Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов, а также в транспортных средствах, а именно в источниках питания бортовой сети автомобилей, тракторов, вездеходов и т.д. Сущность изобретения состоит в том, что синхронная реактивная двухполюсная машина содержит на статоре многофазную силовую обмотку, равномерно распределенную вдоль внутренней расточки статора и предназначенную для подключения к вентильному преобразователю, а также многофазную обмотку возбуждения с полным шагом, предназначенную для подключения к управляемым возбудителям. При этом согласно данному изобретению пакет сердечника статора выполняют в виде квадрата, при этом обмотка возбуждения размещена в дополнительных пазах, которые располагаются в углах пакета. Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в повышении коэффициента использования электротехнической стали при изготовлении синхронной реактивной машины. 5 ил.
Рисунки к патенту РФ 2346376
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов, а также в транспортных средствах, а именно в источниках питания бортовой сети автомобилей, тракторов, вездеходов и.т.д.
Известны синхронные реактивные машины, которые имеют бесконтактное исполнение (см. Кононенко, Е.В. Синхронные реактивные машины / Е.В.Кононенко. - М.: Энергия, 1970. - 208 с.). Однако эти электрические машины имеют неудовлетворительные массогабаритные показатели, а попытки их улучшения требуют значительного усложнения конструкции ротора.
Находят также применение бесконтактные синхронные генераторы с возбуждением и вращающимся выпрямителем, с многофазной обмоткой якоря (статора) и силовым многофазным выпрямителем на выходе генератора (патент 4121148 США, МКИ Н02К 19/34; Н02Р 9/14; [Бесконтактный синхронный генератор] Brushless synchronous generator system; Hubert Platzer, Dipl.-Ing. Hitzinger & Co., Linz, Austria - №790263; Заявл. 25.04.1977; Опубл. 17.10.1978.). Однако размещение на роторе вращающейся обмотки возбуждения и диодов выпрямителя снижает механическую надежность генератора и не позволяет получить высокие угловые скорости вращения ротора.
Наиболее близким изобретением к заявляемой машине является синхронная реактивная машина, содержащая многофазную силовую обмотку и многофазную обмотку возбуждения с полным шагом, подключаемую к управляемым возбудителям (патент РФ №2240640 МПК Н02G 1/02. Синхронный реактивный генератор автономной энергетической установки и способ управления им. / Ю.С.Усынин, С.М.Бутаков, М.А.Григорьев, К.М.Виноградов. Заявлено 20.06.03, №2003118611/09. Опубликовано 20.11.04. Бюл. №32).
Особенностью электрической машины, описанной в этом прототипе, является то, что возбуждение электрической машины, работающей в режиме генератора, создается по продольной оси этого генератора не обмоткой возбуждения, расположенной на роторе, как в обычных синхронных генераторах (и которая отсутствует в прототипе), а током той фазы из дополнительных обмоток возбуждения, размещенных на статоре, витки которой в рассматриваемый момент времени расположены напротив межполюсного промежутка ротора и магнитная ось которой направлена, следовательно, вдоль продольной оси машины. При вращении ротора синхронного генератора витки обмотки возбуждения предыдущей фазы оказываются расположенными не в межполюсном промежутке, а напротив полюса ротора, поэтому ток в этой фазе уменьшают до нуля. Вместе с тем межполюсный промежуток надвигается на витки следующей фазы обмотки возбуждения, ток в которой устанавливают равным току возбуждения генератора. Когда ротор генератора делает один полный оборот (электрический), токи во всех фазах обмотки возбуждения генератора поочередно устанавливают равными току возбуждения генератора, пока витки этих фаз располагаются напротив межполюсного промежутка ротора.
В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении коэффициента использования электротехнической стали при изготовлении синхронной реактивной машины.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в синхронной реактивной машине (СРМ), содержащей на статоре многофазную силовую обмотку, равномерно распределенную вдоль внутренней расточки статора и предназначенную для подключения к вентильному преобразователю, а также многофазную обмотку возбуждения с полным шагом, подключенную к управляемым возбудителям, согласно изобретению пакет сердечника статора выполнен в виде квадрата, при этом обмотка возбуждения размещена в дополнительных пазах, которые выполнены в углах пакета.
Предлагаемое техническое решение сохраняет все основные технические преимущества, характерные для прототипа (простоту конструкции, высокую технологичность изготовления электрической машины; бесконтактное исполнение в сочетании с отсутствием обмотки на роторе повышает надежность работы подшипников и всей машины; возможность выполнить ротор массивным (т.е. полюса ротора и вал из одной цельной заготовки) существенно повышает его прочность и поперечную жесткость, что позволяет получать высокие угловые скорости и большие перегрузки по моменту). Предлагаемое решение позволяет повысить коэффициент использования электротехнической стали при изготовлении электрической машины, т.к. та часть электротехнической стали, которая находится в углах пакета и которая при традиционной конструкции электромашины шла бы в обрезь, теперь полезно используется в магнитопроводе.
Проведенное исследование патентной и научно-технической литературы аналогичных устройств не выявило, поэтому можно утверждать, что предлагаемое устройство характеризуется новизной.
Предлагаемое техническое решение удовлетворяет критерию "изобретательский уровень", так как оно характеризуется новой совокупностью признаков, не известных из уровня техники.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены
На фиг.1 - схематичный поперечный разрез синхронной реактивной машины;
На фиг.2 - пример функциональной схемы электрической генераторной установки;
На фиг.3 - графики токов и напряжений в отдельных участках схемы этой электрической генераторной установки. Здесь обозначены сплошными жирными линиями Е А, Е в, Е C - ЭДС вращения генератора; I х, I y - токи в обмотках возбуждения;
На фиг.4 - пример функциональной схемы электропривода с синхронной реактивной машиной;
На фиг.5 - графики токов и напряжений в отдельных участках схемы этого электропривода. Здесь обозначены сплошными жирными линиями U A , U B , U c - напряжения на выходах однофазных автономных инверторов, штриховыми линиями Е А, Е в, Е C - ЭДС вращения, наводимые в фазных силовых обмотках двигателя; I x , I Y - токи в обмотках возбуждения.
На фиг.1, где представлена в разрезе в качестве примера трехфазная синхронная реактивная машина, в пазах статора 1, расположенных в плоскостях А-а, В-b, С-с, сдвинутых пространственно на 120 градусов, размещены силовые обмотки 2, 3 и 4, образующие многофазную силовую обмотку. Ротор 5 синхронной реактивной машины выполнен явнополюсным. В примере синхронной реактивной машины, изображенном на фиг.1, длины полюсной дуги ротора и межполюсного промежутка равны и составляют 90 градусов. Кроме многофазной силовой обмотки на статоре в пазах, расположенных в плоскостях Х-х, Y-у, проходящих через углы его пакета, размещены обмотки возбуждения 6 и 7, выполненные с полным шагом и образующие многофазную обмотку возбуждения.
Возможны и другие версии обмоток в синхронной реактивной машине: с другим числом фаз обмотки возбуждения (например, две пары обмоток, оси которых параллельны сторонам пакета) и (или) силовых обмоток (например, соединенных по схеме "звезда - обратная звезда", шестифазная звезда и др.).
На фиг.2 представлен один из возможных примеров реализации функциональной схемы автономной электрической генераторной установки, выполненной с применением предлагаемой синхронной реактивной машины. Здесь обмотки 2, 3 и 4 соединяют в "звезду" и через неуправляемый выпрямитель 8, выполненный по трехфазной мостовой схеме, подключают параллельно с аккумуляторной батареей 9 к бортовой сети постоянного тока. Обмотки 6 и 7 подключают к выходам управляемых возбудителей 10 и 11, которые идентичны друг другу. Первый вход каждого из управляемых возбудителей подключают к источнику напряжения U зв, задающему требуемую величину тока возбуждения генератора. Второй вход каждого из тех же возбудителей подключают к выходу датчика 12 положения ротора синхронной реактивной машины. Датчик 12 механически связан с ротором 5 синхронной реактивной машины.
На фиг.3 изображены в функции угла поворота ротора синхронной реактивной машины эпюры токов I х и I у в обмотках возбуждения 6 и 7 и фазные ЭДС генератора Е A , Е B , Е C , наводимые в его силовых обмотках 2, 3 и 4.
За исходное состояние схемы принимается мгновенное состояние всех ее элементов, когда вращающийся по часовой стрелке ротор 5 занимает пространственное положение, как на фиг.1. На фиг.3 это положение обозначено 0 . В целях наглядности изложения начало отсчета угла поворота ротора на графиках (фиг.3) и исходное положение 0 (фиг.1) выбраны несовпадающими. В положении ротора 0 , принятом за исходное, проводники одной из обмоток возбуждения (а именно обмотки 6, расположенной в плоскости Х-х), находятся напротив межполюсного промежутка ротора 5. По этой обмотке, пока она расположена напротив этого промежутка, от своего управляемого возбудителя 10 пропускают ток в направлении, указанном на фиг.1, которое принято за положительное. Здесь и далее, как это принято в учебной литературе по электрическим машинам, токи и ЭДС обмоток считаются положительными, когда они в начале фаз (начала А, В, С силовых обмоток и начала X, Y обмоток возбуждения) направлены за плоскость чертежа (см., пример, Вольдек А.И. Электрические машины: Учебник для вузов. - Л.: Энергия, 1974. - 840 с.). Величина тока в обмотке возбуждения 6 соответствует напряжению задания U зв.
Благодаря току, протекающему по обмотке возбуждения 6, синхронная реактивная машина намагничена в продольном направлении, поэтому в проводниках обмоток, расположенных напротив полюсов ротора, наведены ЭДС вращения. При этом в проводниках, лежащих напротив верхнего полюса, знаки ЭДС положительны, а напротив нижнего - отрицательны.
В положении ротора 5, принятом на фиг.1 за исходное, наводятся ЭДС вращения: в обмотке 2 фазы А в положительном направлении, в обмотке 4 фасы С - в отрицательном направлении (фиг.3). В обмотке 3 фазы В в этом положении ротора ЭДС не наводится, т.к. ее витки располагаются напротив межполюсного промежутка, где индукция в воздушном зазоре равняется нулю. В обмотке возбуждения 7, проводники которой уложены в плоскости Y-у и которая в рассматриваемый момент времени располагается над полюсами ротора, ЭДС вращения наводится, но ток в ней отсутствует, что обеспечивается соответствующей работой возбудителей 10 и 11.
Направления токов во всех обмотках статора, соответствующие описанному исходному мгновенному положению ротора 5 синхронной реактивной машины, указаны на фиг.1.
Синхронная реактивная машина в режиме генератора работает следующим образом.
При вращении ротора синхронной реактивной машины ее полюса перемещаются поперек проводников обмоток статора. Когда края полюсов ротора 5 надвигаются на проводники обмотки 6, лежащие в плоскости Х-х (т.е. эта обмотка окажется над полюсом), то, используя сигнал датчика 12 положения ротора, с помощью управляемого возбудителя 10 ток в этой обмотке возбуждения уменьшают до нуля. На фиг.3 этот момент времени соответствует углу поворота ротора =90 градусов.
В это же самое время проводники следующей фазы обмотки возбуждения (а именно обмотки 7, проводники которой лежат в плоскости Y-у) окажутся напротив межполюсного промежутка. В этом положении ротора 5, используя сигнал датчика 12 положения ротора, с помощью управляемого возбудителя 11 в обмотке 7 устанавливают ток соответствующим по величине сигналу задания U зв, а по знаку положительным.
Осуществляя таким образом через каждые 90 электрических градусов переключения токов в фазных обмотках возбуждения, обеспечивают пространственное круговое движение магнитодвижущей силы возбуждения вдоль окружности воздушного зазора машины так, что эта магнитодвижущая сила перемещается синхронно с вращающимся ротором синхронной реактивной машины. Благодаря такому совместному вращательному движению ротора и магнитодвижущей силы возбуждения достигается непрерывное возбуждение электрической машины в продольном направлении.
Графики изменения токов в обмотках возбуждения и ЭДС вращения, наводимых в силовых обмотках, изображенных на фиг.3, подтверждают описанный принцип работы синхронной реактивной машины в режиме генератора. При вращении ротора по часовой стрелке (см. фиг.1), чтобы обеспечить постоянство знака магнитного потока, проходящего через ротор синхронной реактивной машины, принята следующая последовательность знаков импульсов токов в обмотках возбуждения: +I х, +I Y , -I x , -I Y . При этом каждый импульс имеет длительность 90 градусов, а все они в совокупности обеспечивают непрерывность возбуждения в течение полного оборота ротора. Пространственное положение ротора, изображенное на фиг.1, соответствует углу его поворота 0 на графике фиг.3, заключенному в диапазоне от 15 до 45 градусов.
Представленная на фиг.1 синхронная реактивная машина может работать и в режиме электродвигателя, если неуправляемый выпрямитель 8 заменить автономным инвертором. Соответствующая функциональная схема изображена на фиг.4. Здесь элементы схемы с 1 по 7 и с 10 по 12 выполняют те же функции, что и в схеме (см. фиг.2).
Для синхронной реактивной машины, работающей в режиме двигателя, могут быть сохранены без изменения схемы цепей возбуждения и графики токов возбуждения в обмотках 6 и 7, но кривые фазных напряжений, подаваемых на многофазную силовую обмотку, зависят от выбранной схемы силовых цепей автономного инвертора (АИ) 13. Так, в простейшем случае многофазный, в частности трехфазный, АИ 13 можно выполнить из трех однофазных АИ 14, 15, 16, а к выходным зажимам каждого из них подключить силовые обмотки 2, 3, 4 (см. фиг.4). Первые управляющие входы каждого из АИ 14, 15, 16 подключают к источнику напряжения U зт, задающему требуемую величину тока АИ. Вторые управляющие входы каждого из этих АИ подключают к выходным зажимам датчика 12 положения ротора.
Чтобы обеспечить вращение синхронной реактивной машины в режиме двигателя, на ее силовые обмотки 2, 3 и 4 с выходов АИ 14, 15 и 16 подают импульсы напряжения U A , U B , U C , когда проводники этих обмоток располагаются над полюсами ротора. Так, в положении ротора 0 , принятом за исходное (см. фиг.5), импульсы напряжения подаются в обмотку 2 фазы А в отрицательном направлении, в обмотку 4 фазы С - в положительном направлении. В обмотку 3 фазы В импульсы напряжения не подают, т.к. ее витки располагаются в зоне межполюсного промежутка.
Синхронная реактивная машина в режиме двигателя работает следующим образом.
При вращении ротора синхронной реактивной машины ее полюса перемещаются поперек проводников обмоток статора. Когда края полюсов ротора 5 уходят с проводников фазы А обмотки 2, лежащих в плоскости А-а (т.е. эти проводники окажутся напротив межполюсного промежутка), то, используя сигнал датчика 12 положения ротора, с помощью автономного инвертора 14 ток в этой обмотке устанавливают равным нулю. На фиг.5 этот момент времени соответствует углу поворота ротора =45 градусов.
В момент времени, соответствующий углу поворота ротора =75 градусов, проводники фазы В обмотки 3 окажутся над полюсами. В этом положении ротора 5, используя сигнал датчика 12 положения ротора, с помощью автономного инвертора 15 в обмотке 3 устанавливают ток соответствующим сигналу задания U зт.
Осуществляя таким образом через каждые 30 электрических градусов переключения токов в фазных силовых обмотках, обеспечивают непрерывное создание электромагнитного момента.
Графики изменения токов I х, I Y в обмотках возбуждения, импульсов напряжения U A , U B , U C , подаваемых на силовые обмотки 2, 3 и 4, а также ЭДС вращения Е A , Е B , Е C , наводимые в силовых обмотках 2, 3 и 4, изображенные на фиг.5, подтверждают описанный принцип работы синхронной реактивной машины в режиме двигателя.
Промышленная применимость предлагаемого решения.
Синхронная реактивная машина благодаря бесконтактности схемы, высокой механической прочности и жесткости ротора может быть рекомендована в первую очередь для транспортных установок, работающих в тяжелых и особо тяжелых условиях эксплуатации (например, вездеходы, промышленные тракторы). Она может быть рекомендована и для общепромышленных установок.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Синхронная реактивная машина, содержащая на статоре многофазную силовую обмотку, равномерно распределенную вдоль внутренней расточки статора и предназначенную для подключения к вентильному преобразователю, а также многофазную обмотку возбуждения с полным шагом, предназначенную для подключения к управляемым возбудителям, отличающаяся тем, что пакет сердечника статора выполнен в виде квадрата, при этом обмотка возбуждения размещена в дополнительных пазах, которые выполнены в углах пакета.
Реактивный автомобиль TRUST SSC
21 августа 1991 года Эл Тиг разогнал по солончаковой равнине Бонневил (Юта, США) автомобиль собственной конструкции «Спид-О-Мотив Спирит оф 76» до 684,322 километров в час. Это на сегодняшний день рекорд скорости для автомобилей с колесным приводом.
До сих пор некоторые люди считают, что колесный привод себя не исчерпал и последнее слово он еще скажет, и вообще нет предела совершенству. Но, в любом случае, надо признать: им не сравняться по скорости с реактивными автомобилями.
Сам по себе реактивный наземный транспорт потенциально вполне безопасен, но… смотря при какой скорости. По теории, любой объект, превысивший скорость 330 метров в секунду (1188 километров в час) при стандартных условиях (то есть на уровне моря при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении) генерирует мощные механические колебания. Последние, естественно, достигают земли под автомобилем, затем отраженные от нее волны переменного давления ударяют в его днище…
В 1979-м Стан Барретт промчался с околозвуковой скоростью на своем Budweiser Rocket по полигону военно-воздушной базы Эдвардс. Согласно официальному отчету, задние колеса буквально отскакивали от земли и Барретта вытряхнуло из сиденья задолго до конца пробега.
Новое поколение сверхзвуковых автомобилей скорее напоминает эскадрон небольших самолетов-истребителей. Вышеупомянутая механическая вибрация гасится трубчатым фюзеляжем, а элероны не дают машине покинуть землю.
В 1983 году англичанин Ричард Нобл на реактивном Trust II официально установил наземный мировой рекорд скорости: 1019,26 километра в час. От заветного предела – скорости звука – его отделяли какие-то 169 километров в час! Но прошло пятнадцать лет, когда наконец-то мечта многих гонщиков сбылась и звуковой барьер был взят.
В борьбе за преодоление «сверхзвука» участвовало сразу несколько знаменитых гонщиков и фирм.
Арт Арфонс прославился 26 (!) моделями гоночных машин с авиамоторами. Всю серию оформлял дизайнер Джон Диэр Грин, посему она получила название Green Monster. Первый «монстр», построенный в домашних условиях в 1965 году и оснащенный турбореактивным двигателем «General Electric J79-GE-15A», принес Арфонсу и первую победу – ни много ни мало, 923,2 километра в час! В ноябре 1966-го – очередной мировой рекорд: 976 километров в час!
К преодолению нового рубежа Арфонс подготовил симпатичное, стремительное и достаточно компактное создание всего 8 метров длиной с маленьким реактивным двигателем мощностью 9000 лошадиных сил. Рама – из хромомолибденовых трубок, облаченных в кевлар и стекловолокно. Два передних колеса без шин из кованого алюминиевого сплава Alcoa расположили тандемом. Задние колеса выставили за борта, каждое на жесткой подпорке. Покрасили сей мини-монстр, конечно же, по-американски – в красное, белое и голубое.
Знаменитая фирма «Макларен» в рамках программы McLaren Advanced Vehicle подготовила проект «Maverick». Автомобиль – гигант длиной 14, шириной 8,1 и высотой 3,3 метра, весом в добрых 2,5 тонны, из которых треть приходится на «роллс-ройсовский» двигатель мощностью 36000 лошадиных сил. По расчетам инженеров, газовая турбина должна была за 40 секунд разогнать автомобиль до 1360 километров в час.
Корпус автомобиля изготовили из кевлара и углеродистого волокна. Водитель, подобно пилоту истребителя, пристегнут к эжекторному креслу, запрограммированному на катапультирование в экстренных случаях.
В отличие от большинства других сверхзвуковых автомашин, использующих профилированную подвеску, маклареновскую оснастили компьютеризованной активной, как и знаменитую машину «Формулы-1» той же компании. Инженеры убеждали: с таким «вооружением» «Макларен» легко перемахнет вожделенную планку скорости.
Крайг Бридлав – воистину великий гонщик, первый, кто преодолел предел 600, 800, а затем и 900 километров в час. С 1963 по 1970 год он пять раз становился чемпионом мира, его имя сделалось нарицательным. Затем он надолго ушел из большого спорта и жил в Калифорнии, помаленьку богатея на операциях с недвижимостью. Но ближе к шестидесяти «бравый Бридлав» снова оказался у всех на слуху, вложив шесть миллионов долларов в постройку суперскоростного авто «Дух Америки».
Экс-чемпион привлек к работе восьмерых сотрудников собственного небольшого магазина в маленьком провинциальном городке Рио-Виста. Созданное им чудище было 13,7 метров длиной, 2,5 метра шириной и весом 4 тонны. У него центральный фюзеляж и два хвостовых «крыла».
Рамы фюзеляжа, крыльев и обтекателей сварили из стальных труб. Переборки и покрытие изготовили из фирменного алюминиевого сплава Alcoa. Нос впереди кабины заострили и снабдили двумя воздухозаборниками, питающими реактивный двигатель мощностью 48000 лошадиных сил. На таком же летает истребитель F-4 «Фантом». Гордостью Бридлава были шины, изготовленные из композитного материала на основе графита, оснащенные кордовым поясом и специально рассчитанные на скорости порядка 1350 километров в час…
Однако успех пришел не к Крейгу Бридлаву, «Макларену» или Арту Арфонсу. Англичанин Нобл не мог допустить, чтобы его рекорд побил кто-то другой. Нобл разработал новую модель – Trust SSC (super-sonic car), тяговый сверхзвуковой автомобиль. Сверхзвуковым его сделали два «роллс-ройсовских» реактивных двигателя «Spey 205» общей мощностью 110000 лошадиных сил. Место водителя расположили между ними, рулевое управление самолетного типа поместили в хвосте. Передние колеса – по бокам от двигателей, четыре задних (рулевых) в шахматном порядке закреплены под хвостом. Корпус – из кевлара и углеродистого волокна.
Правда, сам Нобл за штурвал авто не сел – он великодушно уступил место пилоту английского Королевского воздушного флота Эндрю Грину, взяв на себя функции координатора-наблюдателя.
Дорожка длиной 21 километр была размечена на дне высохшего озера в штате Невада (США). Гоночная машина весом десять тонн была доставлена в Неваду на российском транспортном самолете.
И, наконец, впервые наземное средство транспорта – реактивный автомобиль – преодолело звуковой барьер. Грин на Trust SSC развил 15 октября 1997 года скорость 1227,985 километров в час. Раскатистый удар от перехода звукового барьера был слышен в городке примерно в 20 километрах от места заезда, и в домах задрожали стены.
Теперь пилот-истребитель Энди Грин представляется не иначе, как «самый быстрый человек на Земле». Историю своего рекорда он рассказывает так: «Однажды утром моя подруга Джейн читала в постели "Санди телеграф". Там рассказывалось о Ричарде Нобле, который хотел преодолеть сверхзвуковой барьер на машине. Он искал кого-нибудь, кто согласился бы ее пилотировать. "Он сумасшедший, – подумал я, а потом вдруг решил: – Если они собираются использовать двигатели Rolls-Royce Spey 202 реактивного самолета и хотят достичь скорости 1200 километров в час, то за рулем такой машины буду сидеть я". После шести месяцев испытаний я получил место.
Пятнадцатого октября 1997 года я был на трассе Black Rock Desert в Неваде, закупоренный в кокпите Trust SSC – руки стискивают руль, правая нога готова выжать педаль газа. Передо мной был самый большой тахометр со шкалой от 0 до 1000 миль в час (0-1600 километров в час). Когда мотор заработал, я понял, что удержать на прямой десятитонного монстра, который летит со скоростью ракеты, не так-то просто. Мой зад находился в десяти сантиметрах от земли, и это было кошмарное ощущение. Машина шла с сумасшедшим ускорением, увеличив скорость с 320 до 960 километров в час меньше чем за двадцать секунд. На отметке 900 километров в час стало еще хуже машина сделалась практически неуправляемой. Я помню жуткий вой воздушных волн, образовывавшихся над кокпитом, помню землю, проносящуюся подо мной с невероятной скоростью. Я проезжал километр за три секунды. Это было самое прекрасное приключение в моей жизни».
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ВО) автора БСЭ Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПР) автора БСЭ Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПУ) автора БСЭ Из книги Большая Советская Энциклопедия (РЕ) автора БСЭ Из книги Справочник кроссвордиста автора Колосова Светлана Из книги Домашний справочник заболеваний автора Васильева (сост.) Я. В. Из книги 100 знаменитых изобретений автора Пристинский Владислав Леонидович Из книги Артиллерия и минометы XX века автора Исмагилов Р. С.Самый скоростной боевой реактивный самолет 3 Миг-25 –
Из книги Большая энциклопедия техники автора Коллектив авторовАртрит реактивный Артриты реактивные возникают после инфекций (иерсипиозных энтероколитов, дизентерии, гонореи, хламидийных инфекций мочевых путей), имеют иммуннокомплексную природу.Преимущественно воспаляются суставы нижних конечностей, особенно пальцев стоп,
Из книги автора Из книги автора Из книги автора Из книги автораРеактивный снаряд Реактивный снаряд – неуправляемый в полете боеприпас современных авиационных, наземных и морских реактивных систем залпового огня, который доставляется к цели за счет использования тяги реактивного двигателя.Всякий снаряд боевого назначения
Из книги автораВоздушно-реактивный двигатель Воздушно-реактивный двигатель (ВРД) – реактивный двигатель, в котором воздух является основным компонентом рабочего тела. При этом воздух, поступающий в двигатель из окружающей атмосферы, подвергается сжатию и нагреву.Нагрев
Из книги автораВоздушно-реактивный двигатель Воздушно-реактивный двигатель – реактивный двигатель, принцип действия которого основан на сжигании жидкого или твердого горючего для создания силы тяги. Окислителем в реакции горения будет являться кислород из окружающего атмосферного
Из книги автораРеактивный двигатель Реактивный двигатель (двигатель прямой реакции) – двигатель, принцип работы которого основан на создании тяги посредством реакции на вытекающее из двигателя рабочее тело. Это двигатель, который в отличие от двигателя непрямой реакции сочетает
Мир автомобилей во многом схож с миром информационных технологий. Производители «железных коней» со всего мира гонятся за увеличением максимальной скорости, объема двигателя и уменьшением веса авто. Тем же занимаются и производители смартфонов/планшетов, стараясь разместить под тонким корпусом мощное железо. Рекорды скоростей в автомобильном мире бьются каждый год. Если на 4 июля 2010 года самым быстрым серийным автомобилем считался Bugatti Veyron Super Sport с максимальной скоростью в 431 км/ч, то спустя несколько лет данный рекорд перебивался не раз. Выяснять, какой самый быстрый автомобиль в мире, бессмысленно, так как в каждой категории машин найдется свой рекордсмен.
Любой человек, оказавшись за рулем суперкара, никогда не забудет те чувства, которые нахлынули на него во время преодоления планки в 300 км/ч. Несомненно, в мире все еще есть фанаты быстрых автомобилей, готовые покупать их за миллионы долларов. Но стоит уточнить, что не все машины предназначены для дорог общего пользования. Существуют реактивные автомобили, созданные с единственной целью – бить скоростные рекорды. Что ж, разберемся с рекордами среди всех классов «железных коней».
Самый быстрый реактивный автомобиль
Thrust SSC – этот реактивный автомобиль по праву можно было бы считать самым быстрым в мире, если бы он был предназначен для обычных дорог. Британец Энди Грин 15 октября 1997 года установил мировой рекорд скорости на модели Thrust SuperSonic Car – 1229,78 км/ч. Тяговый сверхзвуковой автомобиль оснащается двумя турбовентиляторными двигателями Rolls-Royce Spey суммарной мощностью в 110 тысяч сил. Несомненно, никто не решится «пустить» этот реактивный болид на дороги для общего пользования, но рекорд, установленный Thrust SSC, не побит до сих пор.
Самый быстрый дорожный автомобиль
Badd Ford GT на сентябрь 2014 года является самым быстрым дорожным автомобилем. Рекорд скорости был занесен в Книгу рекордов Гиннесса. Badd Ford GT удалось разогнать до 455,8 км/ч на взлетно-посадочной полосе космоцентра в «Кеннеди». Автомобиль Badd разработан на базе серийного Ford GT специалистами из Performance Racing Power. Двигатель Badd Ford GT был форсирован до 1700 сил, а при изготовлении корпуса использовали специальный сплав металлов – Pandalloy.
Самый быстрый серийный автомобиль
На сентябрь 2014 года по версии Книги рекордов Гиннесса самым быстрым серийным легковым автомобилем считается Bugatti Veyron Super Sport с максималкой в 431 км/ч. Модификация «Супер Спорт» оснащается 1200-сильным 16-цилиндровым двигателем, который разгоняет гиперкар до сотни за 2,5 секунды.
Но автомобиль Hennessey Venom GT в феврале 2014 года побил данный рекорд, разогнавшись до 435 км/ч на той же взлетке, что и вышеуказанный Badd Ford GT. Под капотом Venom GT расположился двигатель GM LS7 от популярного Chevrolet Corvette Z06.
Правда, разработчики в лице американского тюнинг-ателье Hennessey Performance Engineering форсировали двигатель до 1200 сил. Впрочем, специалисты Hennessey не стали изобретать свой велосипед и использовали кузов от купе Lotus Exige. Увы, до занесения этого рекорда в скорости не хватило 1 экземпляра. Дело в том, что модель будет выпущена в 29 экземплярах, в то время как Книга рекордов Гиннесса считает серийными автомобили, выпущенные в количестве 30 штук. В связи с этим официальный рекорд скорости по-прежнему принадлежит «Вейрону».
Но на подходе новый рекордсмен в классе «самых быстрых серийных автомобилей». Прототип SSC Tuatara был представлен еще в 2011 году. SSC Tuatara теоретически может развить 443 км/ч благодаря семилитровому бензиновому двигателю с турбонаддувом. Мощность восьмицилиндрового мотора SSC Tuatara составляет 1350 лошадиных сил. Серийное производство купе Tuatara, по-иному именуемое как SSC Ultimate Aero TT 2, уже не раз откладывали.
Что интересно, первая модель компании Shelby Super Cars – SSC Ultimate Aero TT – установила рекорд скорости в 412 км/ч 13 сентября 2007 года. Но спустя 3 года данный рекорд был побит «Вейроном». Именно тогда разработчики из «Шелби» призадумались о создании нового суперкара.
Вы все еще думаете о том, какой самый быстрый автомобиль в мире на данный момент? Давно пора об этом забыть, так как, вполне возможно, через пару месяцев на очередном моторшоу представят суперкар, который установит новый рекорд скорости. А пока посмотрите видео, в котором Hennessey Venom GT устанавливал новый скоростной рекорд:
Реактивная машина может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Практическое применение, благодаря простоте своего устройства, находят реактивные двигатели малой мощности, от нескольких ватт до нескольких сот ватт.
Реактивная машина получает намагничивающий ток от другой (или других) синхронной машины, параллельно с которой она должна работать.
Принципиально активные и реактивные машины отличаются выполнением направляющего аппарата и рабочего колеса. В активном турбодетандере каналы направляющего аппарата в соответствии с их назначением выполняют как сопла Лаваля с длинной расширяющейся частью, а длина лопаток рабочего колеса невелика, что необходимо для уменьшения потерь от трения. В реактивных турбодетандерах, наоборот, направляющие лопатки выполняют так, чтобы каналы был сравнительно короткими и суживающимися, а рабочие лопатки, обра зующие каналы для расширения воздуха, - удлиненными, причем сами каналы хотя и расширяются в осевом направлении от периферии к центру (рис. 96 - 98), но площадь их сечения уменьшается, так как к центру каналы сужаются.
В реактивной машине температуры стенок направляющего аппарата и сопел незначительно отличаются от температуры газа; поэтому твердые частицы из струи газа могут высаживаться на стенках проточной части машины.
Магнитное поле реактивной машины создается только за счет магнитного потока реакции якоря, откуда и происходит название этой машины.
В других конструкциях однофазных реактивных машин используются кулачковые контакты, подключающие катушку к источнику, когда изменение магнитного сопротивления или индуктивности способствует созданию нужного момента, и разрывающие цепь ь других случаях. Двигатели этого типа используются в электробритвах. В настоящее время не существует точных аналитических методов определения мгновенного и среднего моментов таких машин. Кроме обычных дифференциальных уравнений, описание должно включать характеристики контактов и дугогасящего устройства. Хотя эта задача, возможно, и будет решена с помощью вычислительных машин, само устройство остается своим лучшим аналогом, поэтому программы для вычислительных машин будут создаваться на основе результатов экспериментальных исследований.
Кононенко Е - В - Синхронные реактивные машины.
В Военно-Воздушных Силах за рассматриваемый период устаревшие боевые поршневые самолеты полностью заменены современными реактивными машинами, включая сверхзвуковые дальние бомбардировщики. Заменено и пушечно-пулеметное авиационное оружие на ракетное.
Характерными для сопоставляемых зависимостей следует считать более высокие значения максимальных КПД ступеней для реактивных машин. Оптимальные значения Хая реактивных ступеней также превышают соответствующие значения Хая активных ступеней.
Это обусловлено тем, что период изменения потокосцепления фазы реактивного ДКР равен 2л, в т вермя как в синхронной реактивной машине обычного типа период изменения потокосцепления фазы по углу поворота ротора равен я.
Несколько ближе к реальности, хотя явно не пригодно ни для каких целей, кроме межпланетных путешествий, это решение проблемы продвижения при помощи электрической реактивной машины. Современная авиация и межпланетные корабли используют реакцию, возникающую при ускорении массы. В реактивных самолетах ускоряют смесь воздуха с продуктами сгорания топлива, в космических аппаратах, работающих в безвоздушном пространстве, - только горячие газы. Электрическая реактивная машина должна ускорять и отбрасывать от себя электроны о их ничтожной массой, и здесь можно ожидать реакции, не превышающей по мощности сильного рукопожатия.
Синхронная явнополюсная машина, работающая при отсутствии тока возбуждения, называется реактивной машиной. Обычно реактивные машины применяются в качестве двигателей небольшой мощности.
17 декабря 1979 года автомобиль «Budweiser Rocket», управляемый пилотом Стэном Баррэтом, впервые преодолел звуковой барьер. И хотя официально рекорд не был засчитан, имя пилота и название его болида были навсегда вписаны в историю автомобилестроения планеты. Мы подготовили обзор самых выдающихся автомобилей, претендовавших на преодоление звукового барьера и преодолевших его. Однако, на самом деле этот рассказ не о машинах, а об увлеченных и героических людях, не побоявшихся бросить вызов судьбе.
«The Blue Flame» превышает скорость 1000 км/ч в 1970 году
Не случайно история начинается с болида «The Blue Flame», который хоть и не преодолел звуковой барьер, однако "промчался" совсем рядом с этой отметкой и все-таки поставил рекорд скорости, превысив 1000 км/ч.
Боссы американской компании The American Gas Association, занимающейся добычей и переработкой природного газа, решили прорекламировать свой бизнес, вложив 500 тыс. дол. (огромные деньги по тем временам) в разработку самого быстрого в мире болида. Автомобиль, получивший название «The Blue Flame» - «Голубое пламя», естественно должен был работать на газе.
Разработкой автомобиля-рекордсмена занялись сотрудники Иллинойского технологического института Рэй Даусман и Дик Келлер, а также их друг - гонщик Пит Фарнсуорт. Надо сказать, что эта троица давно грезила созданием самой быстрой машины в мире, к тому времени уже построив несколько достаточно успешных прототипов. Воспользовавшись своими связями в научном мире, талантливые энтузиасты смогли привлечь к работе лучших специалистов. Разработка «The Blue Flame» даже вошла в учебную программу технологического института штата Иллинойс, где над ним трудились профессора, преподаватели и более 70 студентов.
В октябре 1970 года на старт вышла феноменальная машина массой 2950 кг, длинной 11.6 м. и силой тяги ракетного двигателя в 10000 кгс, ставшая апофеозом инженерной мысли. Создатели болида предвкушали будущий триумф, ведь при расчетной скорости автомобиля в 1450 км/ч, звуковой барьер просто обязан был покориться! За руль сел опытный пилот Гэри Габелич, который, в свое время, даже входил в состав экипажа-дублера первого пилотируемого полета на Луну.
На первый взгляд автомобиль имеет три колеса, однако, на самом деле болид четырехколесный, впереди на пружинной подвеске размещена сдвоенная пара колес, почти полностью скрытая корпусом. При этом поворот их настолько мал, что разворачивается машина по окружности радиусом порядка 400 м. Задние колеса размещены без всяких обтекателей на трубчатых фермах. На всех четырех колесах установлены особо прочные гладкие пневматические покрышки Goodyear, которые стали самыми "быстрыми" за всю историю автомобилестроения.
В сентябре 1970 года начались пробные заезды «The Blue Flame». Поначалу, пока болид проходил обкатку, результаты были не самыми выдающимися. Однако в октябре того же года во время 23-го заезда был поставлен мировой рекорд скорости на дистанции 1 км - 1014,294 км/ч.
Возможно, тогда Гэри Габеличу и «Голубому пламени» удалось бы преодолеть и звуковой барьер, однако, как это часто бывает, за дело взялись деловые люди в строгих костюмах. Громкий рекорд в 1000 км/ч уже был достигнут, и спонсоры решили, что пора собирать дивиденды от вложенных средств. Пилота Гэри Габелича и болид « » несколько лет возили по городам США в ходе рекламного тура продукции The American Gas Association. А когда их популярность спала, в 1975 году «The Blue Flame» просто продали за 10 тысяч долларов в институт технологии газопереработки, ранее принимавший участие в создании болида. О Габеличе спонсоры забыли еще раньше. В 1972 году, когда пилот сильно пострадал в аварии, ему даже не оплатили лечения. Так закончилась история смелого гонщика Гарри Габелича и его самой быстрой в мире машины, почти преодолевшей звуковой барьер.
«Budweiser Rocket» преодолевает звуковой барьер со скоростью 1190,344 км/ч в 1979 году
Болид « » стоимостью 900 тыс. дол., разработанный командой инженера Уильяма Фредерика, тоже представляет собой ракету на колесах, созданную для покорения звукового барьера на земной поверхности. Первоначальный вариант конструкции автомобиля предусматривал один жидкостный ракетный двигатель и два стартовых двигателя, работавших на твердом топливе. Фюзеляж машины длинной 12,1 метра выполнен из алюминия, за передним колесом (все колеса болида цельнометаллические) расположены баки с топливом и окислителем. После прохождения через катализаторы топливной системы из окиси водорода выделяется кислород, воспламеняющий жидкое топливо полибутадиен. Примерно за 20 секунд химической реакции создается фантастическая реактивная тяга до 11000 кгс. Перед решающим заездом инженеры пошли на серьезный риск, разместив над основным двигателем еще один, работающий на твердом топливе, дополнительный ракетный двигатель с тягой 2700 кгс, снятый с управляемой ракеты-снаряда «Sidewinder». После этого максимальная расчетная скорость машины массой 1476 кг составляла уже 1450 км/ч, а общая тяга достигала 13500 кгс!
Для рекордного заезда была подобрана идеальная 20-километровая трасса на высохшем озере Роджерс в южной Калифорнии, принадлежащая авиабазе ВВС США Эдвардс. Старт был назначен на 17 декабря 1979 года, в этот день температуре воздуха на трассе была -7°С, поэтому скорость звука составляла «всего» 1177.846 км/ч. Любопытно, что среди наблюдателей находился легендарный генерал ВВС США Чарльз Йегер. Именно он, еще в звании капитана, на реактивном самолете «Bell X-1» впервые в мире преодолел звуковой барьер в 1947 году.
Не смотря на многочисленные сложности и экспромты во время подготовки заезда, техника сработала надежно. Пилот Стэн Баррэт успешно прошел контрольный отрезок пути, выпустив тормозной парашют за 6,5 миль до благополучной остановки болида. Баррэту удалось поставить фантастический рекорд скорости в 1190.344 км/ч (739.66 миль в час), впервые опередив звук на 12,5 км/ч.
А вот дальше начались сложности с бюрократией. К сожалению, разработчики не озаботились приглашением на заезд специалистов из международных организаций для официальной фиксации и сертификации рекорда скорости. И хотя многие эксперты обращают внимание на ударные волны, заметные на фотографиях, а радары базы ВВС пусть и кратковременно, но зафиксировали нужную скорость, официальных лиц эти аргументы не удовлетворили. Существует версия, что болид просто не обладал достаточным запасом топлива и мощностью, поэтому превышение скорости звука хоть и произошло, но оказалось слишком кратковременным, чтобы быть зарегистрированным официально. В любом случае официального признания рекорд Budweiser Rocket так и не получил.
Новый официальный мировой рекорд скорости от Thrust2 в 1983 году
Следующим претендентом на преодоление звукового барьера стал автомобиль Thrust2, оснащенный мощнейшим турбореактивным двигателем. 4 октября 1983 года в пустыне Блэк-Рок (Невада, США) пилот Ричард Нобл на болиде развил скорость 1047.49 км/ч (650.88 миль в час) побив предыдущий официальный рекорд скорости. Его автомобиль был оснащен мотором Rolls-Royce Avon от English Electric Lightning F.3, который использовался с 1959 по 1988 годы. Что интересно, геометрия корпуса болида сильно отличалась от предыдущих претендентов на рекорд, зато колеса Thrust2 были цельнометаллическими, как и у «Budweiser Rocket».
Хотя новый официальный мировой рекорд скорости был установлен, звуковой барьер Ричарду Ноблу так и не покорился, поэтому англичанин начал работу над новым болидом, получившим имя Thrust SSC.
В 1991 году автомобиль Thrust2 был продан за 90 тысяч фунтов. Сегодня его можно увидеть в музее транспорта города Ковентри в Великобритании.
Thrust SSC - первый и единственный болид, официально преодолевший звуковой барьер в 1997 году
Длина Thrust SSC составляет 16,5 метров, ширина 3,7 метров, масса достигает 10,5 тонн. Болид оснащён двумя турбовентиляторными двигателями Rolls-Royce Spey суммарной мощностью в 110 тысяч лошадиных сил (82000 киловатт). Подобные двигатели устанавливались на некоторые самолеты F-4 Phantom II Королевских ВВС. При длине 16.5 метров, и массе 10.5 тонн, расход топлива этого монстра составляет порядка 18 литров в секунду. За 16 секунд Thrust SSC с нуля набирает скорость 1000 км/ч, рекордную скорость 1228 км/ч (766,097 миль в час) болид набрал за половину минуты.
За рулем болида находился пилот Королевских ВВС Энди Грин. Рекорд наземной скорости был установлен 15 октября 1997 года в пустыне Блэк-Рок (Невада, США), на специально подготовленной трассе длиной 21 км. Таким образом впервые за всю историю человечества управляемым наземным транспортным средством официально был преодолён звуковой барьер.
Первая версия гибридного болида Bloodhound SSC была показана в 2010 году на авиа-шоу в Великобритании. Разработчики под руководством все того же Ричарда Нобла планируют побить мировой рекорд скорости за 42 секунды, разогнав автомобиль до 1609 км/ч (1000 миль в час).
Свое имя Bloodhound автомобиль получил в честь ракеты, состоявшей на вооружении армии Великобритании несколько десятилетий. Сверхзвуковой болид Bloodhound SSC имеет длину 12,8 метра при весе 6,5 тонн. Машина оснащена сразу тремя двигателями: гибридным ракетным, реактивным двигателем Eurojet EJ200, которые обычно стоит на истребителях Eurofighter Typhoon, и 12-тицилиндровым V-образным бензиновым двигателем на 800 лошадиных сил. Каждый из этих двигателей предназначен для определенного этапа разгона автомобиля. Что интересно, колеса Bloodhound SSC изготовлены из алюминия и имеют диаметр почти один метр.
