Українець створив найпотужніший двигун в світі. Фото: hvylya.net
Виходець з України, що живе в США, разом з сином винайшов, запатентував і випробував найпотужніший і ефективний в світі двигун внутрішнього згоряння.
Новий мотор буде в рази перевищувати існуючі по ККД і поступатися по масі, передає "Газета.ru".
У 1975 році незабаром після закінчення Київського політехнічного інституту молодий фізик Микола Школьник поїхав в США. Однак як інженера Школьника постійно хвилювало одне питання – чому сучасні автомобільні мотори такі неекономічні?
Винахідники зупинилися на роторному двигуні, принцип якого був запропонований в середині XX століття німецьким винахідником Феліксом Ванкелем. Ідея роторного двигуна проста. На відміну від звичайних поршневих моторів, в яких багато обертових і рухомих частин, що знижують ККД, роторний двигун Ванкеля має овальну камеру і обертається усередині неї трикутний ротор, який своїм рухом утворює в камері різні ділянки, де відбувається впуск, стиснення, згорання і випуск палива .
Плюси двигуна – потужність, компактність, відсутність вібрацій. Однак, незважаючи на більш високий ККД і високі динамічні характеристики, роторні двигуни за півстоліття не знайшли широкого застосування в техніці. Одним з небагатьох прикладів серійної установки стало їх використання на автомобілях Mazda RX.
Слабкими місцями таких моторів були ненадійність, пов'язана з низькою зносостійкістю ущільнювачів, завдяки яким ротор щільно прилягає до стінок камери, і низька екологічність.
Вже працюючи в фірмі LiquidPiston, засновниками якої вони стали, Школярі створили свою, абсолютно нову реінкарнацію ідеї роторних моторів. Принциповим в ній було те, що в двигуні Школьника не камера, а ротор нагадує за формою горіх, який обертається в трикутної камері.
Це дозволило вирішити ряд непереборних проблем двигуна Ванкеля. Наприклад, горезвісні ущільнювачі тепер можна робити із заліза і кріпити їх нерухомо до стінок камери. При цьому масло підводиться прямо до них, в той час як раніше воно додавалося в саме повітря і, згораючи, створювало брудний вихлоп, а змазувало погано.
Крім того, при роботі двигуна Школьника відбувається так зване ізохорне горіння палива, тобто горіння при постійному обсязі, що збільшує ККД мотора.
Винахідники створили один за іншим п'ять моделей принципово нового мотора, остання з яких в червні була вперше протестована – її поставили на спортивний карт. Випробування виправдали всі очікування.
Мініатюрний двигун розміром зі смартфон, масою менше 2 кг має потужність всього 3 к.с. Двигун високооборотистий, працює на частоті 10 тис. об./хв., Але може досягати і 14 тис. ККД мотора становить 20%. Це багато, враховуючи, що звичайний поршневий мотор такого ж об'єму в 23 "кубика" мав би ККД лише 12%, а поршневий мотор такий же маси дав би всього 1 к.с.
Але головне, ККД таких моторів різко зростає при збільшенні їх обсягів.
Так, наступний двигун Школьника буде дизельним мотором потужністю 40 л.с., при цьому його ККД складе вже 45%, а це вище, ніж ефективність кращих дизелів сучасних вантажівок.
Важити він буде всього 13 кг, при тому, що його поршневі аналоги такої ж потужності сьогодні важать під 200 кг.
Цей мотор вже планується ставити на генератор, який буде обертати колеса дизель-електричного автомобіля. "Якщо ж ми побудуємо ще більший двигун, ми можемо досягти ККД в 60%", – пояснює Школьник.
У перспективі компактні, спритні і потужні мотори Школярів планується використовувати там, де ці властивості особливо важливі – при конструюванні легких дронів, ручних бензопил, газонокосарок та електрогенераторів.
Поки мотор ганяли 15 годин, проте за нормативами, щоб піти у виробництво, він повинен відпрацювати безперервно 50 годин. При цьому для автомобільної промисловості потрібна надійність мотора на 100 тис. Миль пробігу, що поки залишається мрією, визнають конструктори.
Те, що озвучені цифри – нє фантазії винахідників, підтверджує серйозність намірів інвесторів. Сьогодні в стартап вже вкладено $ 18 млн венчурних інвестицій, $ 1 млн яких дало американське агентство передових розробок DARPA.
Інтерес військових тут зрозумілий. Справа в тому, що військовими США в авіації застосовується в основному паливо JP-8. І військові хочуть, щоб взагалі вся армійська техніка працювала на цьому виді палива, на якому, до речі, можуть працювати і дизельні мотори.
Але сучасні дизельні двигуни громіздкі, тому DARPA так активно придивляється до розробки Школьника.