Question

История создания турбин

Answer 1

Принцип турбонаддува был запатентован Альфредом Бюхи в 1911 году в патентном ведомстве США.

Номер патента (1006907 October 1911 Buchi).

История развития турбокомпрессоров началась примерно в то же время, что и постройка первых образцов двигателей внутреннего сгорания. В 1885—1896 г. Готлиб Даймлер и Рудольф Дизель проводили исследования в области повышения вырабатываемой мощности и снижения потребления топлива путем сжатия воздуха, нагнетаемого в камеру сгорания. В 1905 г. швейцарский инженер Альфред Бюхи впервые успешно осуществил нагнетание при помощи выхлопных газов, получив при этом увеличение мощности на 40%. Это событие положило начало постепенному развитию и внедрению в жизнь турботехнологий. Сфера использования первых турбокомпрессоров ограничивалась чрезвычайно крупными двигателями, в частности, корабельными. В авиации с некоторым успехом турбокомпрессоры использовались на истребителях с двигателями Рено ещё во время Первой Мировой войны. Ко второй половине 1930-х развитие технологий позволило создавать действительно удачные авиационные турбонагнетатели, которые у значительно форсированных двигателей использовались в основном для повышения высотности. Наибольших успехов в этом достигли американцы, установив турбонагнетатели на истребители P-38 и бомбардировщики B-17 в 1938 году. Уже в годы войны в США был создан истребитель P-47 с очень мощным турбонагнетателем, который был сделан отключаемым и использовался для форсажа, резко увеличивая мощность и расход топлива.

В автомобильной сфере первыми начали использовать турбокомпрессоры производители грузовых машин. В 1938 г.на заводе «Swiss Machine Works Sauer» был построен первый турбодвигатель для грузового автомобиля. Первыми легковыми автомобилями, оснащенными турбинами были Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire, вышедшие на американский рынок в 1962—1963 г. Несмотря на очевидные технические преимущества, низкий уровень надежности привел к быстрому исчезновению этих моделей. Начало использования турбодвигателей на спортивных автомобилях, в частности на Formula 1, в 70-х годах привело к значительному увеличению популярности турбокомпрессоров. Приставка «турбо» стала входить в моду. В то время, почти все производители автомобилей предлагали как минимум одну модель с бензиновым турбодвигателем. Однако, по прошествии нескольких лет, мода на турбодвигатели начала проходить, так как выяснилось, что турбокомпрессор, хотя и позволяет увеличить мощность бензинового двигателя, сильно увеличивает расход топлива. На первых порах задержка в реакции турбокомпрессора была достаточно большой, что также являлось серьезным аргументом против установки турбины на бензиновый двигатель.

Коренной перелом в развитии турбокомпрессоров произошел с установкой в 1977 г. турбокомпрессора на серийный автомобиль Saab 99 Turbo и затем, в 1978 г. выпуском Mercedes-Benz 300 SD, первого легкового автомобиля, оснащенного дизельным турбодвигателем. В 1981 г. за Mercedes-Benz 300 SD последовал VW Turbodiesel. При помощи турбокомпрессора производителям удалось увеличить эффективность работы дизельного двигателя до уровня бензинового, сохранив при этом значительно более низкий уровень выброса в атмосферу выхлопных газов. Вообще, дизельные двигатели имеют повышенную степень сжатия и, в следствие адиабатного расширения на рабочем ходе, их выхлопные газы имеют более низкую температуру. Это снижает требования к жаропрочности турбины, и позволяет делать более дешёвые или более изощрённые конструкции. Именно поэтому турбины на дизельных двигателях встречаются гораздо чаще, чем на бензиновых, а большая часть новинок (например, турбины с изменяемой геометрией) сначала появляется именно на дизельных двигателях.

Answer 2

История создания турбин богата и охватывает множество различных видов турбин, начиная от водяных мельниц до современных газовых и паровых турбин, используемых в энергетике и авиации. Вот краткий обзор этой истории:

1. Водяные мельницы: Использование водяных турбин насчитывает тысячи лет и было одним из ранних применений турбин. Водяные мельницы использовали вращение водных турбин для перемалывания зерна и выполнения других механических задач.

2. Водяные турбины: В 19 веке инженер Фрэнсис Тербин разработал гидротурбину, которая стала первой гидротурбиной с постоянной формой лопаток. Это значительно улучшило эффективность использования водной энергии для производства электроэнергии.

3. Паровые турбины: В 1884 году Чарльз Керранс разработал первую паровую турбину, которая стала основой для создания современных паровых турбин, используемых в энергетике и морском транспорте.

4. Газовые турбины: В 1930-х годах Алан Артурович Гришин и Алексей Александрович Вихрев в СССР разработали и создали первую рабочую газовую турбину. Газовые турбины быстро стали важным компонентом в авиации и энергетике, благодаря своей высокой мощности и эффективности.

5. Ветряные турбины: Ветряные турбины начали использоваться для производства электроэнергии в 20 веке. Сначала они были маломощными, но с развитием технологий стали значительно более эффективными и распространенными источниками возобновляемой энергии.

6. Морские турбины: Морские турбины, работающие на приливных и потоковых энергиях, также являются современной разработкой, предназначенной для использования океанских ресурсов для производства электроэнергии.

История создания турбин связана с постоянными усовершенствованиями технологий и развитием новых приложений для этих устройств в различных отраслях. Турбины стали ключевыми компонентами многих промышленных и энергетических систем и продолжают развиваться в наши дни.