Большая Советская энциклопедия (ГА)

  См. также лит. при ст. Авиационная газовая турбина .

  С. З. Копелев.

Рис. 4. Схема газотурбинного двигателя, работающего по замкнутому циклу: 1 — поверхностный нагреватель; 2 — турбина; 3 — компрессор; 4 — охладитель; 5 — регенератор; 6 — аккумулятор воздуха; 7 — вспомогательный компрессор.

Рис. 2. Рабочий цикл газотурбинного двигателя в PV-диаграмме: 1Р_Н

Р₂ 2 — L_К ; 4Р_Н Р₂ 3 — L_Т ; 4 123 — L_е ; 4¹ 123¹ — L¹

₂ .

Рис. 1. Газотурбинный двигатель: 1 — центробежный компрессор; 2 — камера сгорания; 3 — топливная форсунка; 4 — сопловой аппарат; 5 — рабочее колесо турбины; 6 — выхлопной патрубок.

Рис. 3. Схема газотурбинного двигателя с регенерацией тепла, охлаждением воздуха в процессе сжатия и подогревом газа в процессе расширения: 1 — пусковой двигатель; 2, 3, 4 — компрессоры низкого, среднего и высокого давления; 5 — камера сгорания; 6, 7 — турбины высокого и низкого давления; 8 — регенератор; 9 — охладитель воздуха.

Газотурбовоз

Газотурбово'з, локомотив с газотурбинным двигателем (ГТД) или комбинированным двигателем, свободнопоршневым генератором газа

(СПГГ), соединённым с газовой турбиной. Почти все существующие Г. имеют одновальную газотурбинную установку открытого цикла с электрической передачей (рис. 1 ).

  Г. появились впервые в США в 1948, в 1969 на железной дороге Юнион Пасифик эксплуатировалось до 50 Г. с ГДТ мощностью 3300 квт (4500 л. с. ) и 6300 квт (8500 л. с.). Отдельные Г. были изготовлены также в Великобритании, Швеции, Швейцарии и Чехословакии. Первые советские Г. находятся в эксплуатации с 1965.

  Силовая установка Г. с электрической передачей состоит из газовой турбины, компрессора, генератора постоянного тока и тяговых электродвигателей. Генератор обеспечивает питание электрической энергией тяговых электродвигателей, устанавливаемых обычно по одному на каждую движущую ось локомотива.

  Вид передачи мощности от вала газовой турбины к движущим колёсам Г. определяется типом ГТД и его назначением. При одновальном ГТД применяется электрическая передача тепловозного типа; т. н. жёсткие передачи, использование которых возможно в Г. при многовальном двигателе, бывают механические (главный редуктор, карданы, осевые редукторы) или электрические переменного тока (синхронные генераторы, асинхронные короткозамкнутые двигатели). На Г. имеется также пусковая установка, обычно дизельная — 150—240 квт (200—300 л. с. ). Её основное назначение — довести скорость вращения генератора до величины, при которой компрессор начинает подавать воздух в камеру сгорания. Кроме того, эта установка передвигает локомотив, когда он следует без состава, и питает ряд вспомогательных агрегатов. Газотурбинная установка Г. обычно работает на тяжёлом жидком топливе или газе.

  Г. имеют ряд преимуществ не только перед паровозами, но по некоторым показателям и перед тепловозами. Так, удельная масса Г., т. е. масса па единицу мощности, составляет около 50% массы паровоза и 75% массы тепловоза; компактность газотурбинной установки позволяет уменьшить длину локомотива примерно в 2 раза по сравнению с тепловозом равной мощности; силовая установка Г. не требует водоснабжения; простота конструкции газотурбинного агрегата обеспечивает надёжность и бесперебойность его работы, облегчает обслуживание и текущий ремонт. Управление Г. сводится к регулированию подачи горючего в камеру сгорания. Надлежащий режим электрической передачи обеспечивается автоматически.

  Г. Коломенского тепловозостроительного завода Г1-01 (рис. 2 ) отличается высокой надёжностью ГТД, простотой ухода и ремонта, возможностью работы на тяжёлом топливе.

  Развитие газотурбовозостроения пока не вышло из опытной стадии, главным образом из-за сравнительно невысокого кпд (примерно в 2 раза ниже кпд тепловоза). Ведутся работы над повышением кпд Г. Например, Луганским тепловозостроительным заводом построен опытный Г. с СПГГ мощностью 2200 квт (3000 л. с.). Силовая установка состоит из 4 электрических генераторов, работающих на одну газовую турбину, гидромеханической передачи и вспомогательного оборудования. Подобные опытные Г. созданы также во Франции и Швеции. Кпд таких Г. может достигать 30—32%.

  Лит.: Белоконь Н. И., Газотурбинные локомотивы, «Железнодорожный транспорт», 1955, № 4: Локомотивные газотурбинные установки, М., 1962; Бартош Е. Т., Газотурбовозы, М., 1963; Вопросы создания мощных газотурбинных локомотивов. [Сб. ст.], М.,.1966.

  Е. Т. Бартош.

Рис. 1. Схема одновальной газотурбинной установки открытого цикла: 1 — воздушный компрессор; 2 — газовая турбина; 3 — камера сгорания; 4 — атмосферный воздух; 5 — отработавшие газы; 6 — топливо.

Рис. 2. Расположение силового оборудования газотурбовоза Г1-01: 1 — компрессор; 2 — турбина; 3 — камеры сгорания; 4 — редуктор; 5 — главные генераторы; 6 — вспомогательный дизель; 7 — высоковольтные камеры; 8 — холодильник газотурбинного двигателя; 9 — топливный бак; 10 — тормозной компрессор.