Техника - молодёжи 1989-03, страница 6

0 - в

g «Рождающий воду»: | путь в большой мир

О Топливо из аэростата. Семь японских авто. Платить, чтобы работать. ^ Точность — 3 микрона. Гостиница для атомов водорода. Гибриды на (Г) любой вкус. Живущие под землей.

^ период энергетического кри-

1к зиса во многих странах начади BJ лись исследования, связан-j ные с использованием reso

ld образных топлив, в частности водо-О рода (см. «ТМ» № 9 за 1983 г., ^ № 1 и 2 за 1989 г.). Особое разви-q тие они получили в США, Японии, ФРГ, Канаде, а также в нашей ^ГГ стране. В предыдущем номере мы • I рассказали о том, какие проблемы пришлось решить специалистам, чтобы осуществить полет «водородного» авиалайнера Ту-155. Сегодня же познакомимся с сугубо земными профессиями газа, рождающего воду.

СЕКРЕТЫ ВОДОРОДНОГО АВТОМОБИЛЯ

Особых — нет. Еще во время ле-ниградской блокады техник-лейтенант Б. Щелищ ездил по городу на автомобиле М-1 с двигателем, работающим на водороде. Бензина не было, вот и использовал газ, которым наполняли аэростаты.

С другой стороны, «секретов» у ученых и инженеров, которые занимаются разработкой водородного автомобиля, не так уж и мало. Сами посудите, сложности большие: хранение криогенного топлива, подача его в двигатель, обеспечение взрыво- и пожаробезопасности. Но уникальные возможности водорода: его высокая теплотворная способность и отсутствие вредных выбросов (при горении образуется лишь водяной пар) — вдохновляют на преодоление любых трудностей.

Признанным авторитетом в области создания водородного автомобиля считается профессор С. Фу-рухама из технологического института Музаши (Япония). Созданные в его лаборатории агрегаты и высокоэффективные устройства для хранения и подачи Нг в двигатель снискали ему заслуженную популярность. На VII Международной конференции «Водород сегодня», проходившей в Москве осенью

прошлого года, мы задали ему несколько вопросов.

— Мистер Фурухама, сколько лет вы занимаетесь созданием водородных автомобилей и каковы реальные результаты?

— Около 18 лет. За это время мы создали 7 экспериментальных водородных автомобилей. Подобные работы ведутся не только у нас, но еще и в нескольких частных институтах Японии.

— Как хранится в ваших машинах водород и как поступает в двигатель?

— Водород сжижен — в таком виде и хранится. Чтобы осуществить его подачу непосредственно в цилиндр двигателя, что наиболее выгодно энергетически, мы сконструировали особый насос и форсунки — для впуска под высоким давлением.

— На ваш взгляд, за каким способом получения водорода буду-

— За самым дешевым. Я лично отдаю предпочтение способам с использованием солнечной энергии.

— Скажите, люди, работающие с этим, можно сказать, экзотическим топливом, которое впервые описал Жюль Берн, кто они — реалисты, практики или немного фантазеры?

— Я — практик. А мои сотрудники... Думаю, тоже практики. В основном они — студенты, люди очень целеустремленные. Достаточно сказать, что трудятся бесплатно, а поскольку обучение в институте стоит денег, то получается, что платят они и за возможность работать в лаборатории, стать хорошими специалистами. Очень немногих, лучших из лучших выпускников, мы оставляем в лаборатории, и тогда им полагается уже приличное жалованье.

Профессор Фурухама любезно предоставил журналу некоторые схемы и чертежи созданных им и его сотрудниками конструкций.

На рисунке 1 показаны различные виды распределения го

рючего и воздуха в цилиндре двигателя. Схема «а» демонстрирует условия смесеобразования в двигателе, использующем бензин (газолин). Здесь всего 17 мл в объеме цилиндра занимает топливо, а 983 мл — воздух. Энергия такой смеси — 840 кал. На схемах «б», «в», «г» изображен тот же цилиндр, но заполняется он смесью водорода и воздуха.

В случае «б» она готовится в обычном карбюраторе и через впускную трубу поступает в цилиндр. Параметры водородно-воздушной смеси таковы: 296 мл Нг, 704 —■ воздуха, а энергия смеси 710 кал, то есть на 15% меньше. Это и понятно — воздуха становится меньше, и, следовательно, окислительная реакция идет менее продуктивно. Кроме того, существует опасность обратной вспышки при открытии впускного клапана, когда в горячий цилиндр поступает горючая смесь. Разогретые микрокрошки электродов свечи, окалина от нагара — все может стать причиной взрыва. Для предотвращения вспышек в смесь добавляют воду — испаряясь, она отбирает тепло, охлаждает стенки цилиндра. А что касается мощности двигателя, то ее можно повысить с помощью наддува — увеличить давление впускаемого воздуха, и количество окислителя в цилиндре возрастет. Правда, возрастет и вероятность обратной вспышки. И тут вся надежда — опять на водяное охлаждение.

Теперь рассмотрим схемы «в» и «г», когда образование смеси воздуха и водорода происходит внутри цилиндра. Это дает определенный выигрыш, но и приносит с собой новые сложности. Расклад такой: горючего — 420 мл, воздуха — 1000, выделяется 1010 кал, то есть двигатель на 20% продуктивнее бензинового. Впрочем, чтобы подавать водород непосредственно в цилиндр, нужны специальные насосы и форсунки.

На рисунке 2 показана перекачка жидкого водорода в двигатель. В бак вмонтирован плунжерный насос, конструкция которого — одно из главных достижений лаборатории Фурухамы. При его изготовлении была использована прецизионная техника, благодаря чему поверхности, обработанные с величайшей тщательностью — зазор не более 3 мкм, совершенно не требуют смазки.

Интересна конструкция форсунки (р и с. 3). Водород подается под

4