В Самарском национальном исследовательском университете имени академика С. П. Королева разрабатывают двигатель на жидком азоте. Этот двигатель может применяться в будущем на экологичном автотранспорте для особо охраняемых природных зон, а также на беспилотных летательных аппаратах.
Действие криодвигателей основано на том, что в условиях окружающей среды криотопливо — например, жидкий азот — нагревается, превращается в пар высокого давления и совершает полезную работу в расширительной машине роторно-поршневого типа.
Основная задача этой лаборатории — изучение возможностей использования энергии холода, то есть энергии, заложенной в криогенных веществах и продуктах. В лаборатории начата работа по созданию криогенного двигателя, в настоящее время идет серия испытаний одного из главных элементов создаваемого двигателя — системы хранения криогенного топлива.
Дмитрий Угланов, заместитель директора Института двигателей и энергетических установок Самарского университета
По размерам и весу перспективный криодвигатель сопоставим с поршневыми двигателями внутреннего сгорания такой же мощности. По словам разработчиков, расход криотоплива в нем будет составлять от 5 до 15 кг на киловатт-час. Макетный образец мощностью 1,2 кВт они оценивают примерно в 18,5 тыс. рублей.
Для работы такого типа криогенного двигателя используется баллон, заполняемый жидким азотом, температура которого ниже –196 градусов Цельсия. Азот благодаря теплоте окружающей среды нагревается и, превратившись в газ высокого давления, совершает полезную работу в расширительной машине.
Кроме того, за счет перепада температур между криогенным рабочим телом и окружающей средой дополнительную энергию позволяет получить используемый в системе хранения каскад термоэлектрических генераторов. Система хранения низкотемпературного вещества, разработанная самарскими учеными, создана на основе емкости с криогенной заправкой специальной конструкции, оснащенной различными датчиками и клапанами. В ходе лабораторных испытаний отрабатываются технологические процессы хранения криотоплива и использования низкопотенциальной энергии криопродуктов.
Преимуществом криодвигателя его создатели называют высокую экологичность, а также возможность применения в разработках специального назначения. Например, беспилотники с двигателем на криотопливе не оставят теплового следа, а значит, их нельзя будет отследить с помощью средств инфракрасного слежения — в отличие от аппаратов с двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем.
По словам Угланова, создание криогенного двигателя займет три-четыре года.
Читать также
В черных дырах могут быть вселенные. Рассказываем о новом открытии
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком