25 грудня 2013

Сможет ли новый паровой двигатель изменить яхтенный мир. Мотор радикально новой конструкции, известный как Cyclone Power Mark V, способен работать на любом топливе: от биодизеля до природного газа и угольной пыли. Это не допотопный агрегат, заставляющий грузовое судно пыхтеть и едва ползти, но легкий и мощный двигатель для моторных лодок, позволяющий развивать 50 узлов!

Компания Cyclone Power из Майами разработала прототип мотора для 7-метровой гоночной лодки, чтобы установить новый мировой рекорд скорости среди паровых судов. Двигатель мощностью 100 л.с. имеет шесть звездообразно (радиально) расположенных компактных цилиндров и, по расчетам, должен разогнать эту лодку до 53 узлов. шнженеры Cyclone Power также работают над 12-цилиндровой версией мощностью 330 л.с. Первый такой двигатель установят на автомобиль, однако в будущем его можно будет использовать на одно- или двухмоторных лодках.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Паровой двигатель функционирует почти так же, как и двигатель внутреннего сгорания. Пар под высоким давлением приводит в движение шесть небольших поршней, которые передают усилие на коленвал.

Цилиндры расположены звездочкой вокруг вала, а не над ним, как в обычных моторах. Пар здесь производится не в большом котле, а внутри нагревательного змеевика – длинной витой трубки из нержавеющей стали. Это позволяет не только достичь более высокого давления по сравнению с обычным котлом, но и получать рабочее давление уже через 5-10 секунд после начала работы.

Горелка нагревает пар до +650 «С, после чего происходит его сжатие до 217 атмосфер и перепуск в головки цилиндров через шесть патрубков высокого давления. Как и в системе впрыска из общей топливной магистрали (Common Rail), горячий пар выпускается в цилиндры через управляемые электроникой и работающие за счет того же пара клапаны. Пар заставляет поршни двигаться и выходит через выпускные окна в стенке цилиндра, как в двухтактных бензиновых двигателях. Энергия, произведенная во время каждого такта, контролируется длительностью открывания клапана. Отработанный пар конденсируется в холодильнике на дне двигателя, где циркулирует холодный воздух, преобразующий пар обратно в воду. Поглотивший тепло воздух нагнетается в верхнюю часть двигателя, где смешивается с топливом и сгорает.

Вода накачивается обратно в нагревательный змеевик, и в итоге получается замкнутая система, не требующая доливания жидкости. Если что-то пойдет не так, змеевик просто лопнет, а не взорвется, как котел, и в этом еще одно значительное преимущество подобной системы.

КАК ЭТО ОТРАЗшТСЯ НА ЛОДКАХ?

Паровые двигатели, как и электромоторы, создают максимальное усилие с нуля оборотов. К тому же они реверсивные и теоретически не нуждаются в редукторе, хотя та или иная муфта сцепления, вероятно, понадобится.

Возможность Cyclone Power Mark V работать на разных видах горючего, включая водород и биотопливо, открывает широкие просторы для создания «зеленых» лодок. Выбранное топливо впрыскивается в центробежную камеру сгорания через набор инжекторов, окружающих нагревательный змеевик. Для поддержания постоянной температуры используются контролирующие инжекторы термопары.

По габаритам 100-сильный прототип незначительно превосходит дизельный двигатель той же мощности и, поскольку ему не нужен глушитель, стартер и редуктор, он на удивление легкий. По словам представителей Cyclone Power, паросиловой агрегат также выгодно отличается по КПД: по сравнению с дизелем, здесь практически нет потерь тепла. Ему даже не нужно моторное масло, поскольку керамические подшипники работают в воде.

ВЕРДшКТ

Станет ли прототип массовым продуктом, покажет время, однако, по словам производителя, к двигателю уже проявляют большой интерес. Люди хотят использовать его в компактных генераторах, а также, увеличив в размерах, применять на военных судах. Если Cyclone Power Mark V хорошо зарекомендует себя на воде, то вполне вероятно, что в ближайшем будущем мы увидим паровые прогулочные яхты.

шстория применения паровых машин на пороходах

Первый паровой котел в 1698 г. сконструировал британец Томас Северин. Это был железный бак, под которым в топке разводили огонь.

В начале XVIII в. конструкцию котла модернизировали: горячие газы начали пускать по внутренним трубам. Первое, где проявилась польза паровой машины,- перекачка воды для пожарных. Позже такие котлы появились на паровозах и пароходах.

Первую паровую машину, способную реализовывать вращательное движение, создал Джеймс Уатт. До конца XIX в. она оставалась практически единственным универсальным двигателем и сыграла огромную роль в развитии водного и наземного транспорта.

Создателем первого парохода считается Роберт Фултон. В 1807 г. он построил судно «Клермонт» с гребным колесом, которое ходило по реке Гудзон со скоростью около пяти узлов.

Самый старый находящийся в эксплуатации пароход – построенный в 1856 г. норвежский «колесник» Skiblander, ходящий по озеру Мьёса.

В России первый пароход построили в 1815 г. на заводе Чарльза Берда (длина 18,3 м). Судно ходило между Санкт-Петербургом и Кронштадтом.

Старейший действующий колесный пароход России – «Н.В. Гоголь» (1911 г.). Он находится в Северодвинске и совершает круизы по Северной Двине.

Крупнейшие из сохранившихся в России пароходов – ледокол «Красин» (1916 г.) и крейсер «Аврора» (1902 г.), оба ныне музеи.

• Принцип работы Cyclone Power Mark V