Американці випробували авіаційний двигун дизельного циклу

Американська компанія Engineered Propulsion Systems спільно з ВПС США провели випробування авіаційного двигуна Graflight 8, що працює за циклом Дизеля. Як пише Aviation Week, випробування, що відбулися, визнані успішними; сертифікація нової силової установки, яка дозволить використовувати її на серійних літаках, намічена на кінець поточного року.

Сучасні легкі гвинтові літаки зазвичай оснащуються поршневими двигунами, що працюють за циклом Отто. При такому циклі спочатку відбувається стиснення робочого тіла, потім його підпалив, розширення робочого тіла і його охолодження.

У двигуні цей цикл виглядає так: спершу в циліндр подаються паливо і повітря, які потім стискаються поршнем, після чого стиснута повітряно-паливна суміш підпалюється іскрою. При згорянні суміші утворюються гарячі гази, суміш розширюється і штовхає поршень, який вже приводить колінвал, що перетворює поступальний рух поршнів на обертальний.

Двигун, заснований на циклі Дизеля, працює дещо інакше. У ньому в циліндр спершу подається повітря, яке потім різко стискається поршнем. Під час стиснення температура повітря в циліндрі різко піднімається. На піку стиснення в циліндр впорскується паливо, яке самозаймається при контакті з гарячим повітрям. Потім починається процес розширення суміші, яка штовхає поршень.

Авіаційні поршневі двигуни мають відносно невелику масу, але конструкційно складні, оскільки вимагають складної системи управління впорском палива і підпалом. Крім того, такі двигуни працюють на авіаційному бензині. Випробуваний Engineered Propulsion Systems двигун Graflight 8 працює на авіаційному гасі для реактивних двигунів.

Гас для реактивних двигунів має більшу енергетичну щільність, ніж авіаційний бензин. При цьому завдяки дизельному циклу Graflight 8 здатний ефективніше спалювати надходить палива. В результаті, за оцінкою розробників, паливні витрати при використанні їх двигуна виявляться на 45 відсотків менше, ніж при використанні порівнянної за потужністю звичайної поршневої установки.

Новий авіаційний двигун розробляється як заміна поршневих бензинових двигунів потужністю 320-420 кінських сил. Незважаючи на те, що розробка частково фінансується ВПС США, нова силова установка буде використовуватися переважно в цивільній легкій авіації.

Як очікується, після отримання на Graflight 8 сертифіката Федерального управління цивільної авіації США, Engineered Propulsion Systems почне серійне виробництво двигуна в першому кварталі 2018 року. Спершу двигуни будуть випускатися тільки для нових літаків, але потім буде розроблений і комплект для установки Graflight 8 на вже існуючі типи літальних апаратів.

Восьмициліндровий двигун Graflight 8 здатний розвивати потужність до 350 кінських сил і пристосований для роботи на висотах до 9,1 тисячі метрів. Зазвичай двигуни дизельного мають більшу, ніж бензинові установки, масу. Справа в тому, що циліндрам під час циклів стиснення і розширення потрібно витримувати великий тиск, що вимагає додаткового зміцнення конструкції.

Розробники стверджують, що Graflight 8 за масою можна порівняти з аналогічними за потужністю поршневими двигунами. Яким чином вдалося домогтися зниження маси установки, не уточнюється. Новий двигун є мультитопливним і може працювати на авіаційних гасах марок Jet A і JP-8 (паливо для цивільних і військових літаків відповідно) або на звичайному дизельному паливі.

Слід зазначити, що сьогодні існує кілька типів двигунів дизельного циклу, що використовуються на цивільних літаках, проте ці установки є адаптацією існуючих автомобільних дизельних двигунів. Graflight 8 розроблявся з нуля і спочатку призначався тільки для установки на літаки і можливої адаптації для використання на вертольотах.

Двигуни, що працюють за дизельним циклом, розглядаються як силові установки для пасажирських вертольотів майбутнього. Зокрема, дослідження з використання таких силових установок проводяться в рамках європейської програми Clean Sky 2.

Передбачається, що вертолітні поршневі двигуни дизельного циклу, що працюють на авіаційному гасі, будуть споживати менше палива. Крім того, вважається, що такі двигуни будуть більш екологічними. При цьому перехід на дизельне паливо не розглядається, оскільки при його згорянні викидаються небезпечні сполуки сірки і сажа.