Двигатель внутреннего сгорания отличается от паровых машин тем, что у него топливо сгорает непосредственно внутри рабочего цилиндра, поршень которого через специальную передачу приводит в движение какое-либо механическое устройство (насос, колеса, гребной вал и т. д.). Топливом является газ, либо горючая жидкость (спирт, бензин, керосин, соляровое масло и т. д.).

Поначалу изобретатели создавали в основном газовые двигатели внутреннего сгорания. Еще в 1801 г. француз Лебон (Lebon) предложил сжимать светильный газ и воздух отдельными насосами, а затем смешивать их в особой камере.

Глава 4. Подводные лодки с двигателем внутреннего сгорания

Газовый мотор Ленуара (вид сверху). А — рабочий цилиндр; S, SI — золотники, G, Н — эксцентрики, К — рабочий вал, М — спираль Румкорфа

Эту смесь следовало подавать в рабочий цилиндр и там воспламенять. Под действием высокой температуры давление газа сильно повышается, оно заставляет двигаться поршень, соединенный рычажной передачей с насосом[81].

В 1820 г. англичанин Сесил (Cecil) реально создал первый в мире газовый мотор. Он воспламенял в рабочем цилиндре смесь водорода с воздухом, вследствие чего поршень поднимался. При охлаждении под поршнем получалось разрежение и тогда давление атмосферного воздуха опускало поршень вниз (машины, у которых поршень опускался в результате давления внешнего воздуха, получили название «атмосферных»). Однако практического применения его двигатель не получил ввиду крайне низкого коэффициента полезного действия (КПД).

В 1823-26 гг. англичанин Браун (S. Brown) получил два патента на двигатель, в рабочем цилиндре которого воздух разрежался посредством взрывов небольших зарядов пороха. По предложенному им принципу другие изобретатели создали несколько вариантов двигателей «взрывного действия», приводивших в движение суда небольшого водоизмещения.

В 1830-50-е годы были запатентованы или построены более двадцати различных образцов двигателей внутреннего сгорания, работавших на газе. Это моторы Райта, Барнета, Барзанти, Маттеучи, Рейтмана и других.

В 1859-60 гг. французский изобретатель Этьен Ленуар (Etienne Lenoir; 1822–1900) создал двигатель внутреннего сгорания двойного действия, с водяным охлаждением рабочего цилиндра, работавший на светильном газе.[82] Газ воспламенялся электрической искрой от спирали Румкорфа. Мощность двигателя составила 12 лошадиных сил.

Хотя КПД газового мотора Ленуара не превышал 5 % (т. е. был аналогичен КПД паровых машин), он получил широкое распространение в 60-80-е годы XIX века. Выгодными его сторонами являлись малогабаритность, отсутствие парового котла и топки, быстрота и легкость приведения в действие, удобство хранения легкого топлива в резервуарах под давлением. Кроме того, хотя мотор Ленуара сильно шумел, работал он плавно и довольно надежно.

Глава 4. Подводные лодки с двигателем внутреннего сгорания

Четырехтактный газовый мотор Отто-Лангена (1866 г.)

В 1864-66 гг. немецкие изобретатели Николай-Август Отто (Nikolaus-August Otto; 1832–1891) и Евгений Ланген (Eugene Langen) сконструировали газовую «атмосферную машину» с КПД 15 %. Она стала первым по-настоящему работоспособным двигателем внутреннего сгорания. Троекратное превосходство над мотором Ленуара способствовало тому, что мотор Отто-Лангена очень быстро завоевал всеобщее признание. За десять лет Отто построил на своем заводе в Дейтце (недалеко от Кёльна) более 5000 таких двигателей.

Наконец, в 1876 г. Отто создал четырехтактный газовый двигатель внутреннего сгорания. В нем были реализованы следующие принципы:

1) всасывание смеси газа и воздуха в течение первого хода поршня;

2) сжатие смеси во время второго хода;

3) воспламенение ее при «мертвом» положении поршня и расширение смеси во время третьего хода;

4) выталкивание смеси в течение четвертого хода. При этом цилиндр попеременно действовал то как насос, то как рабочий цилиндр.

Двигатель внутреннего сгорания такого типа оказался очень удобным в эксплуатации и получил широчайшее распространение во всем мире. Ряд заводов в Германии, Франции, Великобритании, США и других странах наладил выпуск четырехтактных газовых моторов типа Отто, с внесением различных изменений в их конструкцию.

Примерно в это же время (в 1872-76 гг.) американец Джордж Брайтон (George Brayton; 1830–1892) из Филадельфии создал первый в мире двигатель внутреннего сгорания с карбюратором. Этот прибор готовил смесь воздуха с керосином (или бензином) вне рабочего цилиндра, а затем впрыскивал ее в цилиндр, где происходило воспламенение. Тем самым был открыт путь для перехода на жидкое топливо.

В течение 80-90-х гг. XIX века все фирмы Европы и Америки, выпускавшие газовые моторы типа Отто, наладили производство карбюраторных керосиновых (либо бензиновых) двигателей, тоже работавших по циклу Отто. Главные различия между многочисленными образцами моторов заключались в устройстве карбюраторов.

Вполне закономерно, что были предприняты попытки применения моторов внутреннего сгорания на подводных лодках в качестве двигателей единого хода. Так, несколько конструкторов планировали использовать двигатель взрывного действия (мотор Брауна). Первым это хотел сделать Бауэр в 1854 г. на субмарине «Нуропеоп», которую он проектировал для англичан.

В последующие годы XIX века некоторые изобретатели в США, России, Франции и других странах пытались использовать на проектируемых ими подводных лодках газовые двигатели Ленуара (получившие известность под названием «качающихся газовых машин» и работавшие на светильном газе либо на аммиаке), четырехтактные газовые моторы Отто, керосиновые моторы Брайтона и другие двигатели внутреннего сгорания. Однако была реализована лишь небольшая часть этих проектов.

Похожие книги из библиотеки

Германские пехотные противотанковые средства ближнего боя

В брошюре даны описания и способы применения пехотных противотанковых средств немецкой армии, захваченных нашими войсками.

Брошюра поможет нашим бойцам и командирам научиться применять эти средства против танков противника.

Настоящее пособие составлено инженер-полковником Клюевым при участии инженер-полковника Панкратьева.

Линейные корабли типа “Иоанн Златоуст”. 1906-1919 гг.

В книге на основе документов из фондов РГА ВМФ рассказывается об истории проектирования, строительства и службе последних линкоров-додредноутов “Иоанн Златоуст” и “Евстафий”. Именно на эти корабли легла вся тяжесть кампаний 1914–1915 гг. на Черном море по пресечению операций германо-турецкого крейсера “Гебен”, которую они с честью выдержали.

100 великих военных тайн

Книга "100 великих военных тайн" ни в коем случае не претендует на роль энциклопедии по истории войн и военного искусства. От нее не стоит ожидать и подробного изложения всей военно-политической истории человечества. Книга содержит ровно сто очерков, расположенных в хронологическом порядке и посвященных различным военным событиям - переломным, знаменитым, малоизвестным или совсем неизвестным. Все они в той или иной степени окутаны завесой тайны и до сих пор не имеют однозначной оценки, столь свойственной массовому сознанию. Реальность никогда не укладывается в упрощенную схему, ибо она всегда многогранна. Именно на этом принципе многогранности и построен настоящий сборник, посвященный военным конфликтам, операциям, походам и битвам, как имевшим место в глубокой древности, так и происходящим сегодня. Рассказывается в нем и о великих полководцах, героях и простых солдатах, переживших триумф побед, горечь поражений и предательств.