М-85 (двигатель)

М-85 (двигатель)

М-85 — советский авиационный звездообразный 14-цилиндровый поршневой двигатель. Представлял собой лицензионную копию французского мотора Гном-Рон «Мистраль мажор» 14Kdrs (en:Gnome-Rhône Mistral Major).

Содержание

• 1 История
• 2 Конструкция
• 3 Модификации
• 4 Применение
• 5 Литература
• 6 Ссылки
• 7 Примечания

История [ править | править код ]

В сентябре 1933 года советская делегация, отбиравшая образцы двигателей для производства в СССР, была направлена во Францию. Двигатели фирмы «Гном-Рон» вызвали большой интерес у советских специалистов. В итоге с фирмой «Гном-Рон» было заключено соглашение о технической помощи в освоении двух двигателей: 9-цилиндрового 9К «Мистраль» и 14-цилиндрового 14К «Мистраль мажор». Первый получил советское обозначение М-75, второй — М-85. Договор предусматривал поставки комплектующих для первых серий двигателей, а также стажировку 15 советских инженеров на заводе «Гном-Рон» во Франции. В 1934 году началась приёмка технической документации и двигателей-образцов.

Задача по освоению производства французских двигателей была возложена на завод №29 в Запорожье. Первые моторы были выпущены в июле 1935 года. Государственные стендовые испытания были завершены удачно в 1936 году. Двигатель был снят с производства в конце 1937 года. Всего изготовили 463 двигателей М-85.

Конструкция [ править | править код ]

Двигатель М-85 представлял собой 14-цилиндровый двухрядный звездообразный четырёхтактный поршневой двигатель воздушного охлаждения и являлся лицензионной копией французского мотора Гном-Рон «Мистраль мажор» 14Kdrs (en:Gnome-Rhône Mistral Major).

Ранние серии двигателя частично комплектовались импортными узлами и электрооборудованием:

• магнето — советское магнето ВМ-14, которое должно было заменить французский оригинал, не было доведено до конца 1935 года до работоспособного состояния.
• карбюратор
• клапана
• подшипники ПЦН
• выхлопные патрубки
• бензонасос
• компрессор
• свечи зажигания.

Советская копия Гном-Рон «Мистраль мажор» 14Kdrs соответствовала оригиналу по мощности и расходу топлива, но отличалась большим расходом масла и имела меньший срок межремонтного ресурса.

Поздние серии частично унифицировались с М-86, например устанавливался усиленный для М-86 кривошипно-шатунный механизм.

Модификации [ править | править код ]

Для 1935 года мотор М-85 по своим техническим данным уже несколько устарел, поэтому для модернизации двигателя в 1935 году было сформировано конструкторское бюро — ОКБ-29. Руководителем бюро был назначен А. С. Назаров. Существовали следующие модификации двигателя:

• М-85Ф — запустили в серийное производство под обозначением М-86.
• М-85В — был переименован в М-87.

Применение [ править | править код ]

Двигатель М-85 устанавливался на серийных самолетах ДБ-3, на опытных самолётах:

• И-207 [1] ,
• ДГ-58, ДГ-58Р [2]
• Р-9 [3] ,
• ПС-35 [4] .
• ДИ-8

Просто в космос: ученые РАН создают прорывной двигатель для спутников

Российские ученые предложили качественно новый вид двигателя для работы в космическом пространстве. В его основе лежит принцип возбуждения плазмы с помощью микроволнового искрового разряда. Такой агрегат можно устанавливать на малоформатных спутниках. В отличие от распространенных сегодня спутниковых двигателей на газовом топливе новое устройство будет использовать в качестве источника энергии специальные металлодиэлектрические пластины, запаса которых хватит для 10 лет автономной работы. Пластина радиусом 10 см может заменить 1,5 тыс. кубометров газового топлива. В будущем новые двигатели можно будет применять для освоения Солнечной системы.

Мал, да удал

Ученые Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН готовы создать опытный образец двигателя нового типа для работы в космическом пространстве. По их задумке движение должно происходить за счет использования нового описанного ими вида разряда, возникающего в газовой среде в результате действия микроволнового излучения. Физики назвали его микроволновым искровым разрядом (МИР).

— У предложенного нами двигателя есть ряд преимуществ. Основное из них в том, что в качестве твердого топлива в системе используется металлодиэлектрический диск, — сказал заведующий лабораторией газокинетических явлений в СВЧ-разряде ИОФ РАН Игорь Коссый.

С помощью МИР можно воздействовать на металлодиэлектрический материал таким образом, чтобы возбуждать плазму, которая и будет двигать летательный аппарат вперед. Мощность такого двигателя будет относительно невелика, но достаточна для движения в вакууме. Поэтому разработчики предлагают для начала использовать его на легких маломасштабных околоземных спутниках, которые сегодня востребованы в России и в мире.

Источником электромагнитного излучения в новом двигателе может служить стандартный магнетрон, используемый в обычных микроволновых печах. Размеры аппаратуры — 50х50х100 см, вес — 2 кг. Себестоимость нового агрегата — около €1 тыс.

В качестве топлива двигателю нужна металлодиэлектрическая пластина. Например, диск из оргстекла диаметром 10 см и толщиной 2 см может служить источником 1,5 тыс. кубометров газа, который необходим для генерации плазмы. Твердое топливо позволит значительно уменьшить габариты спутника за счет той его части, в которой хранится применяемый сегодня для движения космических аппаратов газ в баллонах. По расчетам специалистов ИОФ РАН, запаса топливного диэлектрика на борту МКА может хватить на 10 лет автономной работы.

Сложность внедрения предложенного двигателя и его аналогов — в сравнительно слабой тяге. Мощность механического импульса, который приобретает спутник в результате работы устройства, невелика. Но у авторов разработки есть идея, как усилить эту характеристику. Существующие сегодня расчеты механического импульса были сделаны исходя из конструкции двигателя, в которой микроволновое излучение подается непосредственно на металлодиэлектрическую поверхность. Если же микроволны будут поступать к генерирующей плазму поверхности, проходя сквозь радиопрозрачную толщу диэлектрического диска, в теории это может заметно увеличить механический импульс. Но гипотезу еще предстоит подтвердить во время эксперимента.

Дождаться испытаний

Опрошенные «Известиями» эксперты в области космической техники отнеслись к предложенному техническому решению ИОФ РАН с осторожным оптимизмом. С их точки зрения, идея плазменного двигателя интересна, но для окончательной оценки нужно дождаться ее воплощения «в железе».

— Предлагаемая российскими учеными концепция двигателя имеет важное преимущество: рабочее тело в ней изначально находится в твердом, а не сжиженном состоянии, — сказал руководитель Астрономического сообщества БФУ имени Иммануила Канта Алексей Байгашев.

По мнению эксперта, при прочих равных требованиях к двигателю это позволит значительно уменьшить объем, занимаемый топливом, упростить хранение, транспортировку и подготовку космического аппарата к запуску. Ключевой вопрос — апробирование заявленной концепции в реальном космическом аппарате. Вероятно, после разработки нового двигателя и его наземных испытаний исследователи проведут запуск тестового микроспутника, который при малой массе и стоимости вывода на орбиту позволит в полной мере изучить работу двигательной установки в реальных условиях.

— Для реализации ионного двигателя с таким источником плазмы требуются конструктивное решение и отработка в экспериментах, — отметил профессор Высшей инженерно-физической школы Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (вуз — участник проекта повышения конкурентоспособности образования «5-100») Олег Цыбин.

Нужны практические решения проблем материалов и технологии твердой поверхности, ее стойкости, разрушения, термодинамики, типа и ускорения ионов, их нейтрализации, пояснил эксперт. После их решения будут более понятны достоинства и недостатки двигателя, его возможности.

Скорректировать траекторию

Не исключено, что двигатели МИР окажутся полезными в ситуации, когда нужно экономить химическое топливо и корректировать баллистическую траекторию за большое время полета, полагает директор Учебно-научного института гравитации и космологии РУДН Александр Ефремов.

— Однако пока у нас нет данных об их параметрах и возможностях, — указал он.

Преимущество потенциальной установки на основе микроволнового искрового разряда, если она работоспособна, — это ускоренный полет к различным небесным телам без расхода рабочего тела, либо с минимальным потреблением. Однако такое техническое решение пока вызывает вопросы, так как еще никогда не было практически реализовано, сказал кандидат технических наук, главный конструктор лаборатории «Астрономикон» и сотрудник кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Денис Малыгин. Экспериментальные данные однозначно не подтверждают и не опровергают работоспособность подобной установки, это связано в том числе с небольшой величиной предполагаемого эффекта, сравнимой с погрешностями измерений, отметил эксперт.

Подобные двигатели с ионной тягой применимы только в космическом вакууме и не могут перемещать транспортные средства через атмосферу, утверждает Денис Малыгин, поскольку ионные двигатели не работают в присутствии ионов вне двигателя. Такие устройства обладают высоким энергопотреблением (1–7 кВт), а на малых спутниках энергетика весьма ограничена. Более того, для достижения ускорения новому типу двигателей необходима длительная работа, что вновь возвращает к вопросу об энергетике спутника, добавил он.

— Интересная идея. Она может найти применение в маневровых двигателях, которые используют в системе ориентации и стабилизации космических аппаратов, — сказала руководитель направления «Аэрокосмические системы» центра проектной деятельности ДВФУ Анастасия Храмцова.

Для маршевых двигателей заявленная тяга очень мала, считает она. Вопрос в том, какое количество энергии необходимо для работы установки — это решающий показатель при выборе двигателя на спутник.

Эпоха промышленного освоения космоса начинается в декабре

В декабре сразу две миссии доставят на Землю образцы космических пород. Китайская «Чанъэ-5» успешно добыла 2 кг лунного грунта, а через несколько дней в Австралии приземлится капсула миссии «Хаябуса-2» с веществом, добытым на астероиде Рюгу. Это вершина технологического мастерства. Скажу больше: это старт эпохи промышленного освоения космоса.

Современный космический рынок, достигший $366 млрд, на три четверти состоит из коммерческого сегмента, а на четверть – из государственных проектов и программ. Его динамика ускоряется: стартуют программы массовых низкоорбитальных спутниковых группировок, таких как Starlink Илона Маска, который уже вывел на орбиту 953 из почти 42 000 запланированных спутников связи. Доля России в мировом космическом рынке при этом составляет около 2%, причем она сокращается, поскольку почти целиком состоит из запусков, а в этой области SpaceX вырывается в глобальные лидеры. Усматривая в космосе «престиж» и «оборону», Россия полностью упустила из вида вопросы бизнеса и так и не научилась извлекать из своих технологий выгоду. А вот Китай, наоборот, бросает вызов США в главной инициативе ближайших десятилетий – разработке космических ресурсов и старте космической промышленности. И первым полем технологической битвы становится Луна, ресурсы которой для этой гонки приобретают критическое значение.

Согласно исследованию Bank of America Merrill Lynch, общая стоимость ресурсов пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера составляет астрономические $700 квинтиллионов (квинтиллион – это миллиард триллионов). В 2022 г. НАСА запланировало миссию к астероиду Психея, который полностью состоит из металлов – железа, никеля и, возможно, платины. Сырье из космоса нескончаемо, и его вовлечение в экономику способно обеспечить столетия роста. Упомянутый выше астероид Рюгу, имеющий коммерческую ценность (около $80 млрд), относится к классу околоземных и имеет самую низкую разницу в скорости с Землей. Вероятно, с разработки его материалов и начнется эра освоения астероидов, для чего уже активно создаются необходимые технологии. К примеру, недавно вышедший на биржу стартап Momentus, основанный Михаилом Кокоричем, уже создал двигатель, работающий на водяной плазме, топливо для которого может быть экстрагировано из самого материала астероида.

Страны, которые умеют мыслить на перспективу, уже активно разрабатывают необходимые технологии и инфраструктуру. Первым пунктом нового освоения космоса является строительство промышленной лунной базы и космической «ремонтно-заправочной» станции между Луной и Землей. Эти планы были озвучены в США, а активно воспроизводятся, несомненно, Китаем. Стартовой задачей является получение на Луне необходимых компонентов, прежде всего топлива. Основным межпланетным топливом являются вода, водород и кислород. Топливо составляет основную массу космических кораблей, поэтому возить воду с Земли катастрофически невыгодно. По имеющимся оценкам, лунное топливо почти в тысячу раз дешевле земного, что означает, что его добыча – критическое условие для любых крупных космических миссий.

Предполагается, что сама сборка кораблей для полетов к другим планетам и астероидным поясам может также производиться в космосе, что означает, что и металлы тоже целесообразно добывать там. Луна является крупным источником многих актуальных металлов и кислорода. К примеру, британская компания Metalysis сумела выделить почти весь кислород из реголита – лунной породы, в которой он составляет почти 43%. На сегодня критическое значение имеют технологии переработки реголита в условиях низкой гравитации и невесомости, что откроет путь для полномасштабной космической промышленности. Сейчас ученые имеют неравный доступ к космическим материалам: НАСА, одно время активно делившееся с миром лунным грунтом, в последнее время ревностно относится к каждому грамму материала. В этой ситуации Китай жизненно нуждается в тех 2 кг лунного грунта, которые привезет его космическая миссия, к тому же собранного в уникальном геологическом месте Луны, где никогда ранее не садились земные аппараты.

Современная геологическая карта Луны показывает вероятные места таких месторождений, в которых может быть, по некоторым оценкам, миллиард тонн железа, миллионы тонн никеля, сотни тысяч тонн кобальта, тысячи тонн платины. Все эти материалы могут быть полезными не только для космической сборки, но и частично для доставки на Землю, т. е. космическая экономика повлияет и на планетарную.

В любом случае разработка космических ресурсов – новый великий вызов для ведущих экономик Земли. Космос открывает путь к созданию колоссальных инфраструктур связи, производства и, главное, систем противодействия глобальному потеплению. Инвестиции в космос уверенно растут все последнее десятилетие, и успешное завершение серии экспериментов откроет путь к их многократному росту. В этой гонке будут созданы десятки ключевых технологий, и человечество сможет продолжить свой вечный путь к расширению своей ойкумены. И перестать уже мечтать о звездах, а начать прокладывать к ним путь.

«КАМАЗ» выпустил первую тысячу двигателей Р6

На заводе двигателей ПАО «КАМАЗ» собрана первая тысяча рядных 6-цилиндровых двигателей КАМАЗ модели 910 («Евро-5»).

Проект «Разработка и организация производства семейства перспективных 6-цилиндровых рядных двигателей рабочим объёмом 12 литров» (рабочее название «Тибет») был открыт на «КАМАЗе» в 2014 году. Серийное производство двигателей Р6 модели 910 для магистрального тягача КАМАЗ-54901 началось в середине 2019 года. В настоящее время завод двигателей производит 6-цилиндровые силовые агрегаты мощностью 450 и 550 л.с. для магистральных, транспортных, полноприводных и тяжёлых автомобилей КАМАЗ поколения К5.

Выпускаемые двигатели представлены как с механической, так и с автоматической КПП. На текущий момент разрабатываются различные модификации двигателя в зависимости от требований потребителя, рынков сбыта и требований нормативной документации.

Для реализации второго этапа проекта «Тибет» и увеличения объёмов производства рядных двигателей до 30 тысяч единиц в год требуется увеличить линию сборки с имеющихся 64 до 90 метров. Это позволит ввести большую автоматизацию процесса за счёт увеличения количества операционных станций.

«Спрос на двигатель Р6 растёт, соответственно, нам необходимо увеличивать производственные мощности сборочного конвейера. Удлинение конвейера даст большую загрузку двигателей, позволит уменьшить такт сборки с 14 до 5 минут. Если сейчас мы собираем 12 двигателей, то после модернизации будем собирать до 40 штук в сутки», — считает заместитель начальника цеха по технической части Руслан Кустовский.

На сегодня разработано техническое задание по требуемому оборудованию, идёт тендер на закупку и поставку. В течение года оборудование должно быть приобретено и установлено на подготовленной площадке. Если сам конвейер поставят иностранные компании, то большинство основных компонентов и узлов будет произведено на «КАМАЗе» или приобретено у отечественных поставщиков. В рамках дальнейшего повышения уровня локализации ведутся работы по освоению отечественных комплектующих двигателя.

Помимо увеличения объёмов производства двигателя, расширение кольца конвейера связано и с перспективой сборки разработанных в компании 13-литровых и газодизельных двигателей. Сейчас созданные образцы этих силовых агрегатов проходят испытания в Научно-техническом центре «КАМАЗа». После ввода в эксплуатацию обновлённой линии и проведения опытной сборки двигатели будут выведены в серию.

Параллельно с комплексом испытаний для уже существующих модификаций ведутся научные разработки по созданию семейства двигателей КАМАЗ Р6 экологического класса «Евро-6». Сейчас проект находится на стадии сборки и исследовательских испытаний прототипов, собраны первые опытные образцы автомобилей с этими двигателями.

Промышленное производство новых модификаций рядной шестёрки запланировано на 2023-2024 гг.