Содержание
Двигатель без топлива – Газета Коммерсантъ № 130 (1774) от 24.07.1999
1K
5 мин.
…
 Двигатель без топлива
Такого двигателя еще не было ни в космосе, ни на земле, ни у нас, ни у американцев. Изобретение может иметь огромное коммерческое значение, поскольку позволит сохранить на орбите спутники, погибающие вместе с исчерпанием топливного ресурса.Десятки спутников стоимостью каждый в несколько миллионов долларов ежегодно превращаются в неуправляемый бесполезный металлолом просто потому, что у них кончается топливо (точнее, «рабочее тело»). Ведь для нормальной работы спутников связи необходимо время от времени запускать двигатели и проводить маневры, поддерживающие положение на заданной орбите, а на борт можно взять лишь очень небольшой запас топлива. Двигатель, не требующий топлива и использующий энергетическую схему другого типа, был бы здесь спасительным решением.
Именно такого типа двигатель предложен ведущим научным сотрудником НИИ электромеханики Рудольфом Бихманом (НИИ электромеханики — участник программы создания метеорологических спутников серии «Метеор»).
Предупреждая естественные вопросы, скажем сразу, что Бихман не одержимый изобретатель-одиночка и не случайный человек в области космической техники. Управление космическими аппаратами является его основной специальностью. Пусть и не вечный двигатель, но бесплатный
Схема работы двигателя станет понятна каждому, кто способен вспомнить школьный курс физики. Вокруг Земли существует постоянное магнитное поле. В полном соответствии с теорией на изолированный разомкнутый проводник с током в магнитном поле действует сила (сила Ампера, направление которой определяется правилом левой руки). Но изолированных разомкнутых проводников в природе не существует. Существуют только замкнутые проводники (контуры), на половинки которых действуют взаимно уравновешивающие силы. Поэтому считается, что замкнутый проводник в магнитном поле не может создать линейной силы (тяги). Однако ситуация может измениться, если внести в эту схему некоторые важные изменения. Во всяком случае, так считает изобретатель Бихман.
Основная идея изобретения состоит в следующем: чтобы создать нужную тягу, необходимо изолировать одну половинку замкнутого проводника (контура) от магнитного поля. В этом случае на одну часть проводника (не изолированную от магнитного поля Земли) будет действовать сила Ампера, а в изолированной от магнитного поля половине никакой силы не возникнет. Таким образом, одна из двух сил останется неуравновешенной — она-то и создаст тягу. Для создания тяги на спутнике достаточно разместить замкнутый проводник, одна половинка которого будет изолирована от магнитного поля Земли. Пропуская через проводник электрический ток, можно создать такую же силу (тягу), какую создают обычные ракетные двигатели. Только если время работы обычного ракетного двигателя ограничено запасом топлива, то новый электрический двигатель может работать сколь угодно долго, была бы только электроэнергия и внешнее магнитное поле. Запас электроэнергии можно всегда пополнить от солнечных батарей, ну а уж бесплатного магнитного поля Земли на наш век хватит.
Тяга у такого двигателя небольшая, но в космосе большего и не требуется. Для изменения орбиты спутника достаточно очень маленькой тяги, лишь бы двигатель мог ее создавать в течение длительного времени — порядка часов и суток. Прошлый раз тоже говорили — ничего не выйдет
Г-ну Бихману удалось официально зарегистрировать свое изобретение. Факт регистрации означает прохождение предварительной экспертизы, а также гарантирует автору приоритет и подтверждение авторства. От регистрации до выдачи патента проходит немалый срок (несколько месяцев). В это время проходит окончательная экспертиза. После выдачи патента автор получает право коммерческого использования изобретения (продажа прав на использование, получение штрафов за нелегальное использование и т. п.). На сегодня у Рудольфа Бихмана имеется только право на приоритет, а патент, дающий право торговать изобретением, еще не получен, хотя заявка на него уже подана.
Революционная идея нового космического двигателя не вызвала большого энтузиазма у коллег.
Напротив, она до сих пор вызывает большие сомнения, ведь в учебниках написано, что замкнутый контур в магнитном поле силу создать не может. А раз «не может», то и двигателя никакого быть не может и, следовательно, говорить не о чем. Кроме того, уж больно простой получается двигатель — моток проволоки, половина которого упрятана в непрозрачную для магнитного поля трубку. И все. Если бы все было так просто, почему бы кому-нибудь другому не изобрести подобное раньше, говорят скептики. Имеются недоверчивые отзывы коллег и из других организаций. Заместитель директора по науке Института прикладной механики и электродинамики (НИИПМЭ, Москва) Владимир Ким сообщил в ответ на наш запрос, что возможности перемещения аппаратов в космосе путем пропускания токов через проводники неоднократно анализировались, но получить перемещение их центра масс оказалось невозможно.
Недоверие коллег, однако, не смущает г-на Бихмана. «Когда,— говорит он,— я первым сделал систему ориентации для спутников ‘Метеор’ с использованием замкнутых контуров с током, то все специалисты тоже говорили — ничего не выйдет.
А сейчас это серийные двигатели, и они летают в космосе уже тридцать лет». Эта штука работала, и даже при свидетелях
Для убеждения неверующих Рудольф Бихман соорудил демонстрационную установку. Эксперимент получился убедительным. Действующую модель двигателя экспериментаторы подвесили на проволоке как маятник и замеряли амплитуду колебаний. Если амплитуда увеличивается, значит, двигатель создал тягу вдоль вектора скорости. Если же амплитуда колебаний уменьшается, значит, двигатель создает тягу против скорости. Эксперимент показал наличие тяги, которая к тому же изменялась при изменении направления тока. О чем и был составлен протокол.
В этом опыте двигатель с потребляемой мощностью 90 Вт и массой 10 кг создавал силу около 5 г. Для сравнения: существующие отечественные электроракетные двигатели с тягой 15 г имеют массу 40 кг, потребляют мощность 450 Вт и, главное, расходуют невосполнимый запас рабочего тела в темпе 70 мг в секунду.
Время непрерывной работы такого традиционного двигателя — всего несколько месяцев. Мы связались с коллегами Бихмана по институту, присутствовавшими при опыте,— старшим научным сотрудником Аллой Куриленко и ведущим научным сотрудником Павлом Олейником. Они подтвердили, что «принимали участие в испытаниях макетного образца двигателя и с удивлением констатировали наличие развиваемой двигателем линейной силы за счет взаимодействия с магнитным полем Земли».
Тем не менее, осторожное отношение начальства к изобретению Рудольфа Бихмана не изменилось, и это можно понять. Одно дело, когда оформляется коллективная заявка на усовершенствование какого-нибудь агрегата,— тут все ясно и риска никакого. Другое дело — «изобретение века», к тому же сделанное индивидуально и в инициативном порядке. Пока работоспособность двигателя не будет подтверждена многократно и одна из российских космических фирм не согласится провести испытания электрического двигателя уже в реальном полете, отношение к изобретению вряд ли изменится.
ИВАН Ъ-ШВАРЦ
Вся лента
Гениальный Двигатель Клема, не требующий топлива и работающий «сам по
Экология потребления. Технологии: Ричард Клем изготовил на основе экспериментального насоса для битума двигатель который не требует никакого топлива, а по мимо колосальной мощности на валу он еще выделял много тепла.
Ричард Клем работал в области тяжелого машиностроения в городе Даллас. Он работал с оборудованием, распыляющим и закачивающим жидкий асфальт. Клем заметил, что асфальтовый насос продолжает работать еще некоторое время (до 30 минут) после того, как питание было отключено.
Это открытие и привело к разработке мотора. В результате сделанных преобразований реальная выходная мощность мотора, вес которого составлял 200 фунтов, достигла 350 лошадиных сил. По свидетельствам очевидцев, Клем часто ездил на своей машине, в которую был встроен такой двигатель, по центральной автомагистрали Далласа. Он заявлял, что машина не требует топлива, необходимо только менять масло каждые 150000 миль.
Мотор имеет только одну движущуюся часть: конический ротор, вертикально расположенный на полом вале. В конусе вырезаны спиралевидные желобки, проходящие вокруг него по всей длине, и питающие периферийные сопла, которые расположены на основании конуса. Жидкость проходит через спиралевидные желобки, выпрыскивается из сопел и заставляет конус вращаться. Достигнув определенной скорости, конус становится независимым от стартерного насоса и начинает работать самостоятельно. При рабочей скорости от 1800 до 2300 оборотов в минуту жидкость нагревается до 300 F, возникает необходимость в теплообменнике.
Вследствие этого использовалось растительное масло, так как при температуре 300 F вода закипает, а обычное машинное масло разрушается.
Единственным дополнительным источником питания была 12+вольтная батарея. Клем никогда не подавал заявку на патент, так как конструкция его мотора была разработана на основе ранее запатентованной конструкции асфальтового насоса. Пятнадцать фирм отклонило его изобретение, прежде чем большая угольная компания предложила ему финансовую поддержку и подписала контракты на продажу мотора. Вскоре после того как документы были подписаны, Ричард Клем умер от сердечного приступа.
Конструкция двигателя Клема
Внутри двигателя находится конус, закрепленный на горизонтальной оси. Вал, на котором укреплен конус, пустой внутри и переходит в спиральные полые каналы внутри конуса. Они обвивают конус и заканчиваются у его основания соплами (форсунками).
Жидкость подается в центральную ось под давлением 300-500 фунтов на квадратный дюйм, проходит по спиральным каналам и выпрыскивается через форсунки, что заставляет конус вращаться.
Чем больше давление жидкости, тем быстрее вращается конус.
При дальнейшем увеличении скорости жидкость нагревается, что требует наличия теплообменника и фильтра. При некоторой скорости конус начинает самостоятельное вращение, независимое от двигателя. Скорость вращения вала достигает 1800-2300 оборотов в минуту.
Что случилась с изобретением Клема?
Как только у изобретателя случился сердечный приступ и его документы были изъяты, его сын отвез один действующий двигатель на ферму неподалеку от Далласа. Там он залил его бетоном на глубине 10 футов, и двигатель продолжал работать на этой глубине в течение нескольких лет.
Мотор был проверен корпорацией Bendix. Тест заключался в присоединении двигателя к динамометру для измерения мощности на валу.
Измерения показали, что двигатель устойчиво производил 350 лошадиных сил в течение 9 дней, что поразило инженеров фирмы Bendix. Они пришли к выводу, что источник, который может вырабатывать столько энергии в закрытой системе в течение столь длительного времени, может быть только ядерным.
2)/2, где I – момент инерции «вертушки», w – частота вращения (об/с). Эта формула хорошо известна. Но после раскрутки до заданной частоты затраты на вращение необходимы только для преодоления трения. А это уже значительно меньше первоначальных затрат. Итак, наша «вертушка» крутится…
Рассмотрим теперь энергетический баланс единичного объема жидкости V при перемещении его по замкнутому циклу ABCD во время вращения «вертушки». Ясно, что на участках AB и СD действует сила тяжести. Вверх – затраты, вниз – их возврат. В итоге в сумме ноль. При движении объема жидкости по отрезку DA нет перепада давления, да и скорость движения практически нулевая, так как всякий градиент давлений выравнивается силой тяжести, работает Природа. Работа на этом участке тоже равна нулю.
А вот на участке BC за счет вращения создается перепад давления, если в центре «вертушки» давление примем равным нулю, то на периферии давление уже равно P, которое прямопропорционально квадрату радиуса «вертушки».
А, как известно произведение V*P – это работа центробежной силы над элементарным объемом воды. Значит на этом участке «вертушка» пополняется энергией просто потому, что у нее такая конструкция, и она вращается. И на каждом обороте энергии становится всё больше и больше. А так как мотор наш после раскрутки «вертушки» тратит энергию только на преодоление трения, то такая порция энергии приведет к увеличению скорости вращения «вертушки», либо можно снизить мощность мотора при сохранении частоты вращения, либо увеличить нагрузку, что будет равноценно увеличению трения.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал Эконет.ру, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор оздоровления — econet.ru.
Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!
https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos
опубликовано econet.ru
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet
Работа двигателей внутреннего сгорания на неуглеродном топливе – Анализ
Какова цель проекта?
Проект «H 2 – топливо с высоким содержанием углерода» направлен на испытания различных видов неуглеродного топлива, включая водород и аммиак, в системах сгорания.
Как объяснить эту технологию старшекласснику?
Двигатели внутреннего сгорания (поршневые двигатели, газовые турбины) исторически работали на ископаемом топливе. Однако при производстве энергии из возобновляемых источников неуглеродные виды топлива, такие как водород и аммиак, открывают новые возможности. Этот проект направлен на разработку двигателей внутреннего сгорания (для транспорта и производства электроэнергии) для использования некоторых из этих видов топлива.
В чем ценность для общества?
- эффективно использовать неуглеродное топливо в двигателях внутреннего сгорания
- максимизировать использование топлива, полученного из возобновляемых источников энергии, в различных секторах конечного использования (транспорт, промышленность)
- сократить выбросы (парниковые газы, мелкие частицы)
- добиться наилучшего результата использование существующей промышленной инфраструктуры и содействие переходу энергетической системы на водород
На какой стадии разработки находится этот проект?
Основные характеристики горения были получены для различных топливных смесей, богатых водородом (например, природного газа с водородом).
Были получены характеристики сгорания аммиака в качестве топлива (включая определение технологий сжигания для систем с низким уровнем выбросов). Проверочные испытания были проведены для малосерийных двигателей.
Какая государственная политика может вывести это из лаборатории на рынок?
- Поддержка НИОКР (пилотные приложения)
- стандарты для топливных смесей в транспортных и распределительных сетях
- сценарии перехода (включая стимулы) для поддержки новых цепочек поставок водорода и аммиака
Испытания неуглеродных топлив в системах сгорания
Сгенерированное лазером изображение, показывающее различные газовые пламена в модельной камере сгорания, где водород создает гораздо более интенсивную реакционную зону (т. е. более короткое и компактное пламя), чем метан. Источник: Питер Янсон, Институт Пауля Шеррера.
Партнеры
- AIST, Япония
- SINTEF, Норвегия
- Кардиффский университет, Уэльс
- Орлеанский университет, Франция
- Лундский университет, Швеция 900 22
- Институт Пауля Шеррера, Швейцария
Спонсоры
Национальные агентства Франции, Японии, Норвегии, Швеции, Швейцарии, Великобритании
Партнеры и спонсоры
О горении ПТС
Созданная в 1984 году Программа технологического сотрудничества в области чистого и эффективного сжигания (Combustion TCP) представляет собой форум для обмена и совместных исследований, направленных на углубление понимания процессов горения, а также на получение независимой информации, опыта и знаний для более широкого исследовательского сообщества, промышленности, политиков и общества.
Контактное лицо: [email protected]
Узнать больше
10 альтернатив бензиновому двигателю
В то время как новые технологии бурения и запасы нефти снижают давление на цены на бензин и проблемы с добычей, спрос на автомобили, работающие на альтернативном топливе, продолжает расти. Экологические проблемы и правительственные постановления сделали поиск заменителей обычного бензинового двигателя внутреннего сгорания приоритетом как для производителей, так и для потребителей. Федеральное правительство требует к 2025 году среднего показателя в 54,5 мили на галлон, что является сложной задачей для традиционных технологий. Калифорния требует увеличения количества автомобилей с нулевым уровнем выбросов или подключаемых гибридных автомобилей.
Но в каком направлении идти? В зависимости от таких соображений, как модели использования, эффективность и стоимость, существует по крайней мере дюжина заменителей бензина в качестве моторного топлива, включая электричество, природный газ, растительное масло и даже солнечный свет.
Как отмечает Джон О’Делл из Edmunds.com, даже самые многообещающие источники энергии, такие как природный газ, имеют один и тот же недостаток: отсутствие инфраструктуры для заправки или подзарядки.
Имея это в виду, вот взгляд на альтернативы, доступные сегодня, а также некоторые предварительные прогнозы относительно их перспектив на будущее.
1. Газо-электрические гибриды
Первые гибридные модели Honda Insight и Toyota Prius (вверху) появились в США в 1999 году, и сегодня в продаже имеется около 40 газоэлектрических моделей. Использование электричества для частичного питания транспортных средств обеспечивает значительную экономию топлива и снижение выбросов. Газоэлектрические гибриды используют аккумулятор для обеспечения питания на низких скоростях или для управления остановкой / запуском. Аккумулятор заряжается за счет рекуперативного торможения и двигателя внутреннего сгорания, и его не нужно подключать к розетке. В то время как популярный Prius от Toyota (TM) остается самым продаваемым гибридом — в 2013 году будет продано более 200 000 автомобилей — их число сейчас включают суперкары производства Ferrari и Porsche.
Гибрид Porsche Panamera S имеет 3,0-литровый двигатель V6 и по-прежнему потребляет 22 мили на галлон по городу и 30 миль на галлон по шоссе.
2. Подключаемые гибриды
Подключаемые гибриды или PHEVS аналогичны газоэлектрическим гибридам, но имеют более крупные батареи, которые могут перемещать автомобиль на ограниченные расстояния только на электричестве, что приводит к нулевым выбросам. Затем батареи можно заряжать, подключив их к источнику электроэнергии. Стоимость аккумуляторов большего размера влечет за собой значительную надбавку к цене — дополнительные 7000 долларов за версию Prius с подключаемым модулем до недавнего снижения цен — и в настоящее время в США доступны только четыре модели PHEV. Продажи самой известной модели , General Motors (GM) Chevrolet Volt с расширенным ассортиментом (выше) работает менее 2000 в месяц.
3. Электрооборудование
Электромобили (ЭМ) работают без бензина; они используют батарею для хранения электроэнергии, питающей двигатель.
Принятие чистых электромобилей медленно растет с тех пор, как они были представлены на массовом рынке три года назад, с повышенным спросом как в нижней части рынка после снижения цен на Nissan Leaf за 30 000 долларов (выше), так и в верхней части с Удивительный успех Tesla Model S за 80 000 долларов. Беспокойство по поводу запаса хода продолжает сдерживать рост интереса покупателей, равно как и ограниченное количество зарядных станций за пределами крупных городов. В 2013 году в продаже было 11 различных моделей электромобилей от основных производителей, в том числе Smart ForTwo Electric от Mercedes, который заявляет о пробеге в 68 миль на одной зарядке и продается за 20 740 долларов без учета льгот и скидок.
4. Этанол и гибкое топливо
Благодаря постановлению правительства о возобновляемых видах топлива от 2007 г., требующему добавления в бензин определенного количества жидкостей, изготовленных из возобновляемых источников, этанол, произведенный из кукурузы, нашел свое применение в топливе страны.
Около 84 моделей легковых и грузовых автомобилей имеют обозначение «гибкое топливо», что означает, что они могут работать на смесях, содержащих до 85% этанола. В последнее время возникла негативная реакция на использование этанола, поскольку растет осознание того, что этанол содержит меньше энергии, чем бензин, что приводит к меньшему количеству миль на галлон и требует много энергии для производства, что может привести к увеличению выбросов углекислого газа. Оппоненты также утверждают, что этанол неэтичен, поскольку он отвлекает 40% выращиваемой кукурузы от продуктов питания и увеличивает ее стоимость.
5. Биодизельное топливо
Изготовленное из растительного масла, животных жиров или переработанного ресторанного жира, биодизельное топливо повышает октановое число обычного дизельного топлива и сгорает более чисто, в дополнение к тому, что оно нетоксично и биоразлагаемо. Биодизель можно использовать в чистом виде, но чаще всего его можно найти в смеси с 80% обычного дизельного топлива.
Постановления правительства требовали, чтобы в 2013 году было произведено 1,3 миллиарда галлонов биодизеля. Биодизель можно использовать в большинстве автомобилей с обычными дизельными двигателями без модификации, в том числе в пикапе Ford (F) F-250 Super Duty.
6. Пропан
Простота обслуживания и снижение выбросов стимулировали использование пропана в парках легковых автомобилей (полицейские машины и школьные автобусы), а также в большегрузных грузовиках с такими знакомыми шильдиками, как Kenworth и Peterbilt. В настоящее время на дорогах находится более 270 000 автомобилей, работающих на пропане. Также известный как сжиженный нефтяной газ (LPG), пропан производится как побочный продукт переработки природного газа и переработки сырой нефти. Несмотря на высокое октановое число и чистоту горения, пропан стоит примерно на треть дешевле бензина. Но он должен храниться в резервуаре под давлением, а инфраструктура заправки пропаном ограничена.
7. Сжиженный и сжатый природный газ
Транспортные средства, работающие на природном газе, работающие на сжиженном или сжатом газе, имеют такой же пробег, как и бензин, но горят чище.
По оценкам Министерства энергетики, в настоящее время в эксплуатации находится около 112 000 автомобилей, работающих на природном газе. Большинство из них являются грузовиками средней и большой грузоподъемности, но Honda (HMC) предлагает Civic на природном газе (вверху) с 1998 года. Он медленнее бензинового, имеет ограниченный запас хода и сеть заправок и стоит на тысячи долларов дороже. В его пользу более дешевые цены на топливо отечественного производства и меньшие выбросы.
8. Топливные элементы
Подобно вымышленному Эльдорадо, мерцающему вдалеке, доступные топливные элементы на водороде были недостижимой целью для целого поколения исследователей. Водород привлекателен тем, что его можно производить внутри страны и он сгорает чисто, а автомобили на топливных элементах в два-три раза эффективнее бензиновых. Что сдерживало их, так это стоимость строительства самих ячеек и сети заправочных станций для распределения водорода. В результате производители тестируют небольшие парки FCV, но ни один автомобиль на топливных элементах не вышел на потребительский рынок.
Две известные модели в ограниченных тестах: Honda FCX Clarity и Mercedes-Benz F-cell 2012 года (выше), который получает 52 мили на кг водорода (примерно эквивалентно галлону бензина).
9. Солнечная энергия
В октябре автомобиль, работающий на солнечной энергии, проехал почти 2000 миль по австралийской глубинке со средней скоростью 56 миль в час. Звучит идеально — солнечная энергия бесплатна и чиста — но есть несколько предостережений: автомобиль голландской разработки (вверху) просто перевозил водителя, ехал только в светлое время суток и использовал небольшую батарею для движения. Это будущее? Возможно нет. Фотогальванические элементы, которые улавливают солнечный свет и преобразуют его в электричество, дороги в производстве, а автомобиль сделан из дорогих легких материалов, таких как титановые композиты. Тем не менее, автомобили на солнечных батареях могут найти ограниченное применение в качестве пригородных автомобилей, где у них была возможность заряжаться в течение дня, а некоторые из них сегодня используются в качестве тележек для гольфа.
