Поделиться
В Москве прошла III Международная выставка "Перспективные технологии XXI века". Одним из гвоздей стала разработка ученых из Пскова.
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. В самом деле, 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 пока остается узкой.
Есть несколько причин, почему "Стирлинг" 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 ДВС. Отсюда сразу же резко увеличиваются габариты и вес, а главное - цена. 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.
Справка "РГ"
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.