Ученые создали двигатель будущего

23 Январь, Пятница, 2009

Двигатель Стирлинга относится к двигателям внешнего сгорания. Он может работать не только от сжигания топлива, но и от любого источника тепла, например, солнечных лучей. Принцип действия заключается в чередуемом нагревании и охлаждении воздуха в герметичном рабочем цилиндре.
В среде изобретателей слова "двигатель Стирлинга" звучат как пароль. По нему узнают своих. Тот, кто проникся его очевидными достоинствами, как правило, заболевает на всю жизнь. Если для любого двигателя внутреннего сгорания выхлопы - это головная боль, то "Стирлинг" экологически чист. А еще его КПД - более 60 процентов, у ДВС - не более 35. Словом, не двигатель, а мечта. Она манит изобретателей почти 200 лет, с тех пор как шотландец Роберт Стирлинг придумал эту конструкцию, однако область применения двигателя пока остается очень узкой.

Есть несколько причин, почему двигатель Стирлинга не идет в массы. Одна из них - поршень. Принцип действия двигателя таков, что для эффективной работы число поршней в нем должно быть вдвое больше, чем в двигателе внутреннего сгорания. Отсюда сразу резко увеличиваются габариты и вес, ну и цена конечно. Поэтому уже давно энтузиасты "Стирлинга" пытаются уйти от поршня, заменив его роторно-лопастной системой.

- Я заболел этой идеей еще в юности, когда мечтал на автомобиле подняться на высоту 5-6 метров, - рассказывает главный конструктор нового двигателя Юрий Лукьянов. - Было ясно, что нужен мощный движок малых габаритов. Перебрав все варианты, понял, что подходит только роторно-лопастной "Стирлинг".

С тех пор прошло много лет. Лукьянов окончил институт, работал инженером на заводе, затем перешел в Псковский политехнический институт. Именно здесь собрал команду энтузиастов, куда вошли два доктора наук и три кандидата. Они взялись за создание нового двигателя, выиграли конкурс Роснауки и получили грант - 7,6 миллиона рублей.

- Мы сделали главное - описали математически все процессы в этом двигателе, - говорит Лукьянов. - До сих пор подобное никому не удавалось. И затем воплотили в железе основные узлы, доказав на деле, что математика верна.

По словам изобретателя, достоинства созданного ими "Стирлинга" очевидны. Он легче поршневого варианта, в нем намного меньше деталей, а потому он проще в изготовлении и в 10 раз дешевле. По тем же параметрам он выигрывает и у ДВС, не говоря уже об экологии и КПД.

Новый двигатель найдет применение прежде всего на небольших ТЭС мощностью до 1,5 МВт. Причем в качестве топлива можно использовать любое топливо, даже опилки. Себестоимость электроэнергии - копейка за киловатт-час! Такой "Стирлинг" можно устанавливать и на транспорте - судах и тепловозах, и т.д. Что же касается автомобиля, то специально для него Лукьянов сейчас разрабатывает новый вариант двигателя.

Среди других экспонатов этой выставки доминировали модные сегодня нанотехнологии, а также различные способы повышения добычи нефти и ее переработки. Так, Обнинский физико-энергетический институт им. Лейпунского представил не имеющие аналогов в мире самоочищающиеся фильтры, которые самую грязную воду делают совершенно прозрачной. Очисткой ведает мембрана с напыленными наночастицами. Специалисты сразу же оценили главные достоинства фильтра. Он не забивается грязью, которая быстро смывается водой. Впечатляет и производительность: от 100 до 700 литров в час. На их основе можно строить мини-заводы, причем их стоимость в два раза меньше, чем существующих сегодня установок очистки.

А предприятия Зеленограда выставили макеты платформ для выпуска самых разных элементов наноэлектроники, в частности, нанотранзисторов, чипов, интегральных схем и т.д. Такие комплексы уже установлены в Таганрогском радиотехническом университете, МГТУ им. Баумана, МИСиСе, Курчатовском институте.

Казанский государственный технологический университет вообще сделал ставку только на "нано". Здесь более десятка самых разных нанотехнологий для получения материалов с улучшенными свойствами, а также наноразмерных центров кристаллизации для эффективного тушения пожаров, рассеивания тумана, увлажнения почвы и т.д.

Ученые ВНИИнефть предлагают метод, который позволяет увеличить добычу "черного золота" из обводненных скважин. Дело в том, что вытесняющая нефть вода ищет "легкие пути", поэтому она не добирается до многих богатых топливом зон с низкой проницаемостью. Ученые научились управлять водой, направляя ее туда, где есть нефть. В итоге удается дополнительно взять из скважины тысячи тонн топлива.

Много лет символом бесхозяйственности считался попутный газ. Это бесценное сырье на месторождениях нефти просто сжигается в факелах. Об этом написаны кипы статей, сняты фильмы, но ничего не меняется. И вот, кажется, появилась надежда, что дело сдвинется с мертвой точки. Во всяком случае, Московский физтех представил технологию, которая позволяет получить из попутного газа метанол. По словам авторов разработки, уже есть опытный образец установки, а в ближайшее время на одном из месторождений начнется ее внедрение.

За попутный газ взялись и ученые ассоциации "Аспект". На основе нанотехнологий они создали комплекс по переработке попутного газа в ароматические углеводороды. Благодаря "нано" он потребляет мало энергии, что делает технологию экономически привлекательной.

Другая разработка "Аспекта" позволяет не только получать биогаз из любых видов отходов, но с помощью нанокатализаторов выделять из него метан, который обладает высокой теплоотдачей. Такой биокомплекс становится выгоден для небольших поселков.

R93 - Автопортал Краснодарского края: Авто новости