Изобретение учёных Псковского политеха признано уникальным.

17.11.2008 18:29




На фото: модель роторно-лопастного двигателя с внешним подводом тепла и рычажно-кулачковым механизмом.

Роторно-лопастной двигатель с внешним подводом тепла и рычажно-кулачковым механизмом изобрела научная группа Псковского государственного политехнического института (ППИ). Как передаёт корреспондент ПАИ, Федеральное агентство по науке и инновациям РФ признало это изобретение уникальным. Об этом рассказал руководитель научной группы, проректор ППИ Игорь Плохов 17 ноября (2008 года) на пресс-конференции.

 

Преимущества этого двигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания в том, что он в три раза легче, но имеет ту же мощность, выбросы в атмосферу уменьшены в несколько раз, а для его работы подойдёт любое топливо: дерево, спирт, уголь, солнечная энергия, горячая вода. Также в него можно встроить нагреватель. Помимо этого изобретение имеет низкий уровень шума, который сравним с шумом работающего холодильника.

На фото: Юрий Лукьянов.

Идея создания двигателя нового поколения принадлежит преподавателю ППИ Юрию Лукьянову, который начал его разработку в 1978 году. Полтора года назад научная группа вуза выиграла конкурс Федерального агентства по науке и инновациям РФ, обойдя серьёзные организации. На разработку двигателя было выделено 7,6 млн. рублей. В этом году псковские учёные приняли участие в выставке "Перспективные технологии XXI века". Там эта работа произвела большое впечатление, и её отметили дипломом и золотой медалью. Позже в федеральных СМИ изобретение ППИ назвали двигателем будущего.

 

28 октября 2008 года прошла защита проекта в Федеральном агентстве, где был отмечен высокий уровень подготовки псковских учёных. "Нам для презентации пришлось вести свою технику, потому их техника не позволяла показать всё, что мы придумали", - добавили члены научной группы. По результатам защиты ППИ получило рекомендации продолжать разработки уже с большим финансированием.

 

В настоящее время перед учёными стоит задача создать опытный образец двигателя и проверить его работу. Расчёты и формулы изобретения занимают три тома. Если этот двигатель запустят в производство, станет возможным отапливать и снабжать свою квартиру электричеством автономно. Мощности двигателя достаточно, чтобы обеспечить теплом и светом целый посёлок.

 

Добавим, что в научной группе ППИ состоит 10 человек, среди которых шесть кандидатов наук и два доктора наук. Уже сейчас некоторые расчёты, схемы и разработки псковских учёных засекречены. Степень секретности определили сами создатели и Федеральное агентство по науке и инновациям РФ.
*******************************************************************************************************************

Специалисты в шоке – открытие псковичей может произвести техническую революцию.

---

Отечественный автопром может возродить только нечто принципиально новое. Например, уникальный двигатель: легкий, экономичный, работающий на любом топливе и экологически чистый. Псковские ученые такой разработали.

Почему автомобили не летают, как птицы? Кто-то вместо ответа покрутит пальцем у виска, кто-то предложит сверить цитату с первоисточником... А главный конструктор научной группы Псковского государственного политехнического института Юрий Лукьянов отвечает по существу:

- Двигатели тяжелые. Машинам бы легкие движки, полетят не хуже птиц. И ведь полетят...

Плод многолетних усилий научной группы Псковского государственного политехнического института - двигатель роторно-лопастного типа с внешним подводом теплоты. Единственный в мире. Полтора года назад группа представила разработки на конкурсе Федерального агентства по науке и инновациям в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы». И, обойдя ведущие НИИ, институты и университеты России (например, НАМИ, МАИ), получила грант в 7,6 миллиона рублей на дальнейшее развитие темы.

Образец двигателя псковичи выставили недавно на крупнейшей международной выставке «Перспективные технологии XXI века». «Российская газета» написала после этого: «Ученые создали двигатель будущего». А организаторы мероприятия торжественно вручили авторам «гвоздя сезона» Золотую медаль выставки.




«Небольшой движок на 400 лошадей»

Поднять машину с пассажирами на высоту хотя бы нескольких метров Юрию Лукьянову захотелось еще в середине семидесятых.

- Для этого понадобился бы двигатель мощностью 400 лошадиных сил, а это огромный, тяжелый агрегат, - развивает логику конструктор. - Меня заняла идея компактности - нужен мощный движок небольших размеров. У нас двигатели - внутреннего сгорания. А я решил идти в направлении двигателя внешнего сгорания, с внешним подводом теплоты, без выхлопной трубы.

Внутренний и внешний.

Двигатели внутреннего сгорания, имеющиеся во всех автомобилях, - поршневого типа: цилиндр - поршень, коленчатый вал, распределительный вал. В этой конструкции есть свои недостатки, над устранением которых пока что безуспешно бьются ученые: очень большие потери на трение в машине, приличные габариты, экологический минус. При этом еще двести лет назад шотландский пастор Стирлинг придумал принцип двигателя внешнего сгорания. Он заключается в чередуемом нагревании и охлаждении воздуха в герметичном рабочем цилиндре. КПД - больше 60 процентов (у двигателя внутреннего сгорания - 35 процентов)... Но двигатель этот огромный, потому что для эффективной работы требует вдвое больше поршней, чем «собрат» внутреннего сгорания, и страшно дорогой, до 3 миллионов рублей. Его, в поршневом варианте, пробовали изготавливать «Филипс», «Мерседес», «Дженерал Моторс». Шведы на все свои подводные лодки установили «двигатели Стирлинга». Но область применения таких механизмов по-прежнему крайне узка.

Масса плюсов.

Как бы сделать двигатель еще и компактным, и подешевле? Лукьянов решил использовать вместо поршневой системы роторно-лопастную. Научная группа из десяти человек - пятеро кандидатов и два доктора наук - полтора года воплощала идею в практику. И появился проект фантастического агрегата с уникальными возможностями.

Нет сложных форм, что удешевит массовое производство: изготавливать конструкцию можно на обыкновенных токарных станках. Работает на любом топливе, от дров до солнечного тепла. Способен одновременно вырабатывать тепло и электричество. Экономичен. Тихий - конструкция замкнутая, рабочее тело (газ) не покидает ее, нет хлопков и взрывов, гудит не громче холодильника. Замкнутый цикл объясняет и отсутствие выхлопной трубы, следовательно - экологическая чистота. И главное - мощнее обычного двигателя в пять раз!

Фантастика - он работает!

- Но сам образец никому не нужен, - ошарашивают представители рабочей группы. И приводят байку про Оппенгеймера. Отец атомной бомбы вроде бы дважды терял чемоданчик с расчетами, пока убеждал всех в перспективности открытия. На чемоданчик никто не покусился - находку в целости и сохранности возвращали владельцу. Потому что никто не понимал масштабности идеи. Но как только появились расчеты для реализации задуманного, «ядерный» чемоданчик со всем содержимым немедленно засекретили.

- Так что главное - описать математически все процессы в нашем двигателе, - замечает Юрий Лукьянов. - Математическая модель - наиболее перспективный путь внедрения проекта в народное хозяйство: методика расчета позволит любому конструкторскому бюро разрабатывать на ее основе собственные варианты. Вот она, эта методика.

Чудо-двигатель размером с небольшой ящик сможет обеспечить светом и теплом многоэтажку. Стоимость электроэнергии - 1 копейка за киловатт-час!

Конструктор взвешивает на руках три пухлых тома. Те самые расчеты, вокруг которых уже прошли защиты нескольких диссертаций, дипломных и курсовых работ.

Как работают формулы, проверили на железе. Два экспериментальных образца не подкачали - выдали те же параметры, что и в расчетах. Расхождение - максимум на полтора процента.

А далеко ли до Нобелевской?

- Комиссия Роснауки рекомендовала продолжить проект в рамках опытно-конструкторской разработки, с существенно превышающим размеры гранта финансированием, с привлечением крупных российских предприятий, - говорит проректор по научной работе Псковского политехнического
института, руководитель научной группы Игорь Плохов. - Создадим опытный образец, который должен будет пройти госприемку. Половину суммы выделит государство - 200-300 миллионов рублей. Остальное - предприятия.

- А сколько лет потребуется для того, чтобы внедрить разработку в массовое производство?

- Много... Два с половиной - три года уйдет на разработку опытного образца. И до двух лет - на организацию производства. Неизбежен процесс доводки. Первые автовладельцы все время с собой запасные клапана возили - ломались часто, пока Форд подходящий материал не нашел.

- А ведь если все хорошо пойдет, вам и Нобелевскую премию дать могут.

- Не-е, - смеются разработчики, - до нее обычно не доживают. А те, кто доживает, лет через 30-40 после широкомасштабного применения разработки почести получают.

Самый важный вопрос.

Где использовать двигатель внешнего сгорания Лукьянова и Ко? Диапазон применения, уверяют разработчики, - от бытовой техники до транспорта. Ну, летающие «Жигули» - это пока отдаленная перспектива. А вот небольшие, поселковые теплоэлектростанции мощностью до полутора мегаватт - это вполне в реальном обозримом будущем. Топливо - абсолютно любое. Каменный уголь, опилки, дрова, газ - все, что горит или дает тепло: солнце, геотермальные источники. Себестоимость электроэнергии - барабанная дробь - одна копейка за киловатт-час! Двигатель размером с небольшой ящик не только осветит, а еще и согреет квартиры. Работает тихо, а значит, не обязательно удалять и изолировать ТЭЦ от жилой зоны. А можно, например, установить мини-котельную в подвале многоэтажки - дешево и сердито. Впрочем, говорят конструкторы, новый двигатель и в холодильнике прекрасно себя чувствовать будет.

Граждане, в порядке очереди!

Конкурентов у наших ученых нет. Псковичи оформили два патента - на механизм преобразования движения в роторно-лопастном механизме и на уникальный двигатель. Так что если кто-то лет через несколько задумает наладить серийный выпуск двигателей - милости просим в Псков за лицензией.

Основная часть расчетов двигателя нового типа уже засекречена...

Новость не совсем свежая, но все же…

P.S. Все же, какая судьба ожидает это изобретение псковичей? Прошло уже полтора года с момента демонстрации прототипа.

*******************************************************************************************************************

Увлекательная физика: Двигатели внешнего сгорания
Mar. 15th, 2010 at 9:51 PM

Основным видом индивидуального транспорта на сегодняшний момент стал автомобиль. Автомобиль завоевал планету и стал неотъемлемой частью быта. И мы все знаем, что основной частью автомобиля является двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания совершенствовался в течении десятков лет и трудно себе представить, что есть что то более надежное, чем он. Но в начале эры автомобилей, другие типы двигателей наравне конкурировали с двигателем внутреннего сгорания. И несмотря ни на что конкуренты живы до сих пор. Двигатель внешнего сгорания не забыт и более того около его конструкции выросла целая субкультура. Самым распространенным типом такого двигателя является двигатель Стирлинга.

Двигатель Стирлинга был впервые запатентован шотландским священником Робертом Стирлингом 27 сентября 1816 года (английский патент № 4081). Однако первые элементарные «двигатели горячего воздуха» были известны ещё в конце XVII века, задолго до Стирлинга. Достижением Стирлинга является добавление очистителя, который он назвал «эконом». В современной научной литературе этот очиститель называется «регенератор» (теплообменник). Он увеличивает производительность двигателя, удерживая тепло в тёплой части двигателя, в то время как рабочее тело охлаждается. Этот процесс намного повышает эффективность системы. В 1843 году Джеймс Стирлинг использовал этот двигатель на заводе, где он в то время работал инженером. В 1938 году фирма «Филипс» инвестировала в мотор Стирлинга мощностью более двухсот лошадиных сил и отдачей более 30 %. Двигатель Стирлинга имеет много преимуществ и был широко распространён в эпоху паровых машин.
 

Есть тысячи любителей двигателей Стирлинга. Клубы любителей двигателя, конференции, выставки и сайты по продажам комплектующих для любительской сборки двигателей в домашних условиях. Ниже фото моделей двигателя Стирлинга:

1


2



3



4



5



6



7



8



9



10



11



12



13



14



15



16



17



18



19



20



21



22



23



24



25



26



27



28



29



30



31



Готовые наборы для сборки двигателя Стирлинга:
1



2



3



4



5



6



А это те самые любители:



Выставка моделей двигателя Стирлинга: