Как стимпанк добрался до неба: самолет с паровым двигателем Airspeed 2000

Казалось бы, уже в начале двадцатого века было понятно, что время паровых двигателей проходит. Дольше всего они продержались на железной дороге. И именно там достигли максимальных значений КПД. Но мало кто знает, что паровой двигатель был установлен на самолет, который совершал успешные полеты. И было это в США в 30-х годах прошлого века. Что это был за самолет, и почему идея установки паровых машин на воздушный транспорт не получила развития? — Давайте разбираться.

Задолго до полета братьев Райт, и вообще эры устойчивых полетов на аппаратах тяжелее воздуха, человечество принимало различные попытки освоить воздушную среду. Только вот выбор силового агрегата для летательного аппарата был невелик: либо крылья на руки и повторяй судьбу Икара, либо паровая машина (изобретена в XVII веке). Водяной пар был главной движущей силой в двигателях, до изобретения ДВС в конце 19 века.

И, конечно, многочисленные увлеченные люди создавали проекты летательных аппаратов с паровой силовой установкой. «Самолеты» эти смотрятся наивно в наши дни, но тогда не было опыта покорения неба, да и научно-технической базы устойчивого горизонтального полета.

Один из известных проектов у нас — прообраз самолета (воздухолетательный снаряд) Александра Федоровича Можайского (1825-1890). По нему и его испытанию очень мало достоверной информации, он мог оторваться от земли, но к стабильному полету был не приспособлен (паровые двигатели были слабыми, а расчетная скорость полета крайне низкой).

И похожих предвестников самолетов было довольно много по всему миру. Отметился даже известный изобретатель Сэр Хайрам Максим (все помнят его по пулемету, а он изобрел отличную мышеловку и еще много полезных вещей).

Проблемы первых паровых самолетов были скорее в конструкции (еще не было теории), чем в силовой установке. Но и паровая машина, отличается от ДВС размерами и отношением масса/мощность не в пользу последнего.

Паровой двигатель паровоза для примера:

Прогресс не остановить, появились двигатели внутреннего сгорания, и в Первую Мировую войну авиация развивалась очень быстро. Про паровые двигатели в серийных самолетах забыли.

Но были те, кто твердо верил в силу пара, и конструировал паровые легковые автомобили до 30-х годов 20 века. Это была фирма Doble, которая разорилась в 1931 году. Ее инженер Натан Прайс вместе с наработками компактных паровых двигателей стал сотрудничать с Джорджем и Уильямом Беслерами. Вместе они создали летающий прототип парового биплана, на основе серийного самолета Travel Air 2000. Успешные полеты самолет Airspeed 2000 осуществил в 1933-36 году в Калифорнии (для почтового ведомства).

Самое интересное в этом успешном проекте (первым в мире летающим паровом самолете!) это конечно силовая установка. Это был поршневой паровой двигатель двойного расширения мощностью 150 л.с., работающий на сгорании нефти или газойля. Давление пара в котле 125 атм, температура 430° С, на установке работали два конденсатора пара. Весила паровая установка 230 кг (+ 80 кг сам поршневой двигатель), что на 136 кг больше штатного бензинного V8 мотора Curtiss на этом самолете. Запас хода был сравним с обычным самолетом (~600 км), заправка 150 литров нефти и 40 литров воды.

Весовые характеристики силовой установки можно было и дальше оптимизировать. Так же паровая конструкция имела несколько плюсов перед ДВС:

• На мощность установки не влияло разрежение воздуха на высоте
• Паровой двигатель был очень тихим в работе
• В конструкции был простой реверс винта, что экономило разбег при посадке
• Топливо доступнее и дешевле
• Более простая конструкция и долгий межремонтный ресурс

Архивные видео кадры с паровым Travel Air 2000:

Но все упирается в более низкий КПД паровой машины. С наступлением Великой депрессии в США и дальнейшим бурном развитии авиационных ДВС, о самолете Airspeed 2000 забыли, и его следы теряются в 1936 году.

Паровые двигатели в авиации успешно применялись только один раз, но мечты о возрождении эпохи пара будоражат умы энтузиастов до сих пор.

Спасибо за внимание.