Авианагревательные приборы и установки

Эволюция средств обогрева и приготовления пищи. Исторический обзор




Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский

Источник: Доцент Л.К. Хренов. Авианагревательные приборы и установки. ОНТИ НКТП СССР. Главная редакция авиационной литературы. Ленинград-Москва. 1936 г.


Классификация авианагревательных приборов и установок 

На рис. 18 дана составленная автором «классификация-характеристика» авианагревательных приборов, применяемых при заправке летательных машин перед полетом. «Классификация-характеристика» составлена так, что она обнимает одновременно наиболее существенные критерии, характеризующие авианагревательные приборы с различных точек зрення.

Из «классификации-характеристики» можно видеть, что в первую очередь авианагревательные приборы подразделяются в зависимости от их назначения на приборы для самолетов, гидросамолетов и дирижаблей. Детально классифицированы лишь авианагревательные приборы, предназначенные для обслуживания только самолетов. Это объясняется тем, что для дирижаблей, отчасти и гидросамолетов на сегодняшний день не выработало специфических аэронагревательных приборов.

Авианагревательные приборы для самолетов, как видно из «классификации-характеристики» подразделяются на следующие виды: 1) приборы для согревания воды и масла, 2) приборы для обогрева моторов воздушного охлаждения, 3) приборы для поддержания нужной температуры в остановленном моторе, 4) тепляки и 5) универсальные приборы.

По принципу применяемого нагрева авианагревательные приборы подразделяются на: огневые, паровые, электрические, каталитические и смешанные. Следовательно уже здесь мы можем констатировать разнообразие применяемых принципов обогрева.

По внешней окружности «классификации-характеристики» расположены кружки, характеризующие авианагревательные приборы с точки зрения подвижности. С этой точки зрения авианагревательные приборы и установки подразделяются на: стационарные, подвижные, с централизованной раздачей воды и масла, бортовые, моторные (нагревательный прибор помещается внутри мотора). Следовательно и здесь мы наблюдаем разнообразие принципов осуществления авианагревательных приборов.

Остальные детали построения «классификации-характеристики» будут выяснены после ознакомления с конструкциями авианагревательных приборов.

 

Водомаслогрейки простейшего типа

Наиболее примитивным устройством водомаслонагревателя является обыкновенный кухонный очаг с вмазанным в него баком для нагревания воды.

Масло согревается в бидонах, устанавливаемых в противень с водой (или в бак), причем сам противень располагается на плите очага. Это примитивное устройство находит еще применение на наших аэродромах.

Конечно технические качества описанного устройства весьма не высоки. Если отнести к полезному теплу и то тепло, которое идет на обогрев помещения, то коэффициент полезного действия установки в практической эксплуатации не превышает 25—30%, если же коэффициент полезного действия взять лишь в отношении нагрева воды и масла, то он не превысит 10%. Недостатками описанного устройства являются пожарная опасность и потери в масле, имеющие место при разливе его по малым бидонам. Конечно подобная «установка» не может удовлетворить современным техническим требованиям и в практике недопустима.

Однако, несмотря на явную неудовлетворительность описанной установки, она играет некоторую роль в нашей практике. Это обстоятельство объясняется прежде всего, низким уровнем земного оборудования некоторых наших аэродромов на сегодняшний день. Конечно применение столь несовершенных устройств, как описанное, может быть терпимо лишь и виде исключения и при реконструкции ГВФ должно быть, изжито в ближайшую пятилетку.

В полевых условиях применение примитивных авианагревательных приборов является неизбежным. Воду и масло греют на кострах, на примусах и т.п. С успехом применимся установка из двух бензобочек различного диаметра, вставленных одна в другую, как показано на рис. 19. В большей бочке отнимается одно из днищ и прорубается дверца. В меньшей бочке отнимается также одно из днищ. Меньшая бочка держится на двух ломах, пропущенных сквозь стенки наружной бочки. Для уменьшения теплопотерь установка обсыпается землею. Подобная установка применялась летчиками — героями Союза CСР — в Ванкареме при спасении челюскинцев, а также Ляпидевским после аварии у острова Колючина.

Водомаслонагревательная установка с использованием бочки из под бензина и масляных бидонов. Следующей ступенью развития аодомаслонагревательных установок может служить пример установки на аэродроме при ст. Макушино. Как видно из рис. 20. установка состоит из двух простейших цилиндрических котлов для подогрева воды и маслогрейки (рис. 20) с самостоятельной топкой. Простейшие цилиндрические котлы сделаны из бочек, в которых продается бензин, путем их обмуровки и устройства соответствующего топливника.

Рис. 19. Полевая водомаслогрейка.

 

Рис. 20. Водогрейная установка из бензобочек.

 

Масло подогревается опять-таки в тех же масляных бидонах, в которых оно поступает на аэродром. Как видно из рис. 21, масло в бидонах спускается в квадратные в плане металлические резервуары, заполненные водою; резервуары вмазаны в обмуровку, причем первый из них находится непосредственно над колосниковой решеткой, второй же расположен в дымоходе. Пламенный порог так расположен, что газы омывают как первый, так и второй резервуары с водою.

Достоинства установки заключаются в доступности устройства подобной водомаслогрейки в любых условиях в кратчайший срок, учитывая, что бочки из-под бензина и бидоны из-под масла найдутся на любом аэродроме.

Недостатки установки заключаются в невысоком коэффициенте полезного действия, что объясняется малоразвитой поверхностью восприятия тепла котла и резервуаров с водою по сравнению с поверхностями восприятия тепла обмуровки. Это же обстоятельство отражается и на времени подогрева воды и масла.

Подобной описанной маслогрейкой пользовались герои Советского Cоюза летчики Ляпидевский и др. при спасении челюскинцев в Уэлене, куда, были доставлены бочки из-под под бензина и силами самого экипажа была сооружена водомаслогрейка.

Расход горячей воды в день достигал 14 ведер; наружная температура была —35°. Несмотря на это водомаслогрейка из бензиновых бочек вполне справлялась с потребностью в горячей воде и масле.

Описанная установка, конечно, не должна устраиваться на аэродромах со сколько-нибудь развитым движением самолетов, однако на посадочных площадках она обладает несомненными достоинствами, так как, требуя лишь незначительных капиталовложений, даст выход из положения; коэффициент полезного действия и время подогрева масла на посадочных площадках по существу особой роли не играют, если принять во внимание, что пользование водомаслогрейкой происходит довольно редко.

Рис. 21. Маслогрейная установка из маслобидонов.

 

 

Аппараты для обогрева воды 

Кипятильники для воды. Так как нагревание воды производится для многочисленных промышленных и бытовых целей, то вполне понятно, что существуют весьма совершенные, кипятильники и котлы, которые можно с успехом применять для нагревания, воды, идущей для заправки самолетов. Поэтому весьма естественно идти по линия применения уже испытанных аппаратов для нагревания воды для нужд аэродромов и лишь для нагревания масла конструировать новые аппараты.

Кипятильники «Вулкан» и «Титан». Опишем здесь весьма распространенные и высококачественные кипятильники системы «Вулкан» и «Титан».

Кипятильники «Вулкан» и «Титан» и им подобные изготовляются как с огневой , топкой, так и с паровым змеевиком. На аэродромах более удобно применение кипятильников с огневой топкой. На рис. 22 изображен в разрезе кипятильник «Вулкан» с огневой топкой, системы Якова Борю, тип В, модель 1927 г.

Как видно из рис. 22, топливо сгорает на решетке 1, горячие газы омывают стенки батареи 2, а затем стенки трубы 3. Поверхность восприятия тепла и поверхность нагрева весьма развиты, принимая же во внимание, что батарея делается из красной меди, легко понять, что эффективность аппарата в отношении нагрева весьма высока.

Вода, находящаяся на уровне 1—1, который регулируется шаровым краном, при нагревании занимает более высокое положение и при кипячении выбрасывается живой силой пузырьков воздуха и пара через цилиндр 4 в разборный бак 5. Пароотводная труба 10 отводит пар из разборного бака в конденсационную камеру 11, таким образом скрытая теплота пара используется для подогрева воды в приемной коробке 8, после чего конденсат отводится в канализацию по трубе 13. Переливная труба 12 не дает возможности подняться уровню воды в приемной коробке 8 и следовательно в перекидной трубе 9 выше уровня 1—1, так как приемная коробка и водяное пространство кипятильника сообщается питательной трубой 14. По мере, расходования воды через кран 6 кипятильник пополняется автоматически из водопровода или из особого запасного резервуара через шаровой край 7 с шаром 15.

Рис. 22. Кипятильник «Вулкан». 

Описанный кипятильник топится дровами, торфом и каменным углем, а при некоторых приспособлениях может работать и на жидком топливе. В приложении XI помещена таблица с данными из каталога о кипятильниках «Вулкан» Ленинградского завода того же названия.

Паровой кипятильник отличается от кипятильника с огневой топкой лишь тем, что вместо отсутствующей топки и батареи в водяном пространстве кипятильника, имеется паровой змеевик. В приложении ХII помещены данные из каталога о паровых кипятильниках Вулкан.

Таблица 9 (данные таблицы опытным путем получены автором)

Расход топлива и коэффициент полезного действия различных кипятильников

Название кипятильника

Расход дров на

1 литр кипятка в кг

Практический

коэффициент

полезного действия

1

«Вулкан»

0,059

0,48

2

«Титан»

0,061

0,47

3

«ХХ век»

0,079

0,36

4

«Победа»

0,080

0,35

 

В приложении X и XIII помещены инструкция к пользованию и уходу за кипятильником «Титан» и Правила пользования и уход за кипятильником «Вулкан».

Для подогрева воды с успехом можно использовать любой водогрейный или паровой котел. Наиболее удобными по габаритным размерам и поверхности нагрева для этой цели являются чугунные секционные котлы: котел Замбо; Лашапелля, Шухова и др. Данные об этих котлах можно найти в справочниках, курсах паровых котлов и курсах «Отопления и вентиляции». 

 

Водомаслонагревательные установки 

Установка инж. Иовлева. Установка инж. Иовлева состоит из водогрейного или парового котла I (рис. 23), одной или нескольких маслогреек II, сборника отработавшей коды и аккумулятора горячей воды III. При отсутствии водопровода необходимо установку дополнить резервуаром холодной воды IV, по объему достаточный для дневного расхода воды.

Рис. 23. Схема водомаслонагревательной установки инж. Иовлева.

 

Действий установки сводится к следующему: котел I заполняется через подготовительную коробку 1 водой из водопровода или резервуара IV, масло заливается в баки II непосредственно через крышки вверху их, после чего установка может считаться готовой к действию. Горячая вода из котла I по змеевикам 2 переходит внутри баков II и согревает масло. Из змеевиков вода под напором, равным высоте уровня в подготовительной коробке 1, поступает в бак III, откуда горячая вода перекачивается ручным насосом в резервуар V. Котел можно питать только из бака IV (или водопровода), перекрыв кран 4, или смесью горячей и холодной воды из баков IV и V при открытых кранах 4 и 5 и при помощи двух шаровых кранов, находящихся в подготовительной коробке 1. Разбор масла производится через краны 6 и воды черта краны 7.

Маслогрейный аппарат, так же, как и аппарат для нагревания, воды, желательно иметь вылуженный или оцинкованным изнутри.

Масло является защитой металла от коррозии, тем не менее оно само окисляется при соприкосновений в горячем состоянии с железом или медью и делается негодным для заправки авиамоторов. В аппаратах для нагрева воды лужение и оцинкование необходимо во избежание появления коррозии, следствием каковой является в данном случае не только уменьшение срока службы аппарата, но и недопустимое загрязнение воды окислившимся железом (ржавчиной).

Необходимо обратить внимание на то, что железо следует оцинковывать, а медь лудить. С теоретической стороны это положение оправдывается электрохимической теорией коррозии. В согласии с моей теорией при нарушении цельности защитного слоя, предохраняющего основной металл от коррозии, между основным и защитным металлами начинается явление, гальванического тока, причем вода играет роль электролита. Под действием гальванического тока менее «благородный» металл играет роль анода, а более «благородный» — катода. На аноде происходит растворение металла, при этом оно сосредоточивается лишь в точке повреждения защитного слоя, если менее «благородный» металл является основным, а более «благородный» защитник. Если же защитный слой является менее «благородным», то явление разложения, происходящее на аноде, т.е. в защитном слое, распространяется на всю поверхность защитного слоя металла. Поэтому разъедание, защитного слоя протекает весьма медленно.

Из изложенной теории становится ясным, что лужение железа нерационально. Железо по отношению к свинцу, входящему в состав полуды с оловом в отношении 2:1, является менее «благородным» металлом, поэтому растворение будет происходить в глубь железа в месте повреждения защитного слоя. В оцинкованном железе роль анода играет цинк, а роль катода железо, поэтому при повреждении защитного слоя растворяется и вся поверхность защитного слоя, и явление растворения протекает медленнее.

Лужение железа дороже и труднее оцинковки, учитывая же недолговечность полуды как защитного слоя, лужение железа вообще не следует применять.

Рис. 24. Котел к установке инж. Иовлева.

 

Оцинковка должна производится слоем достаточной толщины, что определяется расходованием 300 г цинка на 1 м2 покрываемой поверхности.

Котел (рис. 24) по опускным дымооборотам напоминает кипятильник «Вулкан». Жаровая труба (верх топочной шахты) делается из цветного металла для лучшей теплопередачи и снабжена рядом поперечных патрубков подобно котлу Шухова. Котел снабжен смесительной коробкой. Котел изготовляется Ленинградским заводом «Вулкан». Конечно вместо специально изготовленного котла, можно для данной установки употребить любой стандартный котел, оборудовав его подготовительной коробкой. Шаровые краны можно установить так, что они будут подавать, воду как горячую, так и холодную равномерно или же в той или иной пропорции.

Детальное устройство маслонагревателя видно на рис. 25. Маслонагреватель представляет coбoй двустенный цилиндрический бак, пространство между стенками которого засыпается пробковой мелочью или другим хорошо теплоизолирующим веществом. Таким же образом изолируются дно и крышка бака.

Емкость бака равна 250 литрам. В баке помещен луженый змеевик из медной трубы l¼ ", поверхность нагрева которого равна 2 м2.

Для того чтобы масло лучше прогревалось необходимо перемешивать, что в данном случае достигается мешалкой, изображенной на рис. 26. Мешалка довольно сложного вида делается медной, луженой. По идее автора мешалка такой формы должна не только создать перемешивание масла, но создать противоток масла в отношении движения горячей воды по змеевику. Мешалка вставляется в середину змеевика и вращается при помощи рукоятки вручную.

 

Рис. 25. Маслонагреватель инж. Иовлева.

Рис. 26. Мешалка для масла.

 

Водомаслогрейка «Вулкан». На рис. 34 изображена водомаслогрейка системы Я.С. Борю. Как видно из рисунка, в этой конструкции сохранены основные черты кипятильника того же автора в отношении формы огневой батареи и направления движения газов, однако имеется и существенное отличие этой конструкции от водяного кипятильника, заключающееся в отсутствии двух резервуаров для некипяченой воды и кипятка.

Вода заполняет особою все пространство I и омывает топочную батарею, получая от нее тепло и передавая часть его масляному баку II. В масляном баке имеется мешалка.

Недостатками описанной конструкции являются несоответствие объемов воды и масла, а также поверхностей нагрева топочной шахты и поверхности восприятия масляного бака. С этой точки зрения описанную конструкцию следует отнести к малоудовлетворительным, однако самый принцип подогрева воды и масла в одном кипятильнике заслуживает особого внимания. При увязке поверхностей нагрева огневой батареи и поверхности восприятия тепла масляного бачка описанная конструкция должна дать хорошие результаты.

Подобную мысль тот же автор Я. Борю совместно с К. Николаевым осуществили в конструкции водомаслогрейки, описанной далее.

Водомаслогрейка системы Я. Борю (рис. 35) состоит из корпуса 1, покоящегося на постаменте 2 и заключающего в нижней своей части топочную камеру 3 с. решеткой 4. Над топкой корпус перегорожен диафрагмой 6, имеющей три перекидные трубки 5. С наружной стороны корпус охвачен обичайкой 7 с дымоходным патрубком 8. Сверху корпус имеет четыре отверстия, куда вставляются четыре масляных бака 9. На стороне, противоположной дымоходному патрубку, укреплена приемная коробка 10 с заключенной в ней конденсационной камерой 11 и идущими от нее питательным трубопроводом 12, пароотводной трубой 13, компенсационные штуцером 14 и конденсационной трубкой 15.

Приемная коробка соединяется с водопроводом через шаровой кран 14. Аппарат имеет кран 18 для разбора кипятка и кран 17 для разбора подогретого масла. На рисунке масляных кранов показано три, но число их может изменяться в соответствии с требованиями эксплуатации.

На том же рис. 35 изображен масляный съемный бак, вставленный в термос. Последний состоит т наружного корпуса 22 (с ручками 21), внутреннего корпуса 23, заключенной между ними засыпки из теплоизолирующего материала 24 и крышки 19 с задрайками 20.

Риc. 34. Водомаслогрейка «Вулкан».

 

Действие водомаслонагревателя состоит в следующем. По наполнении аппарата водою, через шаровой край 16 в топочной камере 3 на решетке 4 разводится огонь. Топочные газы (см. на рис. направление стрелок) направляются в дымовой канал, образуемый корпусом 1 и обичайкой 7, и нагревают воду, находящуюся между топнкой 3 и корпусом 1. При кипении пароводяная эмульсия перебрасывается через перекидные трубки 5 в пространство над диафрагмой 6. При перебрасывании кипящей воды уровень в приемной коробке 10 опускается, давая тем самым возможность открытия шаровому крану 16 для дальнейшего питания водой. Таким, образом достигается непрерывное действие аппарата в отношении нагревания воды.

Кипящая вода и пар, выделяющийся из нее, обогревают масляные баки 9. Излишек пара через пароотводную трубу 13 поступает в конденсационную камеру 11, где, охлаждаемый свежей водой, конденсируется и стекает в канализационный трапп по конденсационной трубке 15.

Рис. 35. Водомаслогрейка системы Я. Борю и К. Николаева.

 

Для уравнивания давлений в приемной коробке 10 и паровом пространстве корпуса 1 установлен компенсационный штуцер 14, а крышка приемной коробки герметично прилегает к корпусу коробки 10.

Разбор кипятка производится через кран 18. Нагретое до требуемой температуры (60°—80°), масло разбирается или через краны 17 или целыми бачками, взамен которых вставляются новые с холодной порцией масла.

Объем каждого масляного бачка равен 50 литрам, причем в один час, по подсчетам Я. Борю, может быть подогрето, до требуемой температуры две порции масла, поэтому общая производительность 400 литров в час. Производительность в отношении воды 1200 л\час.

Рассмотренная конструкция обладает несомненными достоинствами, к каковым следует отнести:

1) В одном аппарате объединено как нагревание воды, так и масла.

2) Сильно развита поверхность нагрева, что обеспечивает быстрый нагрев воды.

3) Вода в кипятильник подается подогретой.

4) Масло нагревается в четырех бачках, что весьма удобно в эксплуатационном отношении, позволяя одновременно подогревать различные сорта масла или масла, проработавшие различное количество часов. 

 

Глава IV

Подвижные авианагревательные аппараты 

При заправке самолетов горячей водой и горячий маслом затруднения сводятся не только, к согреванию этих сред; доставка горячей воды и горячего масла к месту заправки представляет собой сложный вопрос, особенно при больших размерах аэродромов.

С этой точки зрения весьма интересны подвижный авианагревательные аппараты, позволяющие транспортировать горячую воду и масло непосредственно к месту заправки самолетов.

 

Походная водомаслогрейка А.П. Гончарова (заявочное свидетельство от 30 сентября 1932 г. зa № 7660)

 

Рис.36

Походная водомаслогрейка (рис. 36) представляет собой специальный прибор для нагревания воды и масла, смонтированный на особом шасси.

1. Котел 1 из железа 1,75 мм разделен перегородкой на две чаем, из которых верхняя часть представляет резервуар 9 емкостью в 200 л для подогревания масла.

Резервуару дана форма, позволяющая подогревать масло не только налитое в него, но и в установленных шести масляных бидонах 10. Нижняя часть котла занята топкой.

2. Топка 2, состоящая из жаровой трубы (из железа в 2,5 мм), дымовой коробки 11 и ряда дымогарных труб (диаметром 50 мм) для обратного хода продуктов горения, охватывается в наружном конце труб особым кожухом 13, собирающим дымовые газы и отводящим их в дымовую трубу 14. Дымовая труба сделана на шарнире и при движении для удобства откидывается и укрепляется вдоль корпуса маслогрейки.

3. Резервуар 3 емкостью 300 л для подогрева предназначенной к разбору в самолеты воды расположен выше топки таким образом, что при полном разборе воды из резервуара через разборный кран, поверхность топки остается под уровнем воды, давая возможность продолжать нагревание для прогрева водяного резервуара.

Резервуар соединен с котлом двумя или несколькими трубами, расположенными в верхней и нижней части котла, дающими возможность прогревать его при помощи циркуляции воды в котле и резервуаре.

4. Насос 4 (Альвейдера № 3) во избежание замерзания установлен со всеми ведущими к нему трубопроводами на задней стенке котла и дает возможность перекачивать воду из резервуара в котел для подачи ее оттуда помощью приключенного к штуцеру 6 шланга непосредственно в радиаторы самолетов.

Как котел с маслогрейкой, так и резервуар окружены теплоизолирующим материалом и охвачены деревянной обшивкой, стянутой обручами. Шасси для удобства передвижения с одной стороны помещается на ось с колесами или снеговыми лыжами (по потребности), а с другой стороны снабжено разборной подпоркой 8, при движении раскладывающейся и представляющее собой крюк, для укрепления водомаслогрейки к везущему экипажу.

Водомаслогрейка работает с открытым штуцером 6, к которому присоединяется шланг. Для очистки котел имеет внизу люк 7.

При полном заполнении резервуара 3 водой на штуцер 6 навертывается добавочная трубка с расширенным концом, уравнивающая уровень воды в котле и резервуаре и служащая также воронкой при наливании.

Водомаслогрейка снабжается термометром 15.

На рис. 37 дан общий вид аппарата.

Маслогрейки Гончарова имеют большое распространение. Одна из водомаслогреек Гончарова применялась в Ванкареме при спасении челюскинцев.

К месту работы маслогрейка была доставлена А. Ляпидевским из бухты Провидения па самолете АНТ-4 (маслогрейка была привязана к фюзеляжу самолета).

Водомаслогрейка А.П. Гончарова легкого типа образца 1934 г. Прибор состоит из следующих частей (рис. 38 и 39):

1) Основной корпус состоит из обичайки 16, имеющей с обеих сторон фланцевые кольца 46, которые крепят вводимые в корпус: с одной стороны топку 15 и с другой — маслогрейку 23.

2) Сам корпус заполняется водой через горловину 41 в верхней части или на стороне, где находятся краны.

3) Топка представляет собой жаровое пространство с рядом обратных ходов для продуктов горения (в виде овальных труб 5), огневую коробку, и дымовую коробку, к которой на шарнире укреплена дымовая труба.

4) Маслогрейка сконструирована в виде закрытого резервуара, введенного в водяное пространство котла; упомянутый резервуар крепится к фланцам обичайки. Такое крепление дает возможность легкой разборки котла и осмотра маслогрейки и топки и ремонта их. Для перекачки горячей воды в моторы, маслогрейка снабжена насосом (ручным или с механическим приводом) и шлангами. Маслогрейка снабжена также и разборными кранами.

Прибор окружен теплоизолирующими материалами и охвачен деревянной обшивкой из шпунтового теса. Стянутый обручами корпус маслогрейки укрепляется на шасси, которое может быть установлено как на лыжный (санный) ход, так и на колеса.

Для поддержания нужной температуры воды и масла вблизи самолетов, где топку производить нельзя, водомаслогрейка снабжена в нижней части котла добавочным электроподогревателем 22. Для приведения в действие насоса, подающего воду в моторы самолетов, водомаслогрейка снабжается электромотором.

Электрической частью, т.е. нагревателем и мотором, снабжаются лишь водомаслогрейки, предназначенные работать на аэропортах, где имеется электроэнергия. Маслогрейки, предназначенные к работе совместно по нескольку штук, для обслуживания ряда крупных самолетов, снабжены прицепным устройством спереди и сзади для тракторной тяги цугом. В целях лучшего сохранения корпуса маслогрейки, в летнее время деревянная обшивка ее обшита кровельным железом, что предохраняет ее от растрескивания от солнца и промокания от дождей и сохраняет теплоизоляцию.

Шасси в зависимости от условия службы строится или металлическое, или же обычного типа саней.

На рис. 38 и 39 видны следующие детали: 1 — складная труба с дефлектором, 2 — управление заслонками верхних жаровых труб, 3 — опоры колосниковой решетки, 4 — заслонка верхней жаровой трубы, 5 — жаровая труба, 6 — опорный брус, 7 — выдвижная дверца, 8 — ящик для ведер, шлангов и инструмента, 9 — корпусная дымовая коробка, 10 — заднее прицепное устройство, 11 — дверцы топки, 12 — дверца поддувала, 13 — крепление задней оси колесного хода, 14 — колосниковая решетка, 15 — топка, 16 — обичайка, 17 — общий стержень тягового устройства, 18 — внутренняя дымовая коробка, 19 — опора дымовой коробки, 20 — изоляция из толя и войлока, 21 — шпунтовая досчатая обшивка, 22 — электроподогреватель, 23 — масляный бак, 24 — разборный щит воды и масла, 25 — спускной отвод для воды, 26 — ручной насос, 27 — крепление передней оси колесного хода, 28 — сани, 29 — переднее тяговое устройство, 30 — камера электроподогревателя, 31 — отвод ручного водоразбора, 32 — проходной кран к приводной помпе, 33 — приводная помпа, 34 — эластичная муфта, 35 — штепсельный щиток, 36 — электромотор, 37 — растяжка к саням, 38 — колесный ход, 39 — кран проходной ручного водоразбора, 40 — кран маслоразбора, 41 — воронка для налива воды, 42 — то же для масла, 43 — трехходовой кран для разбора горячей воды, 44 — отделение моторной установки, 45 — прокладка картонная, 46 — фланец, 47 — ящик для дров.

При применении подобной водомаслогрейки в обычных условиях к ее недостаткам следует отнести худшие условия работы подвижного котла по сравнению со стационарной установкой и лишнюю транспортировку топлива.

Сравнивая модели 1927 и 1934 года, следует отметить, что в модели 1934 имеется ряд конструктивных улучшений, однако замена круглых дымогарных труб эллипсоидальными недостаточно обоснована.

А. П. Гончаров представил в наше распоряжение следующие цифры испытания его маслогреек:

1) Модель 1934 г. — масла 140л, воды 380 л нагреваются в 34—35 минут.

2) Старая модель — масла 80 л, воды 180л, нагреваются в 40—50 минут.

(См. Приложение IX — Инструкция для эксплуатации маслогрейки А.П. Гончарова).

Рис. 37. Общий вид одной из водомаслогреек А.П. Гончарова. 

 

Огневая водомаслогрейка системы Л.К. Хренова (типа «Zwieky») (конструкция разработана совместно с инж. А.В. Леонтьевым) 

Огневая водомаслогрейка, и отличие oт применяемых до сего времени в СССР, сконструирована с применением нагрева голым огнем как воды, так и масла. Этот метод нагрева не применялся потому, что у нас, распространено и упорно держится среди специалистов мнение о том, что авиационные масла можно нагревать средами, имеющими температуру не выше 100°. Экспериментальная работа НИАИ (под руководством В.И. Карцова) показала, что при нагревании масла стенками, имеющими температуру в 200° в продолжение 6 часов, в нем кроме незначительных следов нагара в местах соприкосновения с воздухом и нагреванием никаких изменении не наблюдается.

Подтверждение этому мы нашли и в заграничных источниках. Далее помещается описание, огневой маслогрейки, изготовленной фирмой Zwieky; в этой маслогрейке масло согревается голым огнем через стенку из асбеста и металла.

В маслогрейках температура регулируется толщиной слоя асбеста в дымогарных трубах таким образом, чтобы она не поднималась выше 200°. В большинстве же случаев заграничные маслогрейки работают при температуре нагревающей поверхности в 160°.

Имея такое подтверждение возможности нагрева масла голым огнем, нам следует эту возможность широко использовать, так, как непосредственный нагрев масла, значительно более прост и выгоден, чем нагрев при помощи водяной или паровой бани.

Конструкция водомаслогренки (рис. 40) в основном состоит в следующем.

На самолетных лыжах монтируется дымогарный котел, состоящий из двух цилиндров; горизонтального 1 для воды и вертикального 2 для масла. Цилиндры имеют по восемь дымогарных труб. Между собою цилиндры соединяются дымовой коробкой 3. Водяной цилиндр имеет топку 8, в которую вводятся горелки двух паяльных ламп. Поверх масляного цилиндра имеется дымовая коробка 4, соединяющаяся с дымовой трубой, откидывавшейся на шарнире. Дымовая труба заканчивается дефлектором.

Весь аппарат заключается в кожух из кровельного железа, причем вверху образуются шкафчики для хранения шлангов. Для уменьшения температуры дымогарные трубы изнутри изолируются асбестом.

Вода подается на самолет ручным насосом 9 или разбирается черва кран 11; из самолета при прогреве мотора вода возвращается по шлангу через патрубок 13. Масло разбирается через кран 16.

На рис. 40 видны следующие детали: 1 — котел водяной, 2 — котел масляный, 3 — дымовая коробка, 4 — дымовая коробка сборная, 5 — дымовая труба, 8 — топка, 9 — насос, 10 — дышло, 11 — разборный и сливной кран, 13 — штуцер для обратного шланга, 14 — амортизатор, 15 — дымовой патрубок, 16 — кран для разбора масла, 17 — ось, 18 — лыжи, 19 — дефлектор, 20 — крышка, 21 — изоляция асбестовая, 22 — изоляция, 23 — дымогарные трубы, 24 — кожух съемный, 25 — обратный шланг, 26 — шланг для горячей воды, 27 — стенки наружного ящика, 28 — подставка под котел.

Емкость аппарата: воды 90 литров, масла 40 литров.

Рис. 40. Огневая водомаслогрейка системы Л.К. Хренова.

 

Потребность в тепле при нагреве от 0 до 80°,

Q = 90•80•1,00•1,00+40•80•0,5•0,95 = 8720 кал.

При коэффициенте полезного действия 0,5 и времени нагрева 1 час потребуется в течение часа сжигать около 2 кг бензина, что и осуществляется двумя паяльными лампами.

Теплопередача от продуктов горения бензина к воде будет весьма интенсивна, поэтому ее можно принять

k=18000 кал/м2/час;

а для масла вдвое меньше, ввиду большой вязкости масла и значительно более низкой температуры газов, т.е:

k=9000 кал/м2/час.

Поверхность нагрева для воды:

F1= 7200:18000=0,4 м2

а для масла

F2= 1520:9000=0,17 м2.

 

Останавливаемся на дымогарных трубах Æ38 мм, поверхностью в 0,119 м2 тогда длина труб будет:

l2=0,17:0,119=1,5 м

При длине водяного бака в 0,5 м дымогарных труб получается 8 шт., а при длине масляного бака в 0,5 м имеем 3 шт. дымогарных труб. Однако для отвода газов, а также принимая во внимание необходимость понижения температуры стенок дымогарных труб в масляном баке, изолированные изнутри листовым асбестом количество трубок доводим до 8 шт., как и в водяном баке. 

 

Маслогрейка системы инж. Репина

(по типу Zwieky) 

Масло нагревается в сварном железном баке (рис. 42) с толщиной стенки 2 мм. Горячие газы проходят по дымогарным трубкам, расположенным по трем концентрическим окружностям.

Всего трубок 16 штук. В верхней части бака имеется смотровой люк.

Цилиндрический масляный бак поставлен нижней частью внутрь цилиндрической огневой коробки на кронштейны. К огневой коробке приварен топочный цилиндр.

Рис. 42. Огневая маслогрейка системы инж. Репина.

 

Горелка паяльной лампы вставляется и решетку, укрепленную к подвижному топочному цилиндру. Один топочный цилиндр сделан подвижным, для того чтобы не допускать горения газов в огневой коробке (предполагается, что горение в основном происходит в топке). При очень длинном пламени горелки подвижной цилиндр вместе с горелкой можно выдвигать относительно неподвижного и тем самым увеличивать длину топки.

Для того чтобы горелку можно было разжигать при любом состоянии погоды, она защищена кожухом, укрепленным к решетке, одна сторона которого для легкого доступа к горелке, может быть снята. При необходимости горелку из решетки можно легко вынуть.

Сверху на бак ставится дымовая коробка с трубой для сбора и отвода газов в атмосферу.

Для подачи горячего масла на самолет установлен насос «Новая Иматра» № 1, с производительностью 0,8—1 м3 в час.

Для осуществления искусственной циркуляции сделаны 2 трубопровода: всасывающий и напорный, снабженные трехходовыми кранами. При нагревании краны соответственно перекрываются, и насос одновременно всасывает и подает в бак. При невозможности залить масло в бак помощью насоса, предусмотрено наливное отверстие Æ76 мм. Для измерения температуры нагреваемого масла на всасывающем трубопроводе поставлен термометр. Бак, насос и трубопровод отепляются войлоком (на рисунке не показано). Дымогарные трубы и дно масляного бака изолируются листовым асбестом.

Шланг длиной 7 м размещается вокруг дымовой коробки на скобках, видных на рисунке.

Рис. 43. Подвижной термос-подогреватель Барановского.

 

 

Подвижные термосы-подогреватели 

Ниже рассмотрим ряд подвижных водомаслогреек, в которых вода и масло нагреваются от стационарного котла. После, нагрева аппарат выполняет функции термоса, транспортирующего воду и масло к месту заправки самолетов. Ввиду этого мы эту категорию аппаратов назвали «подвижные термосы-подогреватели».

Подвижной термос инж. Барановского (рис. 43). Термос имеет объем в 320 л и состоит из цилиндрического бачка 1 из оцинкованного железа, заключенного в деревянный кожух 2, причем между железным бачком и кожухом оставляется воздушный прослоек 3 или прослоек из другого плохого проводника тепла.

Внутри бачка имеется мешалка 4 весьма простая по устройству, приводимая в движение рукояткой 5 через зубчатые шестерни 6. Термос, внутри имеет паровой змеевик 7, соединяемый в нужный момент с паровой трубой стационарного парового котла одним концом и другим с конденсационной магистралью. Термос укрепляется на раме 8, снабженной осями 9, на которые могут быть поставлены пневматические колеса 10 или лыжи 11. Тележка имеет дышло 12, за которое передвигается двумя людьми или механической тягой. Тележка снабжена, гибким шлангом 13 для подачи масла в самолет: гибкий шланг хранится на катушке 14. Тележка имеет ручной насос 15 для подачи масла из термоса через гибкий шланг в самолет.

По техническим условиям в описанном термосе-подогревателе масло должно согреваться в течение двух часов от tн = +15° до tк = +85; при стоянии термоса на морозе температура масла не должна падать более чем на 15—10° в час.

Подобный же термос-подогреватель может с успехом применяться для подогрева воды, сохранения, развозки и заправки самолетов.

Применение подвижного термоса-подогревателя весьма удобно в деле заправки самолетов зимой, так как транспорт масла и воды значительно облегчается. Поэтому, повидимому, на сегодняшний день стационарная паровая установка (паровой котел) и ряд подвижных термосов-подогревателей может обслужить и наиболее загруженный в отношении движения самолетов аэродром.

Термос-подогреватель инженера П.Н. Меньшина (работа проведена под руководством Л.К. Хренова). Термос (рис. 44) сконструирован для подогревания воды и масла. Вода подогревается в большом баке при помощи пароструйных элеваторов (на рисунке не видны), масло согревается в меньшем баке паровым змеевиком. Термос оборудован масляным и водяным насосами и шлангами. В водяном баке, имеется сигнальная трубка, не позволяющая подняться воде выше определенного уровня при ее заливке в бак; при начале нагрева эта сигнальная трубка перекрывается снизу вентилем, и конденсат из парового элеватора имеет возможность скапливаться в баке до верхней крышки. В масляном баке имеется мешалка, приводимая в движение ручкой, надеваемой на четырехгранную головку оси мешалки. Емкость водяного бака 200 л и масляного 120 л.

Тем же конструктором подобный термос спроектирован для емкости в 620 л воды и 320 л масла. Время нагрева в обоих случаях одно и то же — 2 часа.

Риc. 44. Подвижной термос-подогреватель инж. Меньшина.

 

Термос подогреватель инж. И.И. Иванова. Эта конструкция разработана б. слушателем НИГВA под руководством Л.К. Хренова. Термос вмещает 150 кг воды и 75 кг масла и может обслуживать самолет: один П-5 плюс один — У-2, один самолет К-5. Вec термоса с водой и маслом 475 кг.

Термос состоит из бака, разделенного, стенкой на водяной и масляный отсеки (рис. 45).

Масло подогревается через разделяющую стенку водой и паровым змеевиком. Вода согревается непосредственным вводом в нее пара с давлением в 0,2 атм. при помощи пароструйного аппарата, а также конденсатом, поступающий из змеевика, обогревающего масляный отсек — в этом оригинальность конструкции. Гибкий шланг или отросток паровой трубы от котла соединяется с трубой, через которую может подаваться пар в змеевик для обогрева масла и в пароструйный аппарат. Конденсат из змеевика подводится к засасывающему патрубку пароструйного элеватора, что способствует созданию вакуума в конденсационной части змеевика. Однако напора пара вполне достаточно, чтобы протолкнуть конденсат через змеевик без помощи парового элеватора.

Рис. 45. Подвижной термос-подогреватель инж. Иванова.

 

 

Бортовые обогреватели 

Для обогревания моторов с воздушным охлаждением применяется чехол, в который подается теплый воздух или продукты сгорания топлива. Чехлы могут применяться и для поддержания нужной температуры во время вынужденной или намеренной непродолжительной посадки самолета, когда не имеет смысла освобождать систему смазки и систему, охлаждения от масла и воды.

Подобные устройства могут быть использованы как бортовые приспособления. Они представляют собою чехол, со складывающимся металлическим цилиндром, в который вставляется мощный примус, обогревающий авиамотор продуктами горения. Для устранения попадания искр в чехол служит металлическая сетка.

Большим недостатком описанной конструкции является ее пожарная опасность. Из опыта эксплуатации описанных чехлов-обогревателей известен случай перегрева и взрыва примусов.

Значительные улучшения в этом отношении вносят последние конструкции подобного рода. В них горелка паяльной лампы отдалена от бензинового резервуара на значительное расстояние, причем только горелка помещается под чехлом, резервуар же находится снаружи, охлаждаясь атмосферным воздухом.

На рис. 92а, б дана схема описанного обогревателя. Подогрев производится тремя примусами с горелками «Гекла». Установка смонтирована на доске, помещаемой на санях. Корпус обогревателя, сделан с двойными стенками из кровельного железа. В корпусе имеются дверцы для ввода горелок и зажигания. Корпус обогревателя перекрыт сеткой в виде конуса и протвенем, предохраняющим горелку от попадания на нее масла и бензина с мотора. К корпусу обозревателя укрепляется чехол. Три примуса в состоянии в час сжечь 3,3 кг бензина и выделить 33000 кал/час.

Более совершенный обогреватель сконструирован Кузнецовым и Павлюченко (рис. 93). Печь отапливается бензином, распыливаемым при помощи форсунки. Часть воздуха подается к форсунке, а часть попадает в камеру печи, где разбавляется продуктами горения и идет по патрубкам к чехлам. Бензин зажигается запальником от пускового магнето.

 

Рис. 92а. Примусный обогреватель моторов Рис. 92б. Трехпримусный обогреватель моторов.

Печь Кузнецова и Павлюченко получила, значительное практическое применение.

В заключение о всех существующих бензиновых подогревателях следует сказать, что в настоящем их виде признать их удовлетворительными нельзя из-за пожарной опасности. Однако по своей тепломощности они значительно превосходят имеющиеся каталитические печи и электрические обогреватели, применение которых и смысле расхода энергии ограничено имеющимися возможностями на аэродромах или вовсе невозможно из-за отсутствия электроэнергии.

Рис 93. Обогреватель моторов Кузнецова и Паваючевко.

 

 

Переносные электрические обогреватели 

Аппарат (рис. 96) представляет собой ведро с двойными стенками, между которыми проложена асбестовая изоляция. По боковой поверхности внизу имеются отверстия для циркуляции воздуха. Внутри аппарата размещены изолированно от поверхностей ведра, нагревательные элементы.

Аппарат устанавливается под мотор воздушного охлаждения, затем на мотор и аппарат надевается чехол. При выделения тепла нагревательными элементами образуются гравитационные токи теплого воздуха, обогревающие мотор. Обогрев происходит также и лучеиспусканием.

Аппарат характеризуется следующими техническими показателями:

1. Температура проволок 500—700°.

2. Температура наружных стенок аппарата 200—250°.

3. Мощность 4 кВт при напряжении 220 в, и 2 кВт при напряжении 110 в.

4. Вес аппарата 8,4 кг.

5. Размер 175х310х390 мм.

Подобный же аппарат сконструирован СНИИ, работающий по подсчетам того же Института с коэффициентом полезного действия в 0,27.

Следует заметить, что аппараты с открытыми электрическими нагревательными элементами, имеющими температуру выше температуры воспламенения паров бензина, не должны допускаться к эксплуатации. Даже при температуре значительно более низкой, чем в данном случае, пожар всегда вероятен при попадании бензина или масла на батарею из мотора.

Рис. 96. Переносный электрический обогреватель.

 

Аппарат НИИСС ЭП 4. Этот аппарат (рис.97а, б) представляет собой довольно сложный агрегат, монтированный на шасси. Агрегат состоит из электрического калорифера, сквозь, который вентилятор высокого давления, работающий от электромотора, прогоняет воздух, всасываемый из атмосферы. Горячий воздух нагнетается по 4" резиновому шлангу и поступает под чехол, где обогревает мотор; затем воздух выходит сквозь неплотности чехла в атмосферу.

 

Рис. 98. Бортовой обогреватель сист. А.П. Гончарова.

Аппарат может обслуживать один или два мотора на одном самолете одновременно.

Описанный аппарат характеризуется следующими данными:

1. Максимальная мощность 25 кВт, регулируемая соответствующим включением на 7 ступеней через каждые 3—4 кВт.

2. Электропечь имеет 24 параллельные ветви.

3. Мощность мотора 1 кВт.

4. Температура электропечи 150—200°. 

 

Аппараты для поддерживания нужной температуры в остановленном моторе 

Бортовой подогреватель для моторов водяного охлаждения сист. А.П. Гончарова. Прибор представляет собой небольшой котелок (максимальный размер 350х300х140 мм), с малым, количеством воды, но с развитой поверхностью нагрева. Наружная его часть (рис. 98) имеет отбортованные края и собирается посредством фланцевых колец на болтах с внутреннею частью, являющейся топкой или жаровым пространством его. Топка или жаровая часть представляет собой ряд изгибающихся ходов, по которым идет сначала пламя введенной в отверстие подогревателя паяльной лампы, а затем отходящие газы. Для увеличения поверхности нагрева и укрепления жаровой части в нее введен ряд поперечных трубок (овального сечения). 

Между стенками жаровой части и корпусом наружного резервуара имеется лишь узкое пространство (не свыше 10 мм), заполняемое водой. В верхней и нижней части подогревателя имеются патрубки (диаметром от ¾ до 1"), которые посредством шлангов соединяются с системой охлаждения мотора.

Для обеспечения подогрева карбюраторов, при оборудовании водяной системы мотора под установку подогревателя, следует между помпой и трубкой, идущей к заднему карбюратору, установить специальный тройник с проходным краном. К этому крану и подводится шланг, идущий от верхнего патрубка подогревателя.

Такое соединение дает при работе подогревателя направление горячей воде первоначально к карбюраторам, что и способствует наиболее быстрому запуску мотора.

Для присоединения нижней части водяной системы к мотору в радиатор или трубу, соединяющую его с помпой, в самой нижней точке устанавливается также проходной кран.

Для безотказного и регулярного действия подогревателя необходимо, чтобы трубка и краны имели достаточное сечение (в свету от 16 до 18 мм).

Вследствие разницы температур воды в котле и в системе охлаждения мотора и значительной высоты между подогревателем и мотором создастся непрерывное гравитационное движение — циркуляция воды через системы охлаждения мотора и через подогреватель, которая и обеспечивает необходимый для запуска подогрев мотора.

Опыт показал, что применение 2—3 литровой паяльной лампы позволяет осуществлять нужный подогрев мотора без применения чехлов при наружной температуре до —15°.

При более низких температурах необходимо закрывать радиатор, мотор же надлежит закрывать обыкновенным брезентовым чехлом лишь при очень низких температурах (ниже —25°). Если мотор и радиатор закрыты чехлами, то работы одного подогревателя достаточно для подержания в теплом состоянии одновременно двух смежных моторов одного самолета.

В этом случае подогреватель снабжается дополнительным тройником для того, чтобы можно было выключать на подогрев любой мотор самолета или греть их одновременно.

Бортовым этот подогреватель может считаться потому, что вследствие своего незначительного веса (от 2 до 4 кг) и малого габарита он может быть всегда взят на самолет как на случай выпущенной посадки, так вообще, для подержания мотора в готовности при остановках на непродолжительное время. И этом случае для заливки лучше использовать незамерзающие жидкости, которые будут подогреваться лишь до температуры, необходимой для легкого пуска мотора.

Описанный обогреватель Гончарова сыграл положительную роль в экспедиции по спасению челюскинцев. Обогреватель с одинаковый успехом применялся как для обогрева авиадвигателей, так и автомобильных моторов.

Электроподогреватель для моторов водяного охлаждения системы А.П. Гончарова является вариантом бортового обогревателя, работающего от нагрева паяльной лампой, и включается в систему охлаждения мотора уже описанным образом.

Некоторые варианты бортовых обогревателей. Вариант I (рис. 99). Аппарат состоит из трех цилиндрических алюминиевых оболочек, образующих кольцевое вместилище для масла и воды и прогарную трубу. В прогарную трубу вводится горелка паяльной лампы или спиртовая горелка 5. Спиртовая горелка представляет собой тонкую латунную трубку с мелкими отверстиями, заключенную в слой асбестовой ваты, сдерживаемый тонкой металлической сеткой 8. Горелка действует при небольшом гидростатическом давлении.

Рис. 99. Бортовой обогреватель со спиртовой горелкой.

 

По торцам аппарата укрепляются сетки Деви 6 в виде колпаков, что придает ей большую поверхность охлаждения. При такой конструкции аппарат может считаться абсолютно безопасным в пожарном отношении. Вместилища для воды и масла соединяются с соответствующими трубами системы охлаждения и смазки моторов, причем труба 1 назначается для горячего масла, 2 — холодного масла, 3 — горячей воды, 4 — холодной воды. При подаче, тепла в прогарную трубу и потере тепла в радиаторе и других частях систем охлаждения и смазки мотора образуется гравитационный напор, приводящий в движение воду и масло. Таким образом, тепло переносится из аппарата в мотор, чем и поддерживается температура последнего на нужном уровне. Перед запуском мотора перед полетом горение производятся форсированно, чем достигается нужный нагрев мотора; в остальное время горение регулируется в зависимости от наружной температуры.

Вариант II (рис. 100). Принцип, действия прибора тот же, что и предыдущего. Однако прибор рассчитан только на подогрев воды в системе охлаждение мотора. Бак для воды выбивается или выдавливается на токарном станке из цветного металла из двух половин, затем свариваемых.

Бак для поды устанавливается на треножнике 3 и накрывается колпаками 4 из алюминия.

 

Рис. 100. Бортовой обогреватель водяной.

Рис 101. Бортовой обогреватель для масла и воды.

Под бак вводится горелка паяльной лампы. Продукты горения омывают бак со всех сторон, чем гарантируется эффективность работы аппарата.

Баллон с бензином для паяльной лампы 1 во время работы стоит в отдалении от места горения, — это гарантирует его охлаждение, а следовательно и безопасность от взрыва.

Бак 2 соединяется с системой охлаждения мотора трубами 5 для подвода горячей воды и 6 для отвода холодной воды.

Вариант III (рис. 101). Этот вариант представляет видоизменение предыдущего. Вместо бака довольно сложной формы здесь имеется цилиндр с дымогарными трубками 10. Наружный цилиндр разделен концентрическим цилиндром на два отсека: кольцевой 2 для масла и цилиндрический 1 для воды. Бак с водой и маслом устанавливается на алюминиевый колпак, вмещающий горелку 12 паяльной лампы. Сверху на цилиндр также надевается алюминиевый колпак 4, воспринимающий некоторую часть тепла и тем гарантирующий пожарную безопасность. Цилиндр для уменьшения теплопоторь изолирован слоем асбеста 5. Аппарат сообщается с системой охлаждения и смазки мотора трубками: 6; 7, 8 и 9.

 

 

Каталитические печи 

Оригинальными по принципу действия и многообещающими по своим положительным качествам являются так называемые каталитические печи. В начале империалистической войны французское военное министерство обратилось к академику Люмьеру с предложением сконструировать прибор для обогрева моторов самолетов на стоянке, при этом главнейшим требованием выставлялась пожарная безопасность прибора. Вскоре академик Люмьер (совместно с инж. Герк) предложил каталитическую печь, иногда называемую печью Люмьера. Печью Люмьера была вооружена с конца 1914 г. французская военная авиация, а вскоре и армии Англии, Бельгии, Японии и др. стран.

За время войны английская авиация использовала 45 000 каталитических печей, французская армия только в 1914 г. получила 19 000 печей Люмьера. В настоящее время каталитическими печами снабжены военные воздушные силы Америки, Норвегии, Дании, Италии, Чехословакии, Литвы, Швейцарии, Югославии и вероятно всех других стран. Каталитические печи нашли за границей широкое применение для обогрева моторов автомобилей, для каковой цели они выпущены в количестве нескольких десятков миллионов.

Каталитическая печь основана па принципе «сгорания» паров бензина при прохождении через катализатор из хлорной платины. При этом «сгорание» — соединение углеводородов с кислородом воздуха происходит без пламени и при низких температурах порядка 120—300°.

Катализатор приготовляется пропитыванием асбестовой ваты хлорной платиной в пропорции 48:1 по весу.

После пропитки ваты, ее высушивают, а затем прокаливают, после чего ровным слоем прокладывают между металлическими сетками.

Каталитическая печь легка по конструкции и портативна по размерам, почему может служить бортовым аппаратом.

Небольшая сравнительно тепломощность каталитической печи до известной степени устранима приданием ей соответствующей поверхности испарения и зеркала «горения».

Применение печи весьма обширно. Она может применяться для обогревания:

1) моторов с воздушным охлаждением при помощи чехлов, 2) моторов водяного охлаждения при кратковременных посадках, 3) кабин самолетов, 4) неблагоустроенных или случайных помещений самолетных бригад при вынужденных посадках и пр. Поэтому существенно необходимо массовое производство каталитических печей и дальнейшая работа по их усовершенствованию.

На рис. 102 дан общий вид каталитической печи НИИГВФ, а на рис. 103 ее разрез. Буквой А обозначен резервуар для вмещения бензина, В — асбестовая вата, служащая фитилем для проведения бензина из резервуара А в пространство испарения под каталитическими слоем С. Буквой D обозначены реостаты, из которых нижний служит для подогрева бензина для лучшего испарения, а верхний для зажигания бензина.

Реостаты могут отсутствовать; в этом случае нагревание производится спиртом или денатуратом, наливаемым на каталитический слой С и зажигаемым здесь спичкой. При достижении нужной температуры «горение» паров бензина продолжается самостоятельно. Заметим, что разжигать каталитическую печь бензином не рекомендуется, так как это ведет к порче хлорноплатинового катализатора. Описанная печь расходует 0,5 кг/час бензина, давая 5000 кал/час. Вместимость бензинового бака рассчитана на 16 часов горения.

Для увеличения эффективности печи в ее конструкции 1932 г. НИИ увеличило поверхность каталитического слоя вдвое по сравнению со старыми размерами печи, придав ему волнистую форму (рис. 104).

Подобная же печь сконструирована инж. Е.С. Андреевым (Военная Воздушная академия), причем реостаты ее нагреваются от аккумуляторной батареи, имеющейся почти на каждом самолете. Для увеличения срока горения печь снабжена пополнительной поплавковой коробкой, соединяемой шлангом с бензиновым баком самолета. Таким образом печь может гореть практически неограниченно долго.

Рис. 102. Общий вид каталитической печи.

Рис. 103. Разрез каталитической печи.

 

Рис. 104. Волнистое зеркало и волнистая крышка каталитической печи.

 

Печь весьма проста в изготовлении и требует простейшего ухода в эксплуатации (см. приложение XIV — Инструкция эскадрильям относительно применения печей Люмьера и Герка).

Каталитические печи с успехом применялись в ряде полярных экспедиций.

Укажем на следующие случаи:

1. В полярной экспедиции Амундсена в 1925 г.

2. В двух полярных экспедициях Нобиле на дирижаблях «Норвегия» и «Италия», которые были снабжены большим количеством каталитических печей.

3. В экспедиции Французской миссии Международного полярного года в Гренландию.

Все это говорит за то, что при освоении Арктики и Северного морского пути для обслуживания самолетов и дирижаблей вполне рационально применять в широких пределах каталитические печи.

 

 

Тепляки 

Тепляком называется ограждение, в которое может быть заведена винтомоторная группа самолета для обогрева. Тепляки конструируются неподвижными и подвижными. Для поднятия температуры внутри тепляка устраивается то или иное отопление. Иногда отопление отсутствует, и тепляк защищает работающих в нем людей только от ветра. Даже в этом последнем случае тепляк приносит огромную пользу.

Главнейшее назначение тепляка — создать благоприятные условия для работы людей по текущему ремонту и осмотру мотора. Функция тепляка по подогреву мотора для запуска только вспомогательная; сооружать тепляк только с этой целью нерационально, так как прогрев мотора происходит крайне медленно, а ввод и вывод самолета из тепляка отнимают много времени и труда.

Какой из тепляков — стационарный или подвижной — более рационален, можно судить только в отношении каждого отдельного случая.

В практике мы имеем дело по большей части с подвижными тепляками, что нам кажется не выдерживающим критики и объясняется желанием при наименьших капиталовложениях соорудить тепляк. При этом упускается из вида, что конструкция стационарного тепляка может быть более теплой и следовательно более экономной в эксплуатации.

 

Стационарные тепляки 

Автором книги спроектирован стационарный тепляк для двух самолетов П-5, причем дан метод определения наивыгоднейшей толщины его ограждения.

Метод определения наивыгоднейшей толщины нами предлагается нижеследующий. Расход тепла в тепляке идет с одной стороны на покрытие теплопотерь, а с другой на нагревание конструкций тепляка, мотора и пр. Очевидно мы можем построить две кривые: 1) изменения потери тепла в окружающую среду в зависимости от изменения толщины стены и 2) изменений расхода тепла, потребного на прогрев тепляка, также в зависимости от толщины стен. Суммируя эти кривые, мы получаем третью кривую с некоторым оптимумом, который нам и укажет наивыгоднейшую толщину стены. Для построения указанных кривых произведены следующие основные подсчеты:

1. Определение, среднего зимнего температурного перепада для воздуха в тепляке, и снаружи.

2. Определение средних температур конструкций ограждения при различных толщинах и для материалов: доска + опилки, фанера + солома рубленая.

3. Определение площади охлаждения стен при изменении толщины их.

4. Подсчет теплопотерь.

5. Подсчет тепла, идущего на нагревание.

На основании цифровых данных построены указанные выше графики, приведенные на рис. 111.

Суммарные кривые дают наивыгоднейшую толщину для стен, заполненных опилками в 0,08 м, и для фанерной стены, заполненной рубленой соломой в 0,085 м. Графики с большей наглядностью и убедительностью расшифровывают тепловые явления, протекающие при изменении толщины стены. Теоретически для полноты картины требуется построить подобные, же графики зависимости между расходом на эксплуатацию тепляка и амортизационными средствами на основной капитал. С практической точки зрения итого делать нет необходимости, так как наивыгоднейшая толщина с технической точка зрения в то же время является и наиболее дешевей по первоначальным затратам из всех конструктивно приемлемых ограждений. 

 

Подвижные тепляки 

Тепляк для самолетов К-5 и П-5 (рис. 116). Основной каркас тепляка сделан из брусков 10х10 см. Каркас обшивается досками 15 мм или фанерой, или даже брезентом, подшитым войлоком, при этом брезент для предотвращения отсыревания и изменения окрашивается лаком.

Тепляк ставится на лыжи самолета П-5 или другие, подходящие для этой цели.

Вес тепляка при покрытии его тесом 1047 кг. Размеры тепляка: высота от земли 4 м, высота наивысшей точки 4,5 м, ширина 3,5 м, длина 4,5 м.

Рис. 116. Подвижной тепляк для самолетов К-5 и П-5.

 

Тепляк для самолетов К-5 (рис. 117). Основной каркас тепляка сделан из брусков 50х50 мм. Стропила и связи из брусков 30х80 мм, рамы окон и дверей из брусков 40х40 мм. Покрытие фанерное. Стены и крыша изнутри обиты толем. Передняя часть тепляка не имеет стены, по контуру же отверстия для ввода моторной части самолета по четырем стенам прибивается брезентовый чехол, подшитый войлоком. В брезент вшиваются резиновые амортизаторы, плотно затягивающие чехол после ввода самолета. Тепляк поставлен на лыжи от самолета П-5.

Для самолета АНТ-9 размеры данного тепляка следующие: высока пола от поверхности земли 1,9 л, высота окна для ввода самолета 4,5 м, наибольшая высота 5 м, ширина тепляка 2,5, длина 2 м.

В боках стен сделаны отверстия для того, чтобы винт можно было провернуть. Вес тепляка 257 кг, по полю его передвигают 2-3 человека. Для самолета К-5 уменьшается высота от земли до пола до 0,5 м.

 

Рис 117. Подвижной тепляк для самолетов К-5.

 

Тепляк для модели 1934 г. СНИИ. Эта модель облегчена по сравнению со старым тепляком. Наибольшее сечение брусков 50х50. обшивка фанерная.



Назад в раздел


Пишите нам:
aerogeol@yandex.ru