (ХТЗ), выпускавший тракторы ХТЗ-15/30, подобные тракторам СТЗ-15/30. Обе модели выпускались до 1937 г. В 1933 г. 1 июня вступил в строй Челябинский тракторный завод, выпускавший мощные гусеничные тракторы С-60 общего назначения. На тракторе был установлен карбюраторный двигатель мощностью 44,2 кВт, работавший на лигроине. Трёхскоростная коробка передач позволяла получать скорость от 3 до 5,9 км/ч и развивать мощность на крюке 36,8 кВт. Прототипом трактора послужил американский карбюраторный трактор фирмы «Катерпиллер-60». Трактор выпускался до 31 марта 1937 года. 1934 год. На Кировском заводе (бывшем заводе «Красный путиловец») вместо трактора «Фордзон-путиловец» началось производство более совершенного трактора «Универсал», в качестве прототипа которого был взят американский трактор «Фармолл». Трактор «Универсал» имел карбюраторный двигатель мощностью 16,19 кВт, работавший на керосине, и трёхскоростную коробку передач, развивал скорость от 3,4 до 7,2 км/ч и мощность на крюке 7,36 кВт. Завод выпускал эту модель до 1940 года. В 1937 г. Сталинградский и Харьковский тракторные заводы перешли на выпуск гусеничных тракторов СТЗ-НАТИ и ХТЗ-НАТИ общего назначения. Эти тракторы имели карбюраторный двигатель мощностью 37 кВт, работавший на керосине, и четырёхскоростную коробку передач, которая позволяла получать скорость от 3,82 до 8,04 км/ч. Мощность на крюке составляла 25 кВт. Поскольку модели тракторов, выпускаемых обоими заводами, не различались по конструкции, их именовали объединённой маркой СХТЗ-НАТИ. ХТЗ с 1938 по 1941 год параллельно с тракторами СХТЗ-НАТИ выпускал часть тракторов ХТЗ-Т2Г с газогенераторными установками, работавшими на древесном топливе. Газогенераторные установки были скопированы с немецких. В 1937 г. на Челябинском тракторном заводе началось производство гусеничных тракторов С-65 (вместо С-60) общего назначения с дизелем М-17 (не путать с бензиновым) мощностью 47,8 кВт. Трёхскоростная коробка передач обеспечила скорость от 3,6 до 6,97 км/ч. Мощность на крюке составляла 36,8 кВт. Завод выпускал эти тракторы до 1941 года. Линейка дизель-моторов: М-13, М-17, М-75 – суть копии или переработки 4-тактного американского дизеля «Катерпиллер» мощностью 105 л.с. Кроме дизтоплива дизель «Катерпиллер» мог работать на смеси автола с керосином, легко заводился в 30-градусные морозы от 20-сильного пускового движка, имевшего ручной и автомобильный электростартеры. «Сталинец-1», «Сталинец-2» – первый имел реплику мотора бензиновый «Катерпилер», второй дизельный «Катерпиллер». «Сталинец-2» поступил в производство и выпускался с 1940 по 1941 г. |
|
Лирическое отступление автора работы курсанта Сагайды.
Таким образом, проделав ознакомительную работу с энергетическими ресурсами, подробно остановившись на истории появления бензина и дизеля как двух ярых противников на протяжении истории развитии техники внутри страны и за рубежом, истории их появления и личностей, которые внесли неоценимый вклад, а также и альтернативных источников энергии, которые ищут и по сей день, я пришёл к выводу, что человечество неустанно движется вперёд, каждый день мы открываем для нас самих что-то новое и движемся дальше, ведь «движение – это жизнь», и как ни странно и ни смешно это не звучало бы, в этом приобретает свою огромную значимость для человечества топливо и его рабочий потенциал.
Выбор данной темы был обусловлен тем, что я обучаюсь на специалиста по обеспечению Вооружённых Сил РФ ракетным топливом, горючим и горюче-смазочными материалами.
Внеся в свою работу приложение с историческим экскурсом на тему: «Дизель», мне хотелось подвести читателя ближе к моей будущей специальности, познакомить с людьми , которые любили своё дело, как Фёдор Фёдорович Калеп (создатель первого российского авиационного мотора) или же Я́ков Васи́льевичМа́мин (изобретатель в области дизелестроения и тракторостроения, создатель двигателя «Русский дизель» в 1906 г.) чей завод был образован (недалеко от того места, где сейчас я обучаюсь) в г. Балаково «Завод нефтяных двигателей братьев Маминых» (1899 г.), как развивалась техника на протяжении того времени, тем самым заставив задуматься над возможными перспективами развития техники сегодня и в будущем!
1 Николаус Август О́тто (нем. Nicolaus August Otto; 10.06.1832, Хольцхаузен-ан-дер-Хайде – 26.01.1891, Кёльн) – немецкий инженер и изобретатель-самоучка, известен в качестве изобретателя двигателя внутреннего сгорания. В 1876 г. изобрёл четырёхтактный цикл, а в 1877 г. запатентовал четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания
2 Майкл Фараде́й (англ. MichaelFaraday, 22.09.1791, Лондон – 25.08.1867, Лондон) – английский физик-экспериментатор и химик. Член Лондонского королевского общества (1824) и множества других научных организаций, в том числе иностранный почётный член Петербургской академии наук (1830). Открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе современного промышленного производства электричества и многих его применений. Создал первую модель электродвигателя. Среди других его открытий – первый трансформатор, химическое действие тока, законы электролиза, действие магнитного поля на свет, диамагнетизм. Первым предсказал электромагнитные волны. Фарадей ввёл в научный обиход термины ион, катод, анод, электролит, диэлектрик, диамагнетизм, парамагнетизм и др.
3 Влади́мир Григо́рьевич Шу́хов (1853–1939) – русский инженер, архитектор, изобретатель, учёный; член-корреспондент (1928) и почётный член (1929) Академии наук СССР, лауреат премии им. В.И. Ленина (1929), Герой Труда (1932). Является автором проектов и техническим руководителем строительства первых российских нефтепроводов (1878) и нефтеперерабатывающего завода с первыми российскими установками крекинга нефти (1931). Внёс выдающийся вклад в технологии нефтяной промышленности и трубопроводного транспорта.
4 Готлиб Вильгельм Даймлер (нем. Gottlieb Wilhelm Daimler; Däumler; 17.03.1834, Шорндорф – 6.03.1900, Канштатт под Штутгартом ) – немецкий инженер, конструктор и промышленник. Совместно с Вильгельмом Майбахом Даймлер разработал один из первых автомобилей и несколько типов бензиновых двигателей внутреннего сгорания.
5 Рудо́льф Кристиа́н Карл Ди́зель (нем. Rúdolf Chrístian Karl Diésel; 18.03.1858, Париж – 29.09.1913, Ла-Манш; обстоятельства смерти не выяснены) – немецкий инженер и изобретатель, создатель дизельного двигателя (1897).
6Инженер Проспер Леранж (Prosper L'Orange), работал на заводе Benz & Cie. В Мангейме, продолжил работы Дизеля по созданию компактного двигателя для автомобиля. В 1909 г, Леранж изобрёл и запатентовал дизельный мотор с предкамерой. Леранжу также принадлежит разработка конусообразной предкамеры, форсунки с игольчатым клапаном и насос-форсунки.
7 РобертБош (нем. Robert Bosch; 23.09.1861–12.03.1942) – немецкий промышленник, инженер и изобретатель; основатель компании Robert Bosch GmbH
8 Ге́нри Форд (англ. HenryFord; 30.07.1863–7.04.1947) – американский промышленник, владелец заводов по производству автомобилей по всему миру, изобретатель, автор 161 патента США. Его лозунг – «автомобиль для всех»; завод Форда выпускал наиболее дешёвые автомобили в начале эпохи автомобилестроения. Компания «Ford Motor Company» существует по сей день.
9Дми́трий Ива́нович Менделе́ев (27.01 [8.02] 1834, Тобольск – 20.01 [2.02] 1907, Санкт-Петербург) – русский учёный-энциклопедист: химик, физикохимик, физик, метролог, экономист, технолог, геолог, метеоролог, нефтяник, педагог, воздухоплаватель, приборостроитель. Профессор Санкт-Петербургского университета; член-корреспондент по разряду «физический» Императорской Санкт-Петербургской Академии наук. Среди наиболее известных открытий – периодический закон химических элементов, одиниз фундаментальных законов мироздания, неотъемлемый для всего естествознания. Автор классического труда «Основы химии».