2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что появилось раньше двигатель внутреннего сгорания

Глава 1 история создания двигателей внутреннего сгорания

Глава 1. История создания двигателей внутреннего сгорания.

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешения. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора . Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр , где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

Жан Этьен Ленуар.

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной . Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому инженеру Жану Этьену Ленуару . Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто.

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто . В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания». На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разряжённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15%, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени. Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство. Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Рошем . Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл. Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе , а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге .

Поиски нового горючего.

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом. Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Бензиновый двигатель.

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Юлиус Даймлер . Много лёт он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой полой трубочки, открытой в цилиндр.Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях заставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки . В 1893 году взял патент на карбюратор с жиклёром , который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалась за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

История развития ДВС в 20 веке

Введение

XX век — это мир техники. Могучие машины добывают из недр земли миллионы тонн угля, руды, нефти. Мощные электростанции вырабатывают миллиарды киловатт-часов электроэнергии. Тысячи фабрик и заводов изготавливают одежду, радиоприемники, телевизоры, велосипеды, автомобили, часы и другую необходимую продукцию. Телеграф, телефон и радио соединяет нас со всем миром. Поезда, теплоходы, самолеты с большой скоростью переносят нас через материки и океаны. А высоко над нами, за пределами земной атмосферы, летают ракеты и искусственные Спутники Земли. Все это действует не без помощи электричества.

Человек начал свое развитие с присвоения готовых продуктов природы. Уже на первом этапе развития он стал применять искусственные орудия труда.

Читать еще:  Arcanum паровой двигатель как починить

С развитием производства начинают складываться условия для возникновения и развития машин. Сначала машины, как и орудия труда лишь помогали человеку в его труде. Затем они стали постепенно заменять его.

В феодальный период истории впервые в качестве источника энергии была использована сила водяного потока. Движение воды вращало водяное колесо, которое в свою очередь приводило в действие различные механизмы. В этот период появилось множество разнообразных технологических машин. Однако широкое распространение этих машин часто тормозилось из-за отсутствия рядом водяного потока. Нужно было искать новые источники энергии, чтобы приводить в действие машины в любой точке земной поверхности. Пробовали энергию ветра, но это оказалось малоэффективным.

Стали искать другой источник энергии. Долго трудились изобретатели, много машин испытали — и вот, наконец , новый двигатель был построен . Это был паровой двигатель. Он приводил в движение многочисленные машины и станки на фабриках и заводах.В начале XIX века были изобретены первые сухопутные паровые транспортные средства -паровозы.

Но паровые машины были сложными, громоздкими и дорогими установками. Бурно развивающемуся механическому транспорту нужен был другой двигатель — небольшой и дешевый. В 1860 г. француз Ленуар, использовав конструктивные элементы паровой машины, газовое топливо и электрическую искру для зажигания, сконструировал первый нашедший практическое применение двигатель внутреннего сгорания .

История развития ДВС в 20 веке

Каждый из нас знаком с автомобилем, трактором, тепловозом, другими транспортными и энергетическими установками. Трудно представить себе вашу жизнь без этих привычных машин. Энергетические качества таких машин (способность быстро перемещаться, транспортировать грузы, совершать различные виды работ) определяется качествами их силовой установки, двигателя, ДВС.

В конце XIX века в ряде стран возникла автомобильная промышленность. В царской России неоднократно делались попытки организовать собственное машиностроение. В 1908 г. производство автомобилей было организовано на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе в Риге. В течение шести лет здесь выпускались автомобили, собранные в основном из импортных частей. Всего завод построил 451 легковой автомобиль и небольшое количество грузовых автомобилей. В 1913 г. автомобильный парк в России составлял около 9000 автомобилей, из них большая часть — зарубежного производства.[1]

После Великой Октябрьской социалистической революции практически заново пришлось создавать отечественную автомобильную промышленность. Начало развития российского автомобилестроения относится к 1924 году, когда в Москве на заводе АМО были построены первые грузовые автомобили АМО-Ф-15.

В XX веке ДВС стал основным двигателем в автомобильном транспорте. В 70-х годах почти 80 % суммарной мощности всех существовавших ДВС приходилось на транспортные машины (автомобили, трактора и пр.). Параллельно шло совершенствование гидротурбин, применявшихся на гидроэлектростанциях. Их мощность в 70-х годах XX века превысила 600 МВт.

В первой половине XX века. создали новые типы первичных двигателей: газовые турбины, реактивные двигатели, а в 50-х и ядерные силовые установки. Процесс совершенствования и изобретения первичных двигателей продолжается.

В период 1931-1941 гг. создается крупносерийное и массовое производство автомобилей. В 1931 г. на заводе АМО началось массовое производство грузовых автомобилей. В 1932 г. вошел в строй завод ГАЗ.

В 1940 г. начал производство малолитражных автомобилей Московский завод малолитражных автомобилей. Несколько позже был создан Уральский автомобильный завод. За годы послевоенных пятилеток вступили в строй Кутаисский, Кременчугский, Ульяновский, Минский автомобильные заводы. Начиная с конца 60-х гг., развитие автомобилестроения характеризуется особо быстрыми темпами. В 1971 г. вступил в строй Волжский автомобильный завод им. 50-летия СССР.

В 1899 г. в Петербурге создан первый в мире экономичный и работоспособный двигатель с воспламенением от сжатия. Протекание рабочего цикла в этом двигателе отличалось от двигателя, предложенного немецким инженером Р. Дизелем, который предполагал осуществить цикл Карно со сгоранием по изотерме. В России в течение короткого времени была усовершенствована конструкция нового двигателя — бескомпрессорного дизеля, и уже в 1901 г. в России были построены бескомпрессорные дизели конструкции Г. В. Тринклера, а конструкции Я. В. Мамина — в 1910 г.[2]

Русский конструктор Е. А. Яковлев спроектировал и построил моторный экипаж с керосиновым двигателем.

Успешно работали над созданием экипажей и двигателей русские изобретатели и конст­рукторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчанский и многие Другие. [3]

Основными критериями при конструировании и производстве двигателей вплоть до 70-х годов XX в. оставалось стремление к повышению литровой мощности, а следовательно, и к получению наиболее компактного двигателя. После нефтяного кри­зиса 70 — 80 гг. основным требованием стало получение максимальной экономичности. Последние 10 — 15 лет XX в. главными критериями для любого двигателя стали постоянно растущие требования и нормы по экологической чистоте двигателей и прежде всего по коренному снижению токсичности отработавших газов при обеспечении хорошей экономичности и высокой мощности.

Карбюраторные двигатели, долгие годы не имевшие конкурентов по компактности и литровой мощности, не отвечают сегодня экологическим требованиям. Даже карбюраторы с электронным управлением не могут обеспечить выполнение современных требований по токсичности отработавших газов на большинстве рабочих режимов двигателя. Эти требования и жесткие условия конкуренции на мировом рынке достаточно быстро изменили типаж силовых установок для транспортных средств и прежде всего для легкового транспорта. Сегодня различные системы впрыска топлива с различными системами управления, включая электронные, практически полностью вытеснили использование карбюраторов на двигателях легковых автомобилей.[4]

Коренная перестройка двигателестроения крупнейшими автомобильными компаниями мира в последнее десятилетие XX в. совпала с третьим периодом торможения российского двигателестроения. Из-за кризисных явлений в экономике страны отечественная промышленность не смогла обеспечить своевременный перевод двига­телестроения на выпуск новых типов двигателей. Вместе с тем Россия имеет хороший научно-исследовательский задел по созданию перспективных двигателей и квалифицированные кадры специалистов, способных достаточно быстро реализовать имеющийся научный и конструкторский задел в производстве. За последние 8 — 10 лет разработаны и изготовлены принципиально новые опытные образцы двигателей с регулируемым рабочим объемом, а также с регулируемой степенью сжатия. В 1995 г. разработана и внедрена на Заволжском моторном заводе и на Нижне-Новгородском автозаводе микропроцессорная система управлением топливоподачей и зажиганием, обеспечивающая выполнение экологических норм ЕВРО-1. Разработаны и изготовлены образцы двигателей с микропроцессорной системой управления топливоподачей и нейтрализаторами, удовлетворяющие экологические требования ЕВРО-2. В этот период учеными и специалистами НАМИ разработаны и созданы: перспективный турбокомпаундный дизель, серия дизельных и бензиновых экологически чистых двигателей традиционной компоновки, двигатели, работающие на водородном топливе, плавающие транспортные средства высокой проходимости с щадящим воздействием на грунт и т. п.

Самым распространённым, получившим господствующее применение сегодня, является поршневой двигатель внутреннего сгорания. Он предпочтителен из-за высокой экономичности, что обусловлено высокими степенями сжатия и высокими температурами рабочего тела в цилиндрах ДВС.[5]

Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохраняться в ближайшей перспективе. Основные конкуренты поршневых двигателей — газотурбинные и электрические, солнечные и реактивные силовые установки — пока еще не вышли из этапа создания экспериментальных образцов и небольших опытных партий, хотя работы по их доводке и совершенствованию в качестве автотракторных двигателей продолжаются во многих компаниях и фирмах всего мира.

Современному ДВС присущи высокая мощность, быстроходность, надежность. Эти достоинства обеспечиваются при проектировании конструктором, тепловыми, гидродинамическими и прочностными расчетами ДВС. Расчетами также определяется срок службы каждой детали ДВС в конкретных условиях работы, которые могут оказаться тяжелыми. Достаточно сказать, что температура рабочего тела в камере сго­рания двигателя внутреннего сгорания может достигать 2600° K, а давление при этом нередко превышает 10 Мн/м2. Детали и механизмы ДВС испытывают тепловые и механические нагрузки, характеризующиеся значительным размахом и частотой колебаний.

Над совершенствованием и созданием новых схем и типов двигателей внутреннего сгорания работают многие ученые, конструкторы и инженеры. Ведутся работы по созданию всеядных (многотопливных) двигателей внутреннего сгорания, двигателей внутреннего сгорания, способных работать на газообразном, жидком и даже твердом топливе. Повышается актуальность работ по изысканию и созданию новых видов топлива для ДВС.

На перепутье эволюции: паро-, электро- и бензомобили

Мы ездим на своих «бензинках» и «дизелях», как на пришельцев из будущего косимся на электромобили и только в кино видим паровозы. А ведь все могло сложиться совсем по-другому…

Иногда кажется, что в свое время человечество пересело с конных экипажей в машины с ДВС по какой-то случайности: с таким же успехом на месте бензиновых моторчиков мог оказаться паровой котел с турбиной или электродвигатель с аккумуляторами.

Одним из первых автомобилей Фердинанда Порше был электромобиль, кстати – с мотор-колесами.

На рубеже XIX – XX веков эволюция транспорта стояла на перепутье. Равных эксплуатационных показателей одновременно достигли повозки трех типов – с бензиновыми моторами, с электродвигателями, и к ним в придачу – паровые автомобили. Что интересно, в некоторые периоды времени именно бензиновые двигатели внутреннего сгорания демонстрировали отставание по многим параметрам.

Читать еще:  Шум холодного двигателя рено логан

Паровые автомобили

Пригодные к эксплуатации транспортные средства с паровым двигателем – кареты, омнибусы и дилижансы – появились на дорогах во второй половине 1800-х годов, за несколько десятилетий до изобретения бензинового автомобиля. А в коммерческом использовании паровые автомобили – тягачи и грузовики – появились в 1890 г., когда бензиновые автомобили еще представляли собой утлые четырехместные тележки штучной работы. Одних только паровых грузовиков существовало более 150 марок. В 1900 г. около половины всех автомобилей в США были паровыми. Легковые паровые автомобили выпускались до конца 1920-х годов, грузовики – плоть до 1960-х.

Паровые автомобили в американском Денвере работали в местной службе доставки.

Минусы по сравнению с привычными нам автомобилями были такие:

  • значительная масса;
  • громоздкий двигатель, состоящий фактически из двух устройств – котла и паровой машины;
  • низкая экономичность (касается старых моделей);
  • на запуск после стоянки необходимо не менее 15 – 10 минут;
  • кроме топлива машина расходует воду (несколько литров на 100 км).

Список достоинств был не менее впечатляющим:

  • паровой автомобиль мог обходиться простейшей трансмиссией без коробки передач;
  • паровой силовой агрегат не требовал высокоточного производства;
  • мощный и тяговитый силовой агрегат;
  • безшумность в работе;
  • долговечность;
  • неприхотливость к топливу (уголь, дрова, мазут, керосин).

Паровой автомобиль мог выглядеть и так: Keen Steamliner No. 2 выпуска 1963 г. был построен инженером Чарлзом Кином в Англии.

Даже ранние “паровики” были достаточно быстроходны, например, паровой дилижанс Amedee Bollee образца 1875 г. развивал до 60 км/ч. Самые совершенные модели паромобилей имели КПД до 34 %, что выше, чем у карбюраторных моторов.
Одной из причин фатальной задержки в развитии паровых автомобилей было законодательство – в Англии, одной из стран-лидеров развития техники, в 1831 г. паровики обложили особым налогом. А позднее вышел печально известный закон, предписывающий за 55 метров впереди самодвижущегося экипажа идти человеку с красным флагом.

Электромобили

Как и сегодня, на заре автомобилизации электромобиль привлекал потребителей простотой в обращении. Срабатывал и психологический фактор –дымящие паромобили и тарахтящие под ароматы масла «бензинки» с непривычки настораживали почтенную публику, а безшумные электромобили нравились даже дамам.

Но это были не единственные плюсы электропривода образца 1900-х.

  • простота управления;
  • высокая надежность;
  • комфортность обращения (эксплуатации) в целом;
  • хорошие динамические показатели.

Электромобиль мог еще в начале ХХ века захватить лидерство и стать доминирующим транспортом человечества. Но тримуф электротяги отложили на 100 лет.

Самым существенным минусом электромобиля той поры был малый запас хода: со стандартными свинцово-кислотными аккумуляторами машины пробегали порядка 50 – 60 км, с более дорогими улучшенными железо-никелевыми – около 130 км.

Да и остальные недостатки, как ни странно, у первых электромобилей были те же, что и у нынешних:

  • ограниченный запас хода;
  • продолжительное время зарядки батарей;
  • большая масса;
  • высокая цена.

Впрочем, в определенные периоды и в некоторых странах электромобили покупали не хуже, чем транспорт с двумя другими типами силовых агрегатов. Например, в американских городах они работали как “Скорая помощь”, такси и транспорт ритуальных служб, была служба электротакси и в Париже.

Автомобили с ДВС

По сравнению с паро- и электромобилями бензиновые экипажи были самыми сложными по устройству. Двигатель имел хитрый газораспределительный механизм, высокоточные системы питания и зажигания. Важным минусом была сложность с запуском бензинового мотора, особенно до изобретения электростартера, ведь не каждый водитель был готов всякий раз крутить пусковую рукоятку и настраивать манетки карбюратора и зажигания.

Недостатки бензиновых автомобилей начала ХХ ст.:

  • необходимость высокотехнологичного производства;
  • низкая надежность по причине сложности устройства;
  • сложности с запуском
  • узкий рабочий диапазон оборотов двигателя – необходимость сложной многоступенчатой трансмиссии;
  • дороговизна бензина

Серийные двигатели внутреннего сгорания в начале ХХ века не были образцом надежности. Во всяком случае, электромобили в этом плане были лучше.

А в пользу “бензомобилей” тогда говорили:

  • легкость и компактность двигателя;
  • высокая автономность хода;
  • короткое время подготовки к поездке включая заправку топливом.

Одной из последних капель, перевесивших чашу весов в пользу бензиновых машин стало налаживание их массового производства в Америке (Ford T) и Европе (Renault нескольких моделей), что привело к снижению цен на машины с ДВС.

Победа! Но окончательная ли?

Но в начале 1920-х годов в гонке концепций силовых агрегатов вперед уверенно вырвался двигатель внутреннего сгорания. Сработал количественный фактор – конструкторы накопили целый комплект усовершенствований, которые устранили основные недостатки двигателей внутреннего сгорания. Определившегося наконец лидера в лице ДВС активно и массово поддержали автопроизводители – и пар с электричеством признали поражение. Но навсегда ли?

Что появилось раньше двигатель внутреннего сгорания

Огнеслав (Игнатий) Степанович (Стефанович) Костович — изобретатель и конструктор.

Закончив Высшее техническое училище и школу судовождения, работал в торговом флоте — водил каботажные суда.

Во время русско-турецкой войны 1877 — 1878 гг. Костович командовал кораблем «Ада». «Я славянин, и за мать всех славян — Россию — готов отдать жизнь!» – эти слова приписывают 26-летнему Костовичу, который таким образом ответил согласием на просьбу представителя русской армии остаться капитаном парохода «Ада», которое приобрело русское морское ведомство для обеспечения переправы войск через Дунай.

Однажды «Ада», шедшая порожняком, была обстреляна турецким броненосцем. Получив серьезные пробоины, судно пошло ко дну. Экипаж был спасён, но контуженный Костович ещё долго выздоравливал. Во время выздоровления он упорно трудился над своим первым проектом — конструкцией подводной лодки. Об этих занятиях стало известно австро-венгерской администрации. Костовичу было предложено раскрыть своё изобретение, на что он ответил отказом.

В октябре 1878 г. он подал прошение императору Александру II о получении российского гражданства и использовании своих изобретений в России и вскоре переселился в Россию.

Здесь он впервые пробует свои силы в качестве одного из создателей истории воздухоплавания в России. Он первым подаёт мысль об учреждении Русского общества воздухоплавания.

За двадцать лет до Цеппелина, Огнеслав конструирует жёсткое воздушное судно — дирижабль «Россия» — и создаёт для него бензиновый двигатель с водяным охлаждением и электрическим зажиганием.

История конструкций самолётов была бы неполной без трипланов и гидропланов Костовича.

На счету конструктора – огромное множество изобретений, часть из которых была запатентована.

На рубеже веков Костовича навестили родственники, пытавшиеся уговорить его вернуться в Сербию. Но к тому времени даже конфликт с родными могу повлиять на решение Костовича остаться в России.

Он умер в обычном номере петербургской гостиницы «Москва» 30 декабря 1916 г. Похоронили изобретателя на Преображенском кладбище Санкт-Петербурга (некоторые источники в качестве места захоронения указывают Преображенское кладбище г. Москва).

Конструкторская деятельность

Сегодня достаточно сложно составить полный список изобретений Костовича. Это и такие простые вещи, как технология использования воздушных шаров для сигнализации на море, и такие сложные механизмы как двигатель внутреннего сгорания. Представляет интерес и его идея о воздушной торпеде, электроаэронавтический телеграфный аппарат, а также оборудование для подъема утонувших кораблей. Костович реализовал права почти на сотню изобретений, но многие из них так и остались на бумаге.

Предполагается, что какая-то часть его разработок, связанных с военными нуждами, так и не была предана публичности.

Подводная лодка

Проект «рыбы-лодки» Костовича рассмотрели на заседании Ученого отделения Морского технического комитета уже 10 ноября 1878 года. Субмарина на 8 человек была с одним гребным винтом, приводимым в движение двумя моряками. В носовой части располагалась «метательная труба», прообраз торпедного аппарата, для поочередного пуска 12 торпед с помощью сжатого воздуха, используемого и для дыхания команды. Проект содержал много недостатков и подвергся критике, главным образом из-за отсутствия достаточно мощного двигателя, призванного сообщить лодке необходимую скорость.

Костович взял проект на доработку и серьезно занялся изучением существовавших в те годы двигателей. Он посещает библиотеки, встречается с передовыми учеными и однажды попадает на доклад Д.И. Менделеева о проектах стратостата с герметической кабиной и дирижабля, содержавшего баллоны со сжатым воздухом.
История воздухоплавания в России так увлекает Костовича, что уже в августе 1879 г. он представляет членам «Первого русского общества воздухоплавателей» собственный проект дирижабля «Россия».
Несмотря на неудачную судьбу самого дирижабля, знаменательной оказалась судьба изобретений, лежавших в его основе.

Двигатель внутреннего сгорания О.С. Костовича

В 1879 году О.С.Костович приступил к разработке двигателя внутреннего сгорания с циклом Отто и применением жидкого легкого топлива.
В 1880 г. Костович изготовил уменьшенную модель двигателя с двумя цилиндрами. Успешные испытания дали уверенность в возможности создания более мощного мотора для дирижабля и для подводной лодки, проект которой он вторично представил Морскому ведомству в том же году, а в начале следующего установил двухцилиндровый движок на катер собственной конструкции. Проба новинки позволила сконструировать комбинацию из четырех таких моторов.

К 1883 году двигатель был построен, испытания и доводка продолжались до 1885 года. В результате при массе 240 кг был создан 80-сильный бензиновый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с электрическим зажиганием. ДВС с совокупностью таких прогрессивных свойств тогда не существовало.

Читать еще:  Бестопливная энергетика схема двигателя

Костович впервые на ДВС применил электрическое зажигание и встречное движение поршней в оппозитно расположенных цилиндрах. Первая новация вскоре стала общей для всех ДВС, а вторую спустя сорок лет, в 1920 г., запатентовала знаменитая авиационная фирма Г. Юнкерса. По аналогичной схеме были сделаны многие дизельные моторы.
Также впервые в качестве топлива предлагалось использовать бензин, до этого употребляемый в хозяйстве лишь домохозяйками и косметологами.

Известно, что 14 мая (по старому стилю) 1888 г. он обратился в Департамент торговли и мануфактур, ведавший патентными делами, с прошением о выдаче ему десятилетней привилегии на «усовершенствованный двигатель, действующий бензином, керосином, нефтяным, светильным и другими газами и взрывчатыми веществами». Тогда же Костович обратился за патентами на свой двигатель в США и Англию, причем, получил их даже раньше, чем в России.
Русскую привилегию (патент) ему выдали только 4 ноября 1892 г.

Знаменитый двигатель Костовича представлял собой восьмицилиндровый двигатель с горизонтальным расположением цилиндров, соединенных в две группы по четыре цилиндра. Кинематическая схема двигателя Костовича во многом напоминала паровую машину. Такая схема не позволяла сделать мотор компактным и, конечно, утяжеляла, усложняла его. Пары оппозитно расположенных цилиндров были установлены на общей станине, а движение всех поршней передавалось общему коленвалу и связанному с ним цепной передачей кулачковому валу.
Топливовоздушная смесь из карбюратора поступала к впускным клапанам цилиндров по четырем патрубкам через дроссельные краны. Зажигание — электрическое, током низкого напряжения с применением подвижных контактов. Охлаждение цилиндров — водяное. Смазка трущихся поверхностей осуществлялась масленками. Для равномерности хода двигателя использовался маховик больших размеров.

После неудачи с постройкой дирижабля «Россия» Огнеслав Стефанович пытался наладить производство своих двигателей в качестве стационарных. Известно, что в 90-х гг. один из них мощностью в 64 л.с. работал на заводе Костовича в Рыбацком. Несколько двигателей меньшей мощности строились по заказам. Но широкого распространения мотор не получил.
Уже в советское время о моторе Костовича стали писать, что он — первый в мире бензиновый двигатель внутреннего сгорания, о том, что сведения о засекреченном двигателе Костовича неведомыми путями стали известны в Германии (данное утверждение небезосновательно, поскольку в военном министерстве и русских научных кругах на тот момент было немало немцев). Факты этого не подтверждают, что, впрочем, нисколько не умаляет заслуг О.С.Костовича.

Следует отметить, что практически сразу двигатель Костовича был засекречен, и вплоть до 1947 года он находился в помещениях ремонтного завода при Охтинской судоверфи Петербурга.

Позже он был представлен в музее при Военно-воздушной академии в подмосковном городе Монино (экспозиция «Авиадвигатели»). B 1965 г. было изготовлено два макета двигателя, с помощью которых посетителям музея демонстрировали работу двигателя внутреннего сгорания О.С. Костовича.

Фанера Костовича

Вторым ноу-хау несостоявшегося дирижабля «Россия» стал материал оболочки – фанера в сегодняшнем понимании этого слова. Тогда же под ним подразумевались тонкие древесные листы (шпон).

Костович называл свой материал «арборитом» и даже построил одноимённый завод под Петербургом. Основной его продукцией были изделия из арборита: бочки для вина и керосина, ящики, сундуки, чемоданы, строительные детали и даже фанерные разборные домики.

Отработка технологии производства фанеры и внедрение ее в практику относится к 1880—1888 гг. Первоначально О. С. Костович производил опыты над созданием разного рода “древесных масс” и для этого смешивал в разных пропорциях раздробленную древесину с различными компонентами. В ходе этих работ О. С. Костович пришел к заключению, что можно, “не раздробляя волокон древесины, разделять их на слои и затем соединять их более выгодным способом, нежели это имеется в природном построении дерева”.
При склеивании не менее трех древесных листов со взаимно перекрещивающимися направлениями волокон получались листы арборита, примерно равнопрочные во всех направлениях. Для изготовления шпона О. С. Костович построил свою “шелушильную машину”. Склеивание листов он производил им же изобретенным “клеем-цементом”. Этот клей не только скреплял листы, но и проникал во все поры распаренной древесины, делая арборит не поддающимся гниению, не восприимчивым к атмосферной влаге и потому постоянным в массе. Рецепт клея-цемента не дошел до нас, но, судя по имеющимся данным, это был примерно альбуминно-казеиновый клей или что-то близкое к нему.

Два десятка лет спустя О. С. Костович запатентовал технологию производства арборита-фанеры в США, где ему был выдан патент от 4 сентября 1906 г. В России он получил “Привилегию” в 1887 г., которая была продлена в 1892 и 1902 гг.

Самолёты Костовича

В 1879 г. Костович демонстрировал свои летающие модели вертолета, самолета и орнитоптера, а в 1881 г. приступил к постройке самолета в натуральную величину. В каталоге воздухоплавательной выставки 1911 г. сказано, что О. С. Костович действительно строил летательный аппарат. О том же было сказано и в докладе А. Эвальда в Русском техническом обществе 12 марта 1883 г. Постройка самолета не была доведена до конца видимо по той причине, что двухцилиндровый бензиновый двигатель Костовича оказался недостаточным по мощности и слишком громоздким. К тому же всё внимание изобретателя тогда заняла постройка дирижабля “Россия”.

После длительного перерыва история конструкций самолётов Костовича получает новый толчок в 1911 г.
31 октября 1911 г. он получил “Привилегию” на две схемы самолетов: сухопутного триплана и аэрогидроплана, имевших ряд общих частей. В схемах обоих самолетов характерны вращаемые от двигателя лопастные гребные колеса, которые автор думал использовать для разбега по воде и для “висения на месте” в воздухе. В проекте были даны принципиальная схема воздушных тормозов в форме раздвижного вертикального оперения, противокапотажного шасси, принудительного ускорения потока под и над крылом. Корпус самолета имел форму лодки, что также было новым для 1911 г.

Двигатель, судя по “Привилегии”, предусматривался ротативный 4-цилиндровый, вращавшийся вместе с 4-лопастным винтом, вероятно, конструкции А. Г. Уфимцева в 40 л. с.; триплан не строился.
В аэрогидроплане был широко применен арболит, из которого была сделана лодка, лонжероны крыльев и другие части. При его постройке никаких гребных колес О. С. Костович не делал, а снабдил лодку по ватерлинии водонепроницаемыми крылышками поперечной остойчивости — “жабрами”, как их теперь называют, сделанными впервые в мире. Схема самолета — парасоль. Постройка не была закончена, вероятно, из-за отсутствия двигателя. После 1912 г. документальных сведений об этом самолете нет.
“Гидроаэроплан” Костовича 1914 г. Это был двухместный двухпоплавковый биплан; кабина закрытая, управление двойное, поплавки плоскодонные без редана, транец их округлен сверху; почти все было сделано из фанеры. Постройка велась в 1913—1914 гг., самолет был закончен, но не испытывался.
Моноплан-амфибия Костовича 1916 г. Это двухместная летающая лодка, подкосный парасоль с подкрыльными поплавками. Корпус лодки — плоскодонный, с реданом и транцем, широкий. Кабина открытая, перед крылом. Крыло постоянного профиля, двухлонжеронное с полотняной обтяжкой, размах его — около 11 м. Двигатель мощностью 100 л. с. (по-видимому, рядный). Хвостовое оперение было вынесено над транцем лодки. У бортов ее было колесное шасси. Самолет не был закончен из-за смерти О. С. Костовича, последовавшей в 1916 г.

Интересные факты и легенды:

Костович каждый год славил Крестную Славу – день Святителя Николая. Наряду со многими друзьями, постоянным почетным гостем на его Славе был ученый Менделеев.

Был женат, имел трёх дочерей. Две дочери Костовича жили в Белграде, одна из них вышла замуж за сербского офицера, во время 1-й мировой войны добровольно стала санитаркой.

Когда в декабре 1916 года стало известно о кончине Костовича, в газетах писали: «…ушел блестящий изобретатель и ученый, человек, по многим причинам заслуживающий, чтобы будущие поколения помнили его необычную судьбу и научный подвиг».

1. Дирижабли на войне / Сост. В. А. Обухович, С. П. Кульбака. — Мн.: Харвест; М.: ООО «Издательство ACT», 2000. — 496 с. (Профессионал). // Под общей редакцией А. Е. Тараса.
2. Шавров В.Б. История конструкций самолетов в СССР до 1938 г.-3-е изд, исправл.-М.:Машиностроение,1985
3. Бурче Е.Ф. Петр Николаевич Нестеров. М. : Мол. гвардия, 1955, Серия: — «Жизнь замечательных людей»
4. Курихин О. Еще один утраченный приоритет – Двигатель. — №4 (22) июль-август 2002
5. Черненко Г. Двигатель для дирижабля «Россия» — Изобретатель и рационализатор». — №2(650) 2004 г.
6. Г.А.Давыдов. Двигатель внутреннего сгорания О.С. Костовича. Памятники науки и техники

Источник


Журнал «Воздухоплаватель» с изображением «аэроскафа» О. С. Костовича

«Аэроскаф» Огнеслава Костовича. Рисунок 1910 г.

Чертёж дирижабля «Россия»

Бомбардировка с аэростата вражеской крепости. Проект О.С. Костовича

Так мог бы выглядеть дирижабль «Россия»

О.С. Костович у своего мотора

Великая Страна СССР — Союз Советских Социалистических Республик!

Адрес страницы сайта, нарушающей, по Вашему мнению, авторские права;
Ваши ФИО и e-mail;
Документ, подтверждающий авторские права.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector