* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

Раздел Xl ТУРБОВОЗЫ Впервые конкретное рассмотрение свойств газовой турбины как первичного двигателя для локомотивов желез­ ных дорог США было произведено в докладе, представлен­ ном Ассоциации железнодорожных инженеров топлива и движения в 1939 г. ее комитетом, председателем которого в то время я в л я л с я Л . П. Микл, инженер-механик желез­ ной дороги Ч и к а г о энд Hope Вестерн, Д о к л а д ы этого ко­ митета за р я д последующих лет также были представлены и опубликованы в печати ( [ 1 ] — см. литературу в конце раздела). Основным термодинамическим циклом газотурбин­ ной установки является цикл, состоящий из адиаба­ тического сжатия, подвода тепла при постоянном давлении и адиабатического расширения. Большое количество избы­ точного воздуха, необходимое для поддержания на сравни­ тельно низком уровне максимальной температуры газа, поступающего на лопатки турбины, является причиной низкого отношения величины полезной работы газовой турбины к величине доли ее работы, затраченной на привод компрессора. В то ж е время благодаря высокой степени сжатия воздуха в компрессоре его температура на выходе из компрессора сравнительно высока, что ограни­ чивает возможность введения большого количества тепла с подаваемым в камеру сгорания топливом, чтобы не пре­ высить допустимое значение температуры газа перед тур­ биной. Т а к , при температуре газа на входе в турбину 815° С с увеличением степени сжатия компрессора от 2 до 4 (при коэффициенте полезного действия как турбины, т а к и компрессора равном 80%), значение условного коэффи­ циента полезного действия на валу газотурбинного дви­ гателя снижается с 51,1 до 42,3%*. Весьма значительный объем воздуха, проходящего в единицу времени через газотурбинную установку, еще более возрастает под влиянием увеличения температуры или понижения барометрического давления окружающего воздуха. В докладе П. Е. М а к - Д ж н , зачитанном в 1953 г. па Национальной конференции по дизелям Объединения автомобильных и локомотивных инженеров, была пред­ ставлена таблица изменения мощности газотурбовозов железной дороги Юиион-Пасифик мощностью 4 500 л . с, которая была основана на падении мощности на 300 л . с. при каждых 10° увеличения температуры окружающего воздуха и па падении мощности на 100 л . с. при каждых 305 м повышения высоты местности над уровнем моря. Первая турбина в США, которая нашла применение на локомотиве, была паровой. Этот локомотив фирмы Д ж е ­ нерал Электрик Компани я в л я л с я паротурбовозом с кон­ денсацией пара и электрической передачей. Фирмой Вес­ тингауз Электрик Компани были разработаны и изготов­ лены турбины с шестеренчатой передачей, которые были установлены на почти стандартного типа паровозах Пен­ сильванской ж . д . , построенных на локомотивостроительных заводах фирмы Балдвин; паротурбинная силовая уста­ новка с электрической передачей была применена на двух паротурбовозах железной дороги Ч е з а п и к энд Огайо, т а к ж е построенных фирмой Б а л д в и н . Эти паротурбовозы работали без конденсации пара. Проблема обеспечения достаточной производительности конденсатора в пределах, ограниченных габаритными размерами локомотива, пред­ ставляла большие трудности для своего разрешения; без конденсации пара или без высокого давления пара в котле, осуществленных на ряде паровозов с обычной паровой * П р и в е д е н н ы е д а н н ы е о к . и . д . на в а л у т у р б и н ы ( п р н у к а ­ занных значениях температуры газа, степени сжатия компрессо­ ра н к. п. д. к о м п р е с с о р а и т у р б и н ы ) я в л я ю т с я завышенными. (Прим. перев.) машиной, паровая турбина не дает существенных преиму­ ществ в экономии топлива по сравнению с паровой маши­ ной. ПАРОТУРБОВОЗ «ДЖАУН ГЕНРИ» НА Ж Е Л Е З Н О Й ДОРОГЕ Н О Р Ф О Л Ь К ЭНД ВЕСТЕРН В настоящее время единственным эксплуатируемым паротурбинным локомотивом в США является паротурбовоз «Джаун Геири» железной дороги Н о р ф о л к эид Вестерн. Этот паротурбовоз с электрической передачей имеет водотрубный паровой котел, спроектированный и построенный фирмой Б а б к о к энд Вилькокс Компани, а т а к ж е паровую турбину и электрическое оборудование, поставленные фирмой Вестингауз Э л е к т р и к Корпорэйшн. Механическая часть паротурбовоза выполнена фирмой Балдвин-Лима-Гамильтон Корпорэйшн. Летом 1954 г. паротурбовоз был принят к эксплуатации железной доро­ гой Норфольк энд Вестерн [ 2 ] . Основные размеры и весо­ вые данные этого паротурбовоза приведены на стр. 203. Рабочее давление пара в водотрубном котле паротурбово­ за составляет 42,2 кг/см . Паротурбовоз развивает силу тяги при трогании с места 79 500 кг; длительная сила тяги паротурбовоза при скорости 14,5 км/ч составляет 65 400 кг. При испытаниях 13] в грузовой работе в течение 1955 г. на тяговом плече Роуноки (штат Виргиния) — Блюэфилд (штат З а п а д н а я В и р г и н и я ) , расположенном в гористой местности, этот паротурбовоз вел состав весом 3 310 m (брутто) в западном направлении и весом 10 500 т в восточном направлении, по сравнению с паровозом серии Y6b, который на том же тяговом плече водил грузовые поезда весом 2 870 m в западном и 9 220 m в восточном на­ правлении. Средняя скорость паротурбовоза с грузовым поездом составляла 32,7 км/ч при следовании в восточном направлении. З а время эксплуатационных испытаний сред­ няя производительность паротурбовоза определилась сле­ дующими показателями: 108 000 ткм. на один поездо-час в западном направлении и 366 000 ткм на один поездо-час в восточном, в то время как соответствующие показатели паровоза серии Y6b составили 101 000 ткм иа один поездочас в западном направлении и 345 000 ткм в восточном. Расход угля паротурбовозом за одну поездку составил 14 730 кг в западном направлении и 10 890 кг в восточном; соответственно расход топлива паровозом Y6b на том ж е плече был равен 18 930 кг в западном направлении и 12 550 кг в восточном. Стоимость топлива, расходуемого на 10 000 км, была 1 доллар 51 цент (для паротурбовоза) и 2 2 доллара 24 цента (для паровоза) при движении в запад­ ном направлении и 36,3 и 46,8 цента соответственно при движении в восточном направлении. П р и упрощенных испытаниях на тяговом плече Виллиамсон (штат З а п а д н а я Виргиния) — Портсмут (штат Огайо), проходящем по местности со сравнительно плоским рельефом, паротурбовоз «Джаун Генри» по сравнению с серийным паровозом класса А вел грузовой состав весом 14 780 m против 14 400 т в западном направлении и 3 880 m против 3 720 т в восточном направлении. При этом для паротурбовоза по сравнению с паровозом (пока­ затели паротурбовоза приводятся первыми, показатели паровоза — вторыми) средняя скорость в западном на­ правлении составила 44,1 км/ч против 50,8 км/ч и в восточ­ ном направлении — 51,5 км/ч против 58,5 км/ч, сред­ н я я удельная работа за все время пробега составила 651 000 ткм на 1 поеэдо/ч вместо 731 000 ткм в западном