Литература по оружию

"Бесшатунные Двигатели Внутреннего Сгорания" Баландин C.C.

Боливар 09-12-2007 11:19

Книга о авторской разработке поршневых авиационных двигателях большой мощности у нас после ВМВ. Реактивный двигатель убил у него будущее в воздухе, а на земле, в 70-80е было несколько попыток внедрить его на автотранспорте. Попытки были пресечены сверху. Заодно помещается рецензия на книжку из журнала "изобретатель-рационализатор". с имеющимися там иллюстрациями.

"Бесшатунные Двигатели Внутреннего Сгорания" Баландин C.C.
файл balandin.djvu(2.83MB).

http://www.zshare.net/download/4982889afea182/


ИР 1-1974
ВЫ МАЛО ЗНАЕТЕ О ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ.

click for enlarge 1193 X 842 248.3 Kb picture

Каждый, кто познакомится с книгой Баландина, естественно, захочет узнать, почему так долго не публиковалась эта ценнейшая работа. В 1957 г. Комитет по делам изобретений и открытий оформил за две недели авторское свидетельство, но без права публикации. Поэтому Сергей Степанович издал свою книгу только в 1972 году, дальше видимо, откладывать было нельзя, хотя важнейшее изобретение не было запатентовано за границей.

Главный конструктор бесшатунных двигателей Сергей Степанович Баландин.
Модель бесшатунного 12-цилиндрового авиадвигателя, собранного из трех базовых 4-цилиндровых блоков.
Двигатель хорошо вписывается в малый мидель скоростного транспортного средства.

Были не только модели. Строились бесшатунные авиационные двигатели огромной мощности - до 14000 л. с.
В печати появились первые сообщения о двигателях С. С. Баландина.
Кто возьмется проектировать такие двигатели? С.С. Баландин: 'Первые образцы могут быть разработаны за два года!'


Самолеты должны быть реактивными. Эта истина, перед войной теоретическая, примерно в середине войны превратилась в практическую, актуальную задачу. И через несколько лет почти вся истребительная авиация в сильнейших армиях мира была переведена на реактивную тягу, оснащена турбореактивными двигателями. И только 'прожорливость' первых ТРД и их недолговечность некоторое время еще мешали оснастить ими тяжелые дальние самолеты. Выход нашелся: для тяжелых машин был создан промежуточный тип двигателей, турбовинтовые (ТВД).

Для нашей авиации выход нашелся бы и без ТВД. В те годы специальным конструкторским бюро во главе с Сергеем Степановичем Баландиным были разработаны поршневые моторы, равные турбовинтовым по мощности, габаритам и весу, к тому же более экономичные. И только бесспорность предстоящего перехода всей авиации на реактивную тягу заставила тогда свернуть работы СКБ С. С. Баландина.

Но такие двигатели могли и могут найти применение не только в авиации! И приходится сожалеть, что нам, инженерам, пришлось так долго ждать книгу их главного конструктора 'Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания' (Машиностроение, 1972), в которой сконцентрировано все наиболее важное об этих необыкновенных моторах.

Приводимые в книге цифры кажутся невероятными. Но за ними стоят реальные образцы бесшатунных двигателей разной мощности, придирчиво испытанные государственными комиссиями.

В 1968 г. (ИР No.4) в статье под скромным заголовком 'Существенно новый двигатель' мы рассказали о 'бесшатунном механизме для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное' (а. с. No.164756). Его автор - севастопольский изобретатель Е. И. Лев. А через полгода стало известно о существовании авторского свидетельства No.118471, выданного в 1957 г. Сергею Степановичу Баландину на 'Двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом'. Но до поры до времени сущность этого изобретения была скрыта фразой 'без публикации'.

В обеих формулировках употреблено слово 'бесшатунный'. Что за ним скрыто? Тоже 'существенно новый двигатель'?

Без тщательных экспериментов никто этого сказать не мог. Двигатель, который сконструировал Е. Лев, пока не построен. Зато работы С. Баландина позволяют сказать, что за ключевым словом 'бесшатунный' притаилась, видимо, вся будущая история поршневого моторостроения.

Не будем здесь останавливаться на устройстве бесшатунного механизма, разработанного С. С. Баландиным, - об этом можно прочитать в книге. Скажем лишь, что в моторах Баландина (МБ) оригинальные системы разгрузки, смазки и охлаждения поршней приводят к тому, что поршни практически не изнашиваются. Износ шеек коленчатого вала также снижается в 3--4 раза, потому что на них передается всего лишь разность сил от противолежащих цилиндров, в то время как в обычных двигателях внутреннего сгорания вся сила давления газов на поршни.

Пониженные нагрузки на скользящие детали приводят к 3-4-кратному снижению потерь на трение. Механический к.п.д. моторов Баландина равен 94% (против 75-85% у обычных двигателей внутреннего сгорания). Снижаются габариты моторов А литровая мощность первых же МБ в 1,5 раза превзошла рубеж, до сих пор остающийся заветным для 'обычного' двигателестроения - 100 л.с./л.

Возможности моторов Баландина очень велики. Пока только в них удалось конструктивно просто реализовать двухсторонний рабочий процесс в цилиндрах и таким путем почти в два раза повысить мощность двигателя без существенного увеличения его габаритов (они лишь немного увеличиваются из-за удлинения штоков). Только на этих двигателях при большом мощности применимо золотниковое газораспределение, что ранее удавалось осу ществлять только на маленьких двигателях, например для гоночных мотоциклов. В результате могут быть упорядочены фазы газораспределения, нарушавшиеся в больших двигателях из-за огромных нагрузи на клапанные механизмы. Только в этих моторах может быть достигнута средняя скорость поршня - 80 м/сек, в то время как у лучших образцов шатунных двигателей она не превышает 30 м/сек (при большей скорости поршня эффективная мощность двигателя устремлялась к нулю из-за опережающего роста потерь, в основном на преодоление растущих сил трения). Бесшатунный механизм практически не реагирует на рост средней скорости поршня; эффективная мощность таких моторов в 5-6 раз (а при двойном действии в 10 раз) выше мощности шатунных двигателей тех же габаритов и веса. Об этом свидетельствует график, приведенный в книге. Он ограничен диапазоном до 100 м/сек, но кривые как бы стремятся вырваться за этот предел. Никому в мире - хотя за дело брались крупнейшие фирмы - не удалось еще создать обычный поршневой авиационный мотор мощностью более 6000 л. с. Табу накладывал все тот же кривошипно-шатунный механизм. Под руководством С.С. Баландина строился авиационный мотор мощностью 10000 л. с, весом менее 3,5 т, был разработан бесшатунный авиадизель мощностью 14000 л. с. А в принципе можно построить мотор на все двадцать тысяч л. с. И всего при 24 цилиндрах. Для сравнения: спроектированный фирмой 'Лайкоминг' (США) авиационный поршневой мотор XR-7755 мощностью 5000 л. с. имел 36 цилиндров и гораздо худшие характеристики. Но рост средней скорости - это рост оборотов, рост инерционных нагрузок, вибраций.

И здесь, оказывается, моторы Баландина вне конкуренции. Осциллограммы вибраций самых мощных образцов, снятые в трех осях, кажутся неправдоподобными. Амплитуды - всего 0,05-0,1 мм. Даже наиспокойнейшие турбины зачастую обладают менее уравновешенным характером.

Идеальная уравновешенность моторов Баландина сохраняется при любом числе цилиндров. Из базовых блоков по четыре цилиндра (хотя возможны одно- и двухцилиндровые двигатели) можно, как из кубиков, складывать любые композиции, не сомневаясь в их превосходном поведении. Какой мотор может похвастаться такой пластичностью?

Да еще прибавьте сюда экономичность. Удельный расход топлива у моторов Баландина в среднем на 10% ниже, чем у шатунных. Отключая подачу топлива в один или несколько рядов цилиндров, можно заставить двигатель работать с высокой и практически постоянной экономичностью на режимах от 0,25 до номинальной мощности. Режиму работы на частичных нагрузках - а это основной и, как ни странно, наименее изученный режим подавляющего большинства двигателей - в последнее время уделяется большое внимание. Ведь обычный двигатель хорош лишь в узком диапазоне мощностей и чисел оборотов. Немного в сторону - и все его характеристики ухудшаются. Кроме того, экспериментально установлено, что удельный расход топлива в моторах Баландина можно снизить еще минимум на 10% применением так называемого цикла с удлиненным расширением, т. е. с более длинным рабочим ходом поршня. Цикл этот не выгоден в обычных двигателях, так как приходится резко раздувать их габариты. В бесшатунных же двигателях требуемое увеличение габаритов ровно вдвое меньше, а с учетом их изначальной малогабаритности такой 'подарок' грех не принять.

И последнее. Производство опытных образцов моторов Баландина было в среднем в 1,6 раза дешевле производства равных по мощности обычных поршневых двигателей, причем серийных. То же самое, очевидно, будет иметь место и в новых разработках.
Каждый, кто познакомится с книгой Баландина, естественно, захочет узнать, почему так долго не публиковалась эта ценнейшая работа.

В 1957 г. Баландин получил 'добро' на публикацию материалов. Но и после этого Комитет по делам изобретений и открытий, оформив за две недели соответствующее авторское свидетельство, снабдил его грифом 'без публикации'. И только один из иностранных журналов туманно сообщил, что в СССР созданы какие-то уникальные поршневые двигатели. Прошло еще десятилетие, прежде чем Сергей Степанович издал свою книгу. Дальше, видимо, откладывать было нельзя, хотя важнейшее изобретение не было запатентовано за границей. За авторским свидетельством Баландина стоят не только поршневые двигатели ближайшего будущего, но и поршневые насосы, компрессоры без смазки, пневмо- и комбинированные двигатели.
Использование двигателей Баландина сулит большие выгоды народному хозяйству. Для их разработки нужна, видимо, специальная конструкторская организация. Вопрос этот как межотраслевой должен решить Государственный комитет СМ СССР по науке и технике.
По мнению С.С. Баландина, первые двигатели могут быть разработаны и построены уже через два-три года после создания такой организации.

К. ЧИРИКОВ, инженер

edit log

vadim 09-12-2007 12:46

неработоспособен этот движок в металле, а бумага все стерпит

делались опытные образцы, вспышки в цилиндре есть пока его крутит стартер.

Боливар 09-12-2007 13:46

Охотно верю. Кем делались то? Вами?

Во первых у некоторых индивидов даже яичница исключительно недожареная или горелая выходит. И дело не в качестве яйца или плиты.

Во вторых буде оно действительно так то Баландин был бы известен скорее своими колымскими мемуарами, а не двигателем, бо после первого же "неработоспособного в принципе" 80-сильного мотора собранного из деталей М-11 поскольку период его творчества приходился на 1937-1951 гг.

В третьих после выхода книги бесшатунники строятся помаленьку любителями. Презентация последнего была пару лет назад у самодельщиков СЛА на одном из форумов. В отличие от некоторых, работает.

edit log

п-ф 12-12-2007 02:09

quote:
В третьих после выхода книги бесшатунники строятся помаленьку любителями. Презентация последнего была пару лет назад у самодельщиков СЛА на одном из форумов. В отличие от некоторых, работает.



делали что то подобное, ходют легенды... были публикации в Мото про эти движки на картах, но дальше тоже - не дали ходу, бла-бла-бла и т.д.
Сомневаюсь я однако. Было бы работоспособное - давно бы было в Ф1. там бюджеты и мотивация неограниченные.
VladRussianArms 12-12-2007 07:48

приклольно читать об этом в разделе "Литература по оружию".
Давайте еще про сенокосилки тему сделаем....
vadim 12-12-2007 18:45

можно и про сенокосилки, если их на п/я собирают

а если серьезно то, оборонка присматривается к изделим у которых заявляются высокие удельные показатели - авось сгодится.

только одной удельной мощностью сыт не будешь, на экономичность до определенного момента тоже не смотрели, а вот простота производства, низкая себестоимость - про это следует помнить.

Боливар 13-12-2007 11:25

quote:
Originally posted by VladRussianArms:
приклольно читать об этом в разделе "Литература по оружию".
Давайте еще про сенокосилки тему сделаем....

а чего не нравится то? тоже "импульсная тепловая машина"

я бы ее в
"техническая литература - как памятник инженерной мысли"
засунул (там и сенокосилки есть наверное) но ввиду наличия рецензии и фото решился на отдельную тему

п-ф 13-12-2007 12:26

quote:
(там и сенокосилки есть наверное)

Типа да. С вертикальным взлётом. Гы.
А если серьезно конечно быть должны - бо существовали десятки номерных конезаводов, и ессно без косилки/ворошилки/конных грабель никуда.
VladRussianArms 13-12-2007 21:30

Ну хорошо, пусть ваша сенокосилка даже с вертикальным взлетом ну и какое отношение она имеет к оружию?
Раздел называется "литература по оружию".
Заметьте, даже не "военная техника", а Вы его превращаете в натуральный справочник механизатора и причем чем дальше, тем больше.
tex 16-01-2008 15:57

Боливар
Спасибо за материал, очень интересно. Знаю лишь из альтернативных ДВС про роторно-поршневой двигатель Ванкеля, такие движки Мазда ставила на некоторые свои модели машин. А про такой никогда не слышал.

edit log

Ромбаль-Коше 19-01-2008 14:21

quote:
Originally posted by Боливар:
В третьих после выхода книги бесшатунники строятся помаленьку любителями. Презентация последнего была пару лет назад у самодельщиков СЛА на одном из форумов. В отличие от некоторых, работает.

Очень интересно. Кроме двигателей Ванкеля тоже ничего не слышал. Нельзя ли привести ссылку на описание той самоделки?

Боливар 04-04-2008 10:22

Ромбаль-Коше, извиняйте за молчание на ворпос, отсутствовал.

года два-три назад было обсуждение этого типа мотора с многими фотографиями самоделки на этом форуме

Форум "Жизнь сверхлегкой авиации" http://delta.wtr.ru/wtboard/

только щас там поиск не работает, надо либо спросить либо искалку от гугля прикрутить к архивам