Введение

Британский инженер 20-го века сэр Гарри Ральф Рикардо (26 января 1885 – 18 мая 1974) был английским инженером, одним из ведущих конструкторов и исследователей двигателей на ранних этапах развития двигателя внутреннего сгорания. Среди множества его работ – усовершенствование двигателей, использовавшихся в первых танках, руководство исследованиями в области физики внутреннего сгорания, приведшими к применению октанового числа, значительный вклад в разработку конструкции двигателя с рукавными клапанами, а также изобретение дизельной вихревой камеры "Comet", сделавшей высокоскоростные дизельные двигатели экономически целесообразными.

Ранние годы

Гарри Рикардо родился в 13 Бедфорд-сквер, Лондон, в 1885 году, как старший из трех детей и единственный сын Халси Рикардо, архитектора, и его жены Кэтрин Джейн, дочери сэра Александра Медоуза Ренделя, инженера-строителя. Рикардо происходил из рода брата известного политического экономиста Дэвида Рикардо, сефардского еврея португальского происхождения. Он одним из первых в Англии увидел автомобиль, когда его дед приобрел его в 1898 году. Он рос в состоятельной семье и получил образование в школе Рэгби. В октябре 1903 года он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета на факультет гражданского строительства. Рикардо с десяти лет любил работать с инструментами и конструировать двигатели.

Брак

В 1911 году Рикардо женился на Беатрис Берте Хейл, студентке художественной школы Slade School of Art в Лондоне. Ее отец, Чарльз Боудич Хейл, был семейным врачом Рикардо. У них родились три дочери, и большую часть совместной жизни они провели в Лансинге и Эдбертоне, в Западном Сассексе.

Двигатели автомобилей

В 1904 году, в конце первого года обучения в Кембридже, Рикардо решил принять участие в соревновании Университетского автомобильного клуба, представлявшем собой конкурс на создание машины, способной проехать наибольшее расстояние на 1 имперский кварт (1,14 л) бензина. Его двигатель был одноцилиндровым и самым тяжелым среди представленных, но его конструкция мотоцикла выиграла конкурс, пройдя 64 км. После этого его убедили присоединиться к Бертраму Хопкинсону, профессору механизмов и прикладной механики, для проведения исследований в области производительности двигателей. Он окончил Кембридж в 1906 году и провел еще год, занимаясь исследованиями. Перед окончанием учебы Рикардо разработал двухтактный двигатель для мотоцикла, чтобы изучить влияние состава топливной смеси на процесс сгорания. После окончания учебы небольшая фирма «Ллойд и Плейстер» проявила интерес к производству этого двигателя. Рикардо разработал конструкции двух размеров, и меньший двигатель был продан тиражом около 50 штук до 1914 года, когда война прервала производство. В 1909 году Рикардо разработал двухтактный 3,3-литровый двигатель для своего кузена Ральфа Рикардо, который основал небольшую автомобильную компанию «Two Stroke Engine Company» в Шорхэме-у-Моря. Двигатель предназначался для автомобиля Dolphin. Автомобили были хорошо сделаны, но их себестоимость превышала цену продажи. Компания добилась большего успеха, производя двухтактные двигатели для рыболовных лодок. В 1911 году фирма обанкротилась, и Ральф отправился в Индию. Рикардо продолжал проектировать двигатели для небольших электрических осветительных установок, которые производились двумя компаниями до 1914 года.

Двигатели для самолетов

В 1917 году его старый наставник, Бертрам Хопкинсон, к тому времени занимавший должность технического директора в Министерстве авиации, пригласил Рикардо присоединиться к новому исследовательскому отделу двигателей в Департаменте военной аэронавтики, который впоследствии стал RAE. В 1918 году Хопкинсон погиб, пилотируя самолет Bristol Fighter, и Рикардо занял его должность. С этого момента отдел создавал серию экспериментальных двигателей и научных отчетов, которые непрерывно двигали вперед британскую и мировую двигателестроительную отрасль. Одним из первых крупных исследовательских проектов Рикардо стала проблема ненормального сгорания, известная как детонация или звон. Для изучения этой проблемы он построил уникальный испытательный двигатель с переменной степенью сжатия. Это привело к разработке октанового числа для оценки топлива и значительным инвестициям в присадки и технологии переработки, повышающие октановое число. Существенное снижение расхода топлива благодаря использованию топлива с более высоким октановым числом напрямую позволило Алкоку и Брауну совершить перелет через Атлантику на своих бомбардировщиках Vickers Vimy, модифицированных по его чертежам.

Достижения в конструкции двигателей

В 1919 году Рикардо изучал явления, влияющие на процесс сгорания в бензиновых и дизельных двигателях. Он пришел к выводу, что турбулентность в камере сгорания увеличивает скорость распространения пламени, и этого можно добиться, смещая головку цилиндра. Он также понял, что максимально компактная камера уменьшит путь, который должно пройти пламя, и снизит вероятность детонации. Позже он разработал индукционную вихревую камеру, представляющую собой попытку обеспечить упорядоченное движение воздуха в дизельном двигателе, где вихрь инициировался наклонными каналами и усиливался за счет принудительного направления воздуха в небольшой цилиндрический объем. Впоследствии он разработал компрессионную вихревую камеру для дизельных двигателей. Эта конструкция отличалась интенсивным вихревым движением, разумной скоростью нарастания давления и хорошим расходом топлива. Конструкция компрессионной вихревой камеры получила название "Comet" (запатентована в 1931 году) и впоследствии была лицензирована большому числу компаний для использования в грузовиках, автобусах, тракторах и кранах, а также в легковых автомобилях и такси. Камера сгорания "Comet" использовалась в первых дизельных автобусах компании Associated Equipment Company (AEC), эксплуатируемых в 1931 году компанией London General Omnibus Co, позже вошедшей в состав London Passenger Transport Board/London Transport. Дальнейшая разработка этой конструкции была применена в первом в мире серийно выпускаемом легковом дизельном автомобиле – Citroën Rosalie 1934 года. Это означало, что Великобритания в то время лидировала в мире в области высокоскоростных дизельных двигателей для автомобильного транспорта. Это преимущество было утрачено Соединенным Королевством в результате введения высоких налогов на дизельное топливо в бюджете 1938 года. В 1922 году на гонках RAC T.T. O Payne на автомобиле Ricardo Vauxhall занял 3-е место, а Жан Шассань на Sunbeam Grand Prix 1921 года одержал победу. Позже двигатель был доработан Мейсом и Вильерсом, которые установили нагнетатель, и оставался конкурентоспособным еще пятнадцать лет. В 1922 и 1923 годах Рикардо опубликовал двухтомный труд "Двигатель внутреннего сгорания". Хотя Рикардо и не изобрел рукавные клапаны, в 1927 году он представил основополагающую исследовательскую работу, в которой изложил преимущества рукавных клапанов и предположил, что двигатели с кулачковыми клапанами не смогут обеспечить мощность, превышающую 1500 л.с. (1100 кВт). После публикации этой работы было разработано несколько авиационных двигателей с рукавными клапанами, в частности, компаниями Napier, Bristol и Rolls Royce. Bristol производил двигатели Perseus, Hercules, Taurus и Centaurus, Napier – Napier Sabre, а Rolls Royce – Eagle и Crecy, все оснащенные рукавными клапанами. В 1929 году Рикардо был избран членом Королевского общества. Рикардо также оказывал помощь в проектировании камер сгорания и системы управления топливом реактивного двигателя сэра Фрэнка Уиттла. 16 июня 2005 года мемориальная доска была установлена на доме, где родился Рикардо, в Бедфорд-сквер, Лондон. 1 июля 2010 года Институт инженеров-механиков вручил сэру Гарри Рикардо награду "Инженерное наследие" в знак признания его жизни и работы как одного из выдающихся инженеров двадцатого века. Первый двигатель внутреннего сгорания, спроектированный и построенный Гарри Рикардо в школьные годы, в настоящее время демонстрирует эту табличку "Инженерное наследие" в выставочном зале компании Ricardo plc.

Ricardo PLC

В 1915 году Рикардо основал Engine Patents Ltd, компанию, которая сегодня известна как Ricardo PLC. В этом году с ним связалась Королевская военно-морская авиационная служба с просьбой помочь в разработке устройства для перемещения боевых танков и установки их на железнодорожные платформы. Для привода в движение танков было произведено около 8000 двигателей, что сделало этот двигатель первым в Великобритании серийно выпускаемым двигателем внутреннего сгорания. Многие из этих двигателей также использовались для питания генераторов в мастерских, больницах и лагерях. Успех этого проекта принес 30 000 фунтов стерлингов в виде роялти и позволил Рикардо в 1919 году приобрести землю и разместить компанию на ее нынешнем месте.