Обратно

Воздушный двигатель - создано в Эстонии

Таллиннские моряки изобрели силовой агрегат, способный перевернуть мир

Сергей КОЛИКОВ

Юрий Богомолов и Юрий Фельдман. Итог трехлетней работы: патенты, документы, чертежи, графики. Фото автора

Пневматические двигатели применяются в строительстве, шахтном оборудовании, они устанавливаются в торпедах. В традиционных пневматических двигателях выход мощности не превышает затрат на сжатие воздуха. Пневматические моторы не загрязняют воздух, поэтому сжатый воздух предлагали использовать в качестве энергоносителя для развозных автомобилей в столицах. Но малый запас хода и привязанность к специальному оборудованию свели на нет этот проект.

А что если иметь на борту автономную установку, которая будет постоянно готовить сжатый воздух для вращения мотора?

Говорит Юрий Богомолов, судовой механик с 32-летним стажем:

- Все моторы, насосы имеют поршни, на которые давит т.н. «рабочее тело» - газ или жидкость. В двигателе внутреннего сгорания топливно-воздушная смесь воспламеняется, образуя «рабочее тело» - газ с высоким давлением, который толкает поршень, а тот, в свою очередь, через кривошипно-шатунный механизм вращает коленвал. У нас «рабочим телом» является сжатый воздух.

Если в традиционном пневматическом двигателе подача сжатого воздуха начинается в верхней «мертвой точке» и прекращается в нижней, то у нас сжатый воздух подается импульсно. Таким образом, процесс максимально приближен к работе двигателя внутреннего сгорания. Подача воздуха прекращается, как только поршень пошел вниз, провернув коленвал на 10-20 градусов. Отсюда экономия энергии.

Как это объяснить на пальцах

В дизельном двигателе давление над поршнем в верхнем его положении составляет около 150 кг/см². Чтобы получить такое давление, нужно сжать воздух в камере сгорания до 120-130 кг/см², чтобы при впрыске топлива оно самовоспламенилось. То есть двигатель еще и сам с собой борется. В двигателе таллиннских изобретателей цикл сжатия отсутствует! Энергозатраты сокращаются в 5-10 раз. Откуда экономия? «Меньше топлива или электроэнергии затрачивается на приводе компрессора, - говорит Юрий Богомолов.- Если в двигателе внутреннего сгорания на выходе получится 10 КВт, то у нас - 50 КВт, при этом сжигается примерно одно и то же количество топлива. В нашем силовом агрегате электродвигатель или небольшой бензиновый двигатель внутреннего сгорания вращает компрессор, где готовится сжатый воздух. Если мы затратим на двигатель компрессора 5 КВт/час, то на выходе - минимум 20 КВт/час. Многих это смущает: киловаттный расход даст шестикиловаттный выход?! Все учились в школе, помнят закон сохранения энергии. Это что же, двигатель ниоткуда рождает дополнительную мощность?

- Не забывайте, - продолжает Юрий Богомолов, - мощность единица условная, придуманная людьми. На деле происходит расход топлива на единицу мощности. Мощность нашего двигателя не появляется на пустом месте, это результат снижения удельного расхода топлива. Происходит увеличение выхода мощности за счет физики процесса. Наш мотор – своеобразный редуктор мощности. То есть в исходных киловаттах заложено куда больше, чем мы думали… Нам говорят - это невозможно!.. Мы объясняем, что подсознательно, по привычке все держат в уме традиционные двигатели. В двигателе внутреннего сгорания коэффициент полезного действия в идеале составляет 50 процентов. КПД паровой силовой установки достигает 28 процентов. Чтобы получить КВт/час мощности, в котле сжигают полтора литра топлива. В двигателе внутреннего сгорания на это же уходит 185 граммов топлива. В нашем двигателе - 30-35 граммов.

Двигатель столетия

Говорит Юрий Фельдман, капитан дальнего плавания: «Мы потратили сотни тысяч крон своих денег, чтобы подготовить документы для получения патентов. В Таллиннском патентном бюро OÜ Kesna после ознакомления с нашим изобретением специалисты помогли нам в получении местного и международного патента. Международная экспертиза в Мюнхене показала, что за последние сто лет ничего подобного не применялось. Изобретение прошло дотошную техническую оценку. Как любое изобретение, оно соответствует трем критериям: новизна, технический уровень и прикладное значение. Изобретение должно работать согласно законам физики. Заявки об изобретении вечных двигателей не принимаются… По парижской конвенции патент живет 20 лет. Потом он становится достоянием общественности, идею сможет использовать кто угодно.

Воздухоход отправляется в плавание

Собрать такую силовую установку нетрудно: основной мотор, компрессор, привод к нему. Никто до сих пор не додумался собрать из всего этого единый силовой агрегат.

…Началось с того, что старший механик Юрий Богомолов задумался над упрощением судового двигателя. Капризный дизель часто ломался, любая мелочь приводила к остановкам. Что такое неуправляемый дрейф в открытом море – знает каждый моряк. Поломки случаются, прежде всего, от нагрева… Что, если убрать тепло?! Пустить сжатый воздух! Не потребуется охлаждения, специального масла. Нет вспышек, излишнего шума, вибрации. Откуда пришла мысль о «воздушном толчке»?.. Да ведь способ известен! Типовой судовой дизель мощностью 11 тыс. КВт пускается пневматическим 30-киловаттным компрессором. При этом в судовом двигателе преодолевается большое сопротивление. В пусковом баллоне давление сжатого воздуха достигает всего 28 кг/см², и компрессор раскручивает судовой двигатель до 47 оборотов в минуту при номинальных оборотах, когда он работает на топливе, 110 об/мин. То есть пусковой мотор выдает мгновенную мощность около 3500 КВт, имея на своем приводе всего 30 КВт… Дальше, как говорится, дело техники. Инженер подсчитал, что получится, если двигатель судна крутить сжатым воздухом, подавая методом своеобразного впрыска. Компрессор с приводом 700 КВт постоянно выдавая 3500 КВт, израсходует 2 тонны вместо 12 тонн дизельного топлива!

Воздухомобили заполонят планету

Конструкция автомобильного двигателя такого типа потребует уменьшения веса компрессора, создания компактных агрегатов, чтобы поместить их в моторном отсеке.

Придется доработать и сам автомобильный двигатель. В обычном карбюраторном моторе нужно переделать клапанную систему и распредвал. Нужны более мощные клапанные пружины, распредвал с иными углами кулачков. Давление на поршень можно повышать до 200-400 атмосфер, подняв удельную мощность, насколько выдержат стенки цилиндра. Топливо понадобится небольшому мотору компрессора, сжигающему полтора литра топлива на 100 км пробега.

Несвоевременно, господа…

Итак, эстонские изобретатели придумали способ. Конструкции моторов могут быть разные, но они будут работать по этому принципу. Изобретатели обращались в банки, министерства. Безрезультатно. Казалось бы, государственное дело. Вообразите, Эстония, которая старается укрепить свой образ как передовое государство Евросоюза, совершает переворот в моторостроении, экологии! Между прочим, на имидж Эстонии тратят миллионы крон.

- Пока получается «по Райкину», - говорит Юрий Фельдман, - вы придумайте, сделайте, и вас же и накажут… Хотят видеть установку в металле. Что же, нам с шапкой идти по миру? Это пришествие нового двигателя. Мы надеемся на помощь государства. Знакомый бизнесмен предложил - приходите с работающей моделью, мы вам дадим 500 миллионов евро (!) на постройку завода для производства моторов. Мы не утописты, такое предприятие мы сегодня не построим. Но уже сегодня в Эстонии можно было бы начать выпуск сверхэкономичных мини-электростанций….

Они обратились в компанию OY Wärtsila, которая изготавливает дизели. Финны не поверили, посоветовали для начала получить европейский патент. Увидев патент, удивились, поздравили, но сотрудничать отказались. Обращались наши изобретатели и к послу России в Эстонии. Почему бы не донести свежую идею до разработчиков? Но нужны ли сегодня стране, живущей за счет продажи нефти, эдакие изобретения? Разорение одно. Очень несвоевременный мотор получается…

Юрий Богомолов и Юрий Фельдман окончили Таллиннскую мореходку, затем высшие учебные заведения в Санкт-Петербурге (Ленинграде). Знают друг друга с 1968 года. Пневматический мотор по сути дела - это их хобби. Скоро они опять уходят в море на полгода. Но их дело на берегу живет. В автомастерской идет работа над осуществлением их проекта.