Китайские ученые представили сверхэффективный двигатель Стирлинга

Речь идет об одном из самых перспективных вариантов реализации двигателя Стирлинга. Изобретенный в начале 19 века шотландским инженером Робертом Стирлингом, он относится к классу двигателей внешнего сгорания и давно привлекает моторостроителей своими достоинствами — тишиной работы и высокой эффективностью. В потенциале его КПД может достигать 45-60%, что для тепловых двигателей считается очень хорошим показателем.

Идея этого двигателя в том, что одно и то же рабочее тело (газ) то нагревают, то охлаждают, вызывая колебания давления, и газ толкает поршень. Однако на практике создание таких двигателей упирается в ряд трудностей, из-за чего лишь к 1960-м годам они нашли практическое применение.

Это один из самых соблазнительных вариантов двигателя Стирлинга. В таком устройстве практически нет движущихся и трущихся деталей, если не считать поршня или мембраны. Газ в нем помещен в резонатор, в котором за счет разницы тепла возбуждаются звуковые колебания. Резонатор усиливает их и приводит в движение мембрану, вырабатывая электрический ток.

Генератор, показанный Техническим институтом физики и химии, имеет в длину около 2 м и диаметр 0,63 м. Изображений или чертежей внутреннего устройства миру не представили. Известно лишь, что в двух резонаторах находится сжатый гелий под давлением 15 МПа, а между ними поршень, левитирующий на магнитной подвеске. Движение поршня вырабатывает электрический ток.

«В настоящее время эффективность термоэлектрического преобразования составляет около 28%, при использовании более горячего 600-градусного теплоносителя эффективность может достичь 34%», — сказал профессор Ху Цзяньин изданию South China Morning Post. При таком КПД, их эффективность уже превысила паровые турбины.

«Отсутствие механических частей, требующих смазки, означает, что срок службы генератора может составлять более десяти лет, — добавил профессор Луо Эрканг. — Он работает тихо и эффективно и может использовать различные виды тепла, включая солнечную энергию, отработанное тепло и биомассу».

В 1960-х годах шведская верфь Kockums впервые начала оборудовать субмарины двигателями Стирлинга, работающими на жидком кислороде. Интерес военных флотов к ним объясняется тем, что такие двигатели практически бесшумны и не потребляют кислород — напротив, в процессе работы они производят чистый кислород, который затем ожно использовать для дыхания.

Сейчас подлодки с бескислородными силовыми установками есть в ВМС Швеции, Японии, Китая, Сингапура и других стран. Термоакустические генераторы станут следующим шагом в эволюции подводных флотов.

Наверняка такая крутая штука вызовет интерес также у автопроизводителей, энергетиков и исследователей космоса.