Двигун
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Двигун

Двигун, енергосилова машина, що перетворює який-небудь вигляд енергії в механічну роботу. Залежно від типа Д. робота може бути отримана від вращаюшегося ротора, зворотно-поступальний рухомого поршня або від реактивного апарату. Д. приводять в дію робочі машини, транспортні засоби сухопутного, водного, повітряного і космічного призначення, виробничо-технологічної установки, комунальні і побутові прилади і тому подібне Д., безпосередньо перетворюючі природні енергетичні ресурси (паливо, 1709 енергію вітру, води і ін.) в механічну енергію, називаються первинними (парові, вітряні, гідравлічні і ін.). Найбільшу групу серед первинних Д. складають теплові двигуни, що використовують хімічну енергію палива або атомну енергію. Д., преобразующис енергію первинних Д. у механічну роботу, називаються вторинними (електричні, пневматичні, деякі типи гідравлічних і ін.). Пристрої, що віддають накопичену механічну енергію, також відносять до Д. (інерційні, пружинні, гирьові механізми). За призначенням Д. розділяють на стаціонарних, тобто встановлені непорушно; пересувні, використовувані на рухомих робочих машинах; транспортні, вживані на різних видах транспортних засобів. Першим в історії людства механічним Д. було водяне колесо, що застосовувалося для зрошувальних систем в країнах Древнього Сходу, в Єгипті, Китаї, Індії. В середні віки водяні колеса набули поширення в країнах Європи як енергетична база мануфактурного виробництва.У цей же період широко застосовувалися вітряні Д. Прімерно з 13 ст робилися спроби створення вічного двигуна . Перехід до машинної техніки, що почався з середини 18 ст, вимагав створення Д., не залежних від місцевих джерел енергії (води, вітру і т. п.). Першим Д., що використовує теплову енергію палива, була поршнева пароатмосферная машина переривчастої дії, що з'явилася в кінці 17, — початку 18 вв.(століття) (проекти французького фізика Д. Папена і англійського механіка Т. Севері, вдосконалені надалі Т. Ньюкоменом в Англії і М. Трівальдом в Швеції). Пароатмосферниє Д. значного поширення не набули. Проект універсального парового Д. був запропонований в 1763 російським механіком І. І. Ползуновим, який здвоїв в своїй машині циліндри, отримав Д. безперервної дії. Сповна розвинену форму універсальної тепловий Д. отримав в 1784 в паровій машині англійського механика Дж. Уатта . Впровадження парових машин зумовило незалежність розміщення промислового виробництва від природних джерел енергії і привело до швидкого розвитку промисловості на новій енергитічеськой основі. До 1880 потужність парових машин, що використалися в світовому господарстві, перевищила 26 млн. квт ( 35 млн. л. з .)

  В другій половині 19 ст в процесі подальшого вдосконалення енергетичної бази виробництва було створено два нові типи теплових Д.: парова турбіна і двигун внутрішнього згорання (Д. ст с.). У парових турбінах, що набули поширення після 1884 (патенти англійського ученого Ч. Парсонса, шведського винахідника До. Лаваля), енергія пари перетвориться в енергію валу, що обертається, без кривошипно-шатунового механізму. Парові турбіни відкрили широкі можливості нарощування потужності одиничного агрегату і сталі основним Д. крупних електричних станцій. З початку 20 ст потужність парових турбін безперервно збільшується, досягнувши в 60-х рр. 20 ст 1200 Мвт в одному агрегаті.

  Перший практично придатний Д. ст с. був сконструйований в 1860 французьким механіком Е. Ленуаром. У 1876 Н. Отто в Германії створив досконаліший 4-тактний газовий Д. По порівнянню з паровою машиною Д. ст с., звільнений від парокотельного агрегату, мав вищий ккд(коефіцієнт корисної дії), був простішим і компактним Д. У 1897 німецький інженер Р. Дизель, працюючи над підвищенням ефективності Д., запропонував Д. ст с. із займанням від стискування (див. Дизель ) . Подальше удосконалення цього Д. дозволило застосувати як дешеве паливо нафту, в результаті чого Д. ст с. стає економічним стаціонарним Д. В той же час Д. ст с. набуває широкого поширення на транспорті. У 60-і рр. 20 ст близько 80% сумарної потужності всіх існуючих Д. падає на долю транспортних (див. Автомобільний двигун, Судновий двигун ) . Наприклад, загальна потужність автомобільних Д. у всіх країнах світу перевищила 11 млрд. квт (15 млрд. л. с. ) .

  Паралельно з розвитком теплових Д. удосконалювалася конструкція первинних гідравлічних Д., особливо гідротурбін (проекти французького інженера Б. Фурнерона, американського А. Пелтона, австрійського В. Каплана і ін.). Створення потужних гідротурбін дозволило будувати гідроенергетичні агрегати великої потужності (до 600 Мвт ) і створювати великі ГЕС(гідроелектростанція) в місцевостях, де є великі річки, водопади і тому подібне

  Найважливіші зрушення в розвитку енергетичної бази промислового виробництва були пов'язані з винаходом і вживанням двигунів електричних . В 1831 англійський фізик М. Фарадей відкрило явище електромагнітній індукції, а в 1834 російський учений Б. С. Якобі створив перший електричний Д. постійного струму, придатний для практичних цілей. Проте лише з 70-х рр. 19 ст Д. постійного струму отримують широке вживання завдяки створенню джерел дешевої електроенергії (генераторів постійного струму) і удосконаленню конструкції Д. електротехніками А. Пачинотті в Італії і З. Грамом в Бельгії. У 1888—89 російський інженер М. О. Доліво-Добровольський створив трифазну короткозамкнуту асинхронну електричну машину (див. Асинхронний електродвигун ) . В подальші роки конструкція електричних машин удосконалювалася, були створені електричні Д. у широкому діапазоні потужностей — від доль Вт до десятків Мвт. Асинхронні електричні Д. прості у виготовленні надійні в експлуатації, що зумовило їх широке поширення в промисловості. Електропривод в 20 ст став основним чинником розвитку енергетики, зумовивши поступове її розчленовування на дві самостійні системи. Первинні Д. (наприклад, турбогенератори, гідрогенератори) концентруються переважно на теплових електростанціях і ГЕС(гідроелектростанція), а електричні Д. утворюють паралельну систему кінцевих приймачів струму, встановлених на підприємствах різних галузей народного господарства. Електричні Д. отримують також широке вживання в побутовому обслуговуванні (швацькі, пральні, кухонні машини, холодильники, електробритви і т. п.).

  В першій половині 20 ст було створено нові типи практично придатних теплових Д. — газова турбіна, реактивний двигун, ядерна силова установка . Газові турбіни стали основою авіаційного двігателестроєнія (див. Авіаційний двигун ) , поширюються в локомотівостроєнії (газотурбовози), на автомобілях і так далі Реактивні Д. дозволяють реалізувати величезні потужності в одному агрегаті. Сумарна потужність Д. ракети, яка в 1961 вивела на орбіту перший космічний корабель «Схід», пілотований Ю. А. Гагаріним, складала 14 млн. квт (близько 20 млн. л. з .), що приблизно дорівнює потужності всіх електростанцій СРСР в 1948. Потужність Д. ракети-носія «Протон» (1965—68) перевищувала 45 млн. квт (близько 60 млн. л. з .) (див. також Ракетний двигун ) .

  В промисловості СРСР понад 85% потужності зосереджено в електричних Д. і установках. У сільському господарстві в 1968 на долю Д. ст с. доводилося близько 90% загальної потужності Д. (див. Тракторний двигун ) . Потужність Д. у народному господарстві СРСР безперервно зростає. У 1967 потужність випущених Д. збільшилася в порівнянні з 1960 в 1,8 разу і склала по парових і гідравлічних турбінах 14,7 млн. квт, по дизелях (без автотракторних) 11 млн. квт. В тому ж 1967 було випущено понад 5 млн. електричних Д. сумарною потужністю близько 30 млн. квт.

  Для забезпечення складних по режиму умов роботи застосовується комбінування Д. різних типів, наприклад парові турбіни встановлюються спільно з Д. ст с. або газовими турбінами, розробляються проекти комбінованих ракетних Д., у яких поєднуються реактивні і рідинні ракетні Д. (наприклад, турборакетні або ракетно-прямоточні).

  Зростання енергосистем, комплексна механізація і автоматизація виробництва, вдосконалення транспорту, розширення космічних досліджень визначають дороги подальшого розвитку Д. Непреривно збільшується потужність первинних Д. електричних станцій удосконалюється їх конструкція, ведуться роботи із створення установок термоядерного синтезу, Д. зовнішнього згорання, нових типів ракетних двигунів (іонних, плазмових, фотонних і ін.). Для транспортного двігателестроєнія важливими є роботи із створення економічних роторних безпоршневих і роторно-поршневих Д. ст с. (див., наприклад, Ванкеля двигун ) , електричних автомобільних і малогабаритних атомних Д. За рубежем (США) ведуться роботи по використанню для автомобільного транспорту Д. зовнішнього згорання (див. Стірлінга двигун ) в комбінації з електричним Д. Важнейшим напрямом розвитку енергетичної техніки в другій половині 20 ст є перетворення хімічної і теплової енергії палива за допомогою паливних елементів і магнітогідродинамічних генераторів безпосередньо в електричний струм для живлення Д. Развітіє атомної енергетики, реактивної техніки, безмашинних генераторів струму в з'єднанні з Д. великій потужності відкриє нові перспективи в розвитку продуктивних сил суспільства.

  Літ. див.(дивися) при статтях про окремі види двигунів.

  А. А. Пархоменко.