Цитата:
|
"...Температура исходящих газов уменьшится - КПД турбины упадёт."
|
Это не совсем понимаю. По идее из-за подпора (повышения давления) исходящего газа его температура не снизится. В целом КПД установки турбина+поршневой двигатель не должен уменьшиться, т. к. появляется ещё один способ утилизации энергии газа.
Подход не новый, до 1910 г. строились паровые машины двойного расширения "Компаунд".
* * *
у Ту-160, с которого сняли турбину для ГТ, сила тяги создаётся реактивной струёй (отдача от выброса с огромной скоростью газифицированного топлива). Там с вала турбины не снимается полезный крутящий момент. Большая аналогия у локомотива была бы с Ту-114 или Ту-95. Но у них отходящие газы создают дополнительную тягу в нужном направлении, а у локомотива нет этого фактора.
Можно, конечно, пытаться приспособить существующие авиационные и судовые турбины, но... Мне представляется, что тут есть принципиальная трудность: проскальзывание газовой струи на лопатках. Газ утекает из турбины вне зависимости от того, сделал он полезную работу или нет.
Допустим, в карбюраторном двигателе газ травит из цилиндра через неплотные поршневые кольца... Ясное дело - экономичность снизится до 300 г. экв. на л. с. в час и хуже.
Вот если бы конструкция ротора турбины запирала бы порцию газа перед лопатками ДО их поворота на определённый угол - тогда другое дело! Тогда в принципе турбина по экономичности приблизилась бы к Ванкелевскому двигателю или поршневому. При росте сопротивления вращению вала можно было бы наращивать мощность увеличением подачи топлива (давления газов перед лопатками).
Что касается малокалорийных сортов топлива (мазут, угольная пыль), то сжигать их можно было бы и в поршневом двигателе. Допустим, перевернуть всю конструкцию вверх ногами (коленвал наверху, затем шатун, затем поршень, головка цилиндра внизу) и топливо не впрыскивать в цилиндр, а наливать или насыпать в чашу головки (продукты сгорания выливать или высыпать соответственно).
Но вообще использование низкокалорийного топлива проблематично из-за сильного сопротивления экологов.
* * *
Почему тут до сих пор сохраняется интерес к тепловым машинам? Для подталкивания и маневровой работы лучше подойдёт однокабинный капотный автономный электровоз с питанием от топливных элементов. Машина простая, плечо небольшое, экипировка под боком.
Для увеличения мощности при толкании можно вдоль подъёма установить на пути третий рельс по типу метрополитена с напряжением около 350 В для подпитки ТЭД через боковой токоприёмник.
Для безопасности подавать туда напряжение можно только при прохождении грузового поезда с толкачом на подъём.
Даже с учётом путевой структуры расходов будет меньше, чем сложнейший газотурбодизелевоз с криосекцией и навороченной механикой выпускать малой серией.