В 1950 г. английская фирма Metropolitan- Vickers построила газотурбовоз №18100 с одновальным двигателем мощностью 3000 л.с. и электрической передачей. Температура газов перед турбиной была повышена до 700°С, но от применения регенерации отказались. В результате к.п.д. двигателя на расчётном режиме возрос до 19%, а локомотива, с учётом потерь в передаче, — до 15—16%. В 1952 г. газотурбовоз поступил в эксплуатацию.
Газотурбовоз построен для английских железных дорог и предназначен для обслуживания тяжёлых пассажирских поездов. Этот газотурбовоз со сцепной (и полной) массой 120 т развивал максимальную силу тяги 27200 кгс (продолжительная сила тяги 13150 кгс). Конструкционная скорость — 150 км/ч. Полная база (колёсная) — 16,15 м. Газотурбовоз имел шесть движущих осей, сгруппированных в две тележки, расстояние между шкворнями которых равно 11,5 м. Передача — электрическая с к.п.д. 86%. Силовая установка состояла из пятиступенчатой газовой турбины мощностью 3500 л.с.; вал турбины соединён с валом пятнадцатиступенчатого осевого компрессора, который при 7000 об/мин подавал в 1 с 22,5 кг воздуха под давлением 5,25 ата.
Турбина приводила в движение посредством зубчатой передачи три главных генератора, питавших электроэнергией тяговые электродвигатели. Два генератора посажены на одном валу, третий расположен параллельно им. На один вал с третьим генератором посажены вспомогательный генератор и возбудитель. Частота вращения всех генераторов всегда одинакова и доходила до 1600 об/мин. Уменьшение частоты вращения турбины к генератору производилось редуктором с передаточным числом 4,375:1. Каждый из трёх главных генераторов снабжал электроэнергией два тяговых электродвигателя, которые включены в цепь генератора параллельно. Ток генераторов (максимальный 2200 А) при часовом режиме работы равен 1250 А при напряжении 580 В (максимальное 825 В), а при длительном — 1100 А и 660 В. Камера сгорания турбины состола из шести отдельных камер, выполненных в виде труб из жароустойчивой стали и расположенных параллельно оси вала турбины. При этом одни концы этих камер соединены с компрессором, а другие с турбиной. Камеры сгорания и их наружные кожухи изготовлены из листовой стали с аустенитной структурой. Следует отметить, что применение нескольких малых камер сгорания вместо одной большой, как показала практика, более выгодно, так как полнее используется тепло. Топливо в камеры подавалось через форсунки под давлением 45 ата. В каждой камере установлена форсунка с двумя соплами, одно из которых (меньшего сечения) служило для запуска турбины и работы на холостом ходу, второе (большего сечения) для работы с нагрузкой. В двух камерах установлены электрические запалы для воспламенения топлива при пуске турбины. Эти камеры расположены противоположно друг другу и сообщались с соседними соединительными каналами, через которые и воспламенялось топливо во всех камерах. Турбину запускали одним из генераторов, превращая его в мотор и питая током от аккумуляторной батареи.
По достижении 1000 об/мин в камеры начинало поступать топливо через малые сопла форсунок и при 2100 об/мин батарея автоматически отключалась и частота вращения турбины возрастала до 4000 об/мин. Продолжительность пуска составляла 65 с. После прогрева двигателя в течение 10 мин включали полную нагрузку. Для остановки турбины прекращали подачу топлива. Вал специальным устройством (автоматически) вращался в течение нескольких секунд через интервалы в 3 мин до тех пор, пока температура вала и подшипников не снижалась до такой, при которой специальное устройство автоматически отключалось и турбина полностью останавливалась. Это устройство сделано для того, чтобы не допустить образования в металле вала внутренних температурных напряжений. Масляный и топливный насосы приводились в действие электрическими моторами. При полной нагрузке удельный расход топлива составлял 0,40 кг/л.с.ч., а при нагрузке 50% — 0,58 кг/л.с.ч.
Проектными разработками газотурбовоза на пылеугольном топливе занималась английская фирма Parsons. Однако к постройке газотурбовозов в Англии возвратились лишь 10 лет спустя (1961 г.), когда фирма English Electric сдала в эксплуатацию газотурбовоз с двухвальным регенеративным двигателем и механической передачей. Двигатель мощностью 2750 л.с. уже имел температуру газов 777°С, степень регенерации 0,6 и к.п.д. на номинальном режиме 24%. Механическая передача представляла собой зубчатую понижающую передачу и систему дышел.
Поддержите канал-поставьте лайк.