Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Водный двигатель принцип работы

Утоли мои печали: как впрыск воды повышает мощность мотора

Уже более ста лет автомобильные инженеры работают над повышением отдачи мотора. Поначалу все было просто: больше литраж, больше цилиндров, больше мощности! Но довольно быстро стало понятно, что replacement for displacement все-таки необходим: в ход пошли компрессоры, турбины, усложнение ГРМ с многоклапанными конструкциями и регулируемыми фазами, распределенный и непосредственный впрыск, облегчение поршневой группы… Теперь, когда к ДВС все чаще в компанию стали добавлять электромоторы, кажется, что предел форсирования обычного мотора достигнут. Но нет – вы забыли про впрыск воды! Разберемся, зачем это делается и почему до сих пор не применяется в массовом автомобилестроении.

О быватель при упоминании системы впрыска воды в цилиндр скептически хмыкнет: если двигатель автомобиля получит гидроудар, ничего хорошего из этого не выйдет. Но одно дело, когда при проезде глубокой лужи в двигатель через впускной тракт попадает большое количество воды, которую пытается сжать поршень – это приводит к разрушению шатунно-поршневой группы… Совсем другое – точечный впрыск специальной смеси в камеру сгорания.

Как это работает?

Система впрыска воды чаще всего используется на высокофорсированных двигателях для улучшения их характеристик. Откуда получается дополнительная мощность? Существует сразу несколько вариаций системы, различающиеся только точками установки. Для этого во впускном коллекторе устанавливается специальная форсунка, подающая во впускной тракт водометанольную смесь, которая смешивается с топливной смесью, подаваемой в камеру сгорания.

Почему именно смесь воды со спиртом? Во-первых, такая жидкость замерзает при более низких температурах, а во-вторых, вода со спиртом обладает лучшим рассеиванием, из-за чего образуется более равномерная смесь и уменьшается температура во впускном коллекторе. За счет мелкодисперсных капель смесь охлаждается, что позволяет повысить степень сжатия, а также уменьшить скорость горения смеси в цилиндрах, а это снижает возможность детонации. Также снижение температуры горения топливно-водяной смеси влияет на химические процессы в камере сгорания, что уменьшает концентрацию вредных выбросов азота и углекислых газов.

Опыты российских конструкторов на дизельных двигателях с экспериментальными системами показали снижение выбросов оксидов азота в три-четыре раза, а выбросов СО2 – в 1,2 раза.

Казалось бы, одни плюсы! Но, как и все в мире, идеальных вещей не бывает. В отработавших газах увеличивается концентрация несгоревших углеводородов, что немного увеличивает расход топлива автомобиля. На малой скорости или полностью открытой дроссельной заслонке двигатель может работать неустойчиво.

Одной из ключевых причин является неравномерное распределение жидкости по цилиндрам – в некоторых из них неизбежно создается обедненная смесь. Обычно такую проблему можно решить, установив систему с индивидуальными форсунками на каждый из цилиндров, управляемых компьютером.

Кроме того, пользователи часто забывают, что в систему необходимо заливать только дистиллированную воду. Ведь растворенные в обычной воде соли могут привести к образованию нагара в камерах сгорания, и, как следствие, уменьшить ресурс двигателя. Посмотрите на накипь в чайнике – вы же не хотите, чтобы подобная гадость была и внутри цилиндров?

С чего все началось?

Впервые в мировой практике впрыск воды в цилиндры двигателя применил венгерский инженер Bcnki в начале XX века. Еще спустя несколько лет профессор Хопкинсон из Англии успешно применил экспериментальную систему впрыска воды для улучшения характеристик промышленных двигателей. А наибольший вклад внес Гарри Рикардо, создатель одноименной марки, занимающейся выпуском автомобильных комплектующих. На его счету – многочисленные исследования, несколько патентов и даже монография High-Speed Internal Combustion Engine, в которых подробно описаны методы и испытания двигателей с впрыском воды.

В результате всех испытаний Рикардо представил двигатель, оснащенный системой впрыска смеси воды с метанолом, благодаря которой удалось добиться увеличения характеристик мотора почти что двукратно! Широкое применение водометанольные смеси нашли во время Второй мировой войны. Первую скрипку сыграли авиаторы, которые в погоне за скоростями и высотой искали любые ухищрения, чтобы выжать максимум мощности из поршневых двигателей, которых к концу войны все равно заменили реактивной авиацией.

В 1942 году на вооружение ВВС Германии поступил иcтребитель Focke-Wulf 190 D-9, оснащенный системой впрыска водометанольной смеси во время форсажа. Причем он был не единственным в своем роде в Люфтваффе. Похожей системой впрыска оснащались двигатели Daimler-Benz 605 и BMW 801D для Messerschmidt Bf-109, а также Junkers Jumo 213A-1. Стоит отметить, что авиационные двигатели того времени уже имели системы турбонаддува, и впрыск воды, по сути, играл роль интеркулера. Водометанольная смесь MW-50 впрыскивалась во впускной тракт авиационного двигателя, где смешивалась с топливной смесью, устремляясь в камеру сгорания. В результате контакта с раскаленными стенками цилиндров вода превращалась в пар, который, расширяясь, создавал в цилиндре избыточное давление, а предварительное охлаждение топливной смеси на впуске способствовало увеличению ее объема в цилиндре и улучшало эффективность сгорания топлива. В результате мощность немецких моторов кратковременно увеличивалась на 20-30 процентов, что давало последним преимущества по набору высоты и максимальной скорости.

На фото: Messerschmitt Bf-109

Собственные системы впрыска воды разработали и союзники. Так, американская компания Pratt & Whitney в своем двигателе J57 для бомбардировщика В-29 установила похожую систему для повышения характеристик двигателя на малых и средних высотах. Похожую систему с успехом применяли и на истребителях. В 1943 году по приказу НКАП моторный завод №45 должен был разработать документацию на советскую систему впрыска воды для двигателей АМ-38Ф. Опытная партия из пяти самолетов Ил-2, оснащенных двигателем с впрыском воды, была построена на заводе №18, однако после испытаний система была признана слишком дорогой и сложной в настройке.

На каких автомобилях применялось?

С развитием в конце войны реактивных двигателей работы по увеличению мощности поршневых агрегатов были практически свернуты, и богатый опыт форсировки отошел на задний план. Но о системах вспомнили автомобильные компании. Первым впрыск водометанольной смеси на серийном автомобиле стали применять американцы из General Motors, которым такая система оказалась нужна для повышения детонационной стойкости турбомотора Oldsmobile F-85 Jetfire. Что из этого получилось, мы уже рассказывали вам ранее.

На фото: Oldsmobile F-85 Jetfire Hardtop Coupe 1963

Еще одним производителем, вспомнившем о полезных свойствах водометанольной смеси, стал шведский Saab, где до начала 1980-х годов устанавливали систему впрыска воды на Saab 99 Turbo S. Правда, с появлением интеркулеров, охлаждающих воздух во впускном тракте, такие системы на серийных автомобилях плавно сошли на нет, но не были забыты в автоспорте.

В 1983 году команды Формулы-1 Renault и Ferrari установили на свои болиды системы впрыска воды, позволившие итальянцам в итоге занять первое место в кубке конструкторов. На машинах были установлены баки объемом 12 литров для хранения смеси спирта и воды, регулятор давления и водяной насос, однако впоследствии подобные системы были запрещены регламентом.

На фото: Renault RE40 ‘1983

Похожие системы пытались внедрить в середине 1990-х в WRC, но и там они получили запрет через недолгое время, как и на ле-мановских спортпротипах. Очень широкое распространение баки с водой получили у американских гонщиков на ¼ мили. Могучие американские «восьмерки» дрегстеров, снабженные механическими нагнетателями, требовали серьезного охлаждения, а интеркулеры еще не получили широкое распространение. Тогда некоторые светлые головы и вспомнили о полезных свойствах водно-спиртовой смеси, подаваемой в двигатель. Так, суперкар Porsche 911, доработанный фирмой 9ff, в 2005 году установил рекорд скорости 388 км/ч для автомобилей, официально сертифицированных для дорог общего пользования. Его оппозитная «шестерка» с двумя турбокомпрессорами на пару с обычными интеркулерами была также оснащена системой впрыска воды.

Впрыск воды, наши дни

На некоторое время интерес к системам от производителей угас, но в 2015 году про технологии вспомнили мотористы BMW, решившие применить впрыск воды уже не для повышения мощности, а для снижения расхода бензина. Первым автомобилем, опробовавшем систему впрыска воды с метанолом, стал пейс-кар BMW M4, участвующий в гонках MotoGP. Но если там была установлена обычная форсунка, подающая смесь во впускной коллектор, то на опытном трехцилиндровом турбомоторе рабочим объемом 1,5 литра система стала более продвинутой.

Вода смешивается с топливной смесью с помощью топливного насоса высокого давления Bosch, срабатывающему только на оборотах мотора свыше 4 000. Водно-топливная смесь через форсунку впрыскивается в саму камеру сгорания. В результате мощность 201-сильного двигателя увеличилась на 14 л. с., возросла детонационная стойкость двигателя, что позволило поднять степень сжатия с 9.5:1 до 11,0:1 и в целом улучшить отдачу мотора на низких и средних оборотах. Объем водяного бака с подогревом – 7 литров, а в обычных условиях автомобиль расходует около 1,5 литра воды на 100 км пути, что означает необходимость пополнения системы почти каждые 500 километров.

На фото: BMW M4 Coupé MotoGP Safety Car (F82) ‘2015

Однако инженеры BMW предусмотрели и другие способы добычи воды: при работе кондиционера конденсат из системы автоматически сливается в бак. Все эти ухищрения позволяют экономить почти 8% топлива на 100 км пути в смешанном цикле, а особенно эффективно система может работать в паре с гибридным приводом. Правда, о таких гибридах в БМВ пока молчат.

Серийный выпуск двигателей с водометанольной системой впрыска по планам должен начаться уже в конце этого года, причем поставляться такие БМВ будут и в Россию. На наше счастье, из-за повышенной стойкости к детонации эти машины будут менее требовательны к октановому числу – заправляться можно будет обычным Аи-95.

Можно ли поставить такую систему себе на машину?

Если очень хочется, то можно. Начитавшись интернета, умельцы делают самодельные системы, используя в качестве элементов капельницы, медицинские шприцы и прочие изделия, устанавливают во впускном коллекторе за дроссельной заслонкой и. такие системы работают.

Впрочем, все плюсы от повышенной мощности или крутящего момента перечеркиваются одним жирным минусом. Ведь по сути такой самопал просто льет огромное количество воды в коллектор, не распыляя ее, в результате чего водяная взвесь поступает во все цилиндры неравномерно. О последствиях мы уже говорили выше – в некоторых цилиндрах воды больше, чем в остальных, что приводит к обеднению смеси в отдельных цилиндрах и неравномерную работу мотора. В худшем случае количество воды, поступаемой в цилиндр, так велико, что приводит к шансу получить тот самый пресловутый гидроудар.

Читать еще:  Шевроле круз троит двигатель глохнет

Для тех, у кого есть чуть больше денег, продавцы тюнинг-аксессуаров предлагают комплект из насоса высокого (около 5-10 бар) давления, электронного блока управления насосом, форсунок для впрыска смеси и, естественно, бачка для воды. В самых дорогих системах применяется клапан, регулирующий давление и количество поступаемой воды.

Принцип работы такой системы прост: блок управления, подключенный к датчику расхода воздуха двигателя, анализирует полученную информацию и рассчитывает подачу воды, дав команду насосу.

Несмотря на кажущуюся простоту, и здесь возникают определенные сложности. Впрыск воды происходит только на определенных режимах работы двигателя, обычно подобные системы работают при оборотах двигателя свыше 3 000 об/мин. К тому же система почти не контролирует подачу смеси, а только подает команду на включение/выключение насоса. Основным ограничением на количество впрыскиваемой воды становится только производительность самой форсунки.

Кстати, пока блок даст команду насосу на запуск, пока насос включается и начинает перекачивать воду, происходит задержка между отправкой команд на впрыск топлива и впрыск воды, что неминуемо снижает эффективность всей системы.

Главными спецами по системам впрыска воды для автомобильных двигателей были признаны конструкторы британской фирмы Aquamist, в 1990-е поставлявшие комплекты для болидов WRC, пока их не запретили. И цена на тюнинг-киты колеблется в районе 3 000 долларов. В общем, пока впрыск воды остается довольно экзотическим, недешевым и, положа руку на сердце, не таким уж эффективным средством форсировки.

Если встанет вопрос «как сделать двигатель на воде?», то за счет вращения винта можно привести в движение ротор. Он, в свою очередь, вызывает в катушках проводника магнитную индукцию. Она вызывает переменный ток. Ток или напрямую приводит в движение объект, или накапливает заряд в батарее. С батареи уже идет распределение на нужды.

Разберем примерную структуру цепи, использующей электрогенератор, и прицепим к нему двигатель на реактивной тяге. Это наглядно покажет, как работает определенный элемент. Цепь будет состоять из следующих компонентов: вращающиеся лопасти для генератора переменного тока, преобразователя переменного тока в постоянный, аккумулятора, совместимого электродвигателя, системы реактивной тяги.

Для обеспечения работоспособности генератора необходимо хотя бы примерно представлять скорость вращения ротора. Отталкиваясь от скорости вращения, получаем представление о мощности, которую должен вырабатывать генератор.

Электрический асинхронный генератор переменного тока состоит из статора (неподвижной части) и ротора (вращающейся). Статор состоит из блока наложенных друг на друга листов металла диэлектрика (не проводящих ток) с вырезанными сквозными пазами, и магнитных катушек, вставляющихся в них. Катушки не должны соприкасаться с блоком. Для этого используются специальные прокладки внутри, и стрелки снаружи из изолирующего материала. За пределы пазов они выступать не должны. Также изолируются катушки друг от друга. Форма и элементы ротора могут отличаться друг от друга.

Возьмем за основу двигатели на воде своими руками с расчетом на три фазы, так как данный вид наиболее распространен. Это значит, что будет использовано три катушки одинаковых размеров. В домашних условиях при напряжении в 220 вольт постоянного тока в 19 ампер, потребуется провод с сечением 1,5 миллиметра. Работать будет при условии потребления не выше 4,1 киловатта. Стоит также учесть частоту вращения. Количество вращений в секунду измеряется в герцах. В России принята чистота 50 Герц в секунду для электроники. Провода на выходе соединяются «треугольником» или «звездой».

skeptimist

Соотноси всё с вечностью

О двигателях на воде и убийствах их изобретателей

Интересная равно как и спорная информация о новых технологиях, которые позволяют создавать двигатели, работающие на воде.
Вот ничего определённого по этому поводу не могу сказать. Однако верю, что эпоха нефти закончится и будет нечто принципиально другое. Но что?
Однако с этими двигателями сплошная коспирология. Она логически выстроена. Но тайна есть тайна.
При этом «с каждым днём интеллектуальный мир всё больше осознает, насколько являются тупиковыми технологии, основанные на использовании ископаемого топлива. Впрочем, читайте.

Почему люди не меняют свой технологический образ жизни, чтобы более гармонично вписаться в планетарные экологические системы? И мы не говорим только про общеизвестные экологически чистые технологии – использование солнечной, ветровой и океанической энергии приливов. Мы говорим о технологиях более революционных, для которых сжигание ископаемого топлива – это примитивный вчерашний день.

Одной из этих «новых» передовых технологий является автомобиль с силовой установкой, основанной на расщеплении и последующем сжигании молекул воды. Этот двигатель люди постоянно изобретают уже как минимум семьдесят лет, однако только сейчас, в 21-м веке нам постепенно становится всем понятно – почему эти изобретения недоступны для масс.

Проблема таких устройств в том, что они полностью изменят способы ведения бизнеса мировыми энергетическими компаниями. Возможно, они их даже разрушат. Поэтому такие изобретения являются первой угрозой для транснациональных корпораций в энергетической отрасли.

10 лет назад, в 2008-м году (!!) , на выставке в Осаке японская компания Genepax представила свой «водный автомобиль». Для водителя этого транспортного средства не имеет значения, что у него находится в руках: бутылка газировки, стакан воды из-под крана или ведро озерной воды. Всё это можно залить в «бензобак» и оно отлично будет работать. Устройство, генерирующее топливо, расщепит эту воду на молекулы кислорода и водорода, которые будут гореть и автомобиль начнет ездить.

Реальность и практическая ценность этого автомобиля запатентована в патентных компаниях по всему миру. Нажмите ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть патент японцев на свою водную энергетическую систему. Так же вы можете провести поиск по номеру патента ** 2006-244714 **. Наконец, те же документы находятся в файле Европейского патентного ведомства.

Вот короткое видео об этом японском чудо-автомобиле:

Итак, автомобиль есть. Он существует не в чертежах и на ютубе, а ездит по дорогам в реальности. Все его узлы построены и запатентованы. И это на 2008-й год!

Из этого следует, что в 2018-м году японская компания Genepax должна быть известна миру не меньше, чем первый в мире автомобильныйконвейер заводов Ford.

Но, люди 2018-го, вы что-нибудь слышали об это японской компании? Конечно, вы ничего не слышали. Через год после представления своего транспортного средства компания закрылась и разорилась.
Genepax – не единственная группа новаторов, которая пыталась продвинуть водородное топливо. Стэнли Мейер (Stanely Allen Meyer) – еще один гениальный изобретатель-одиночка. Он придумал и сам построил работающий на расщепленной воде автомобиль. Каким-то чудом история об этом человеке стала доступна для масс, попав в репортаж местной новостной станции в Огайо:

Вот еще один короткий клип Стэна, демонстрирующий его технологию:

Так что случилось с Стэнли Мейером? Его озолотили потенциальные инвесторы? Дали ему на постройку автомобилей много денег? Нет, все было не так.

Сначала, после появления в новостях Стэна и его роликов, какие-то “эксперты” стали назвать Стэна мошенником. А потом он зашел в ресторанчик на автопарковке, попил клюквенного сока, почувствовал себя плохо, вышел на улицу и там умер.

Вода является идеальным источником топлива. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. При пропускании через воду электрического тока с определенными параметрами, она распадается на составляющие её элементы:

При последующем горении кислорода и водорода в двигателе выход энергии получается в два с половиной раза выше, чем при сжигании бензина. При этом продуктом сгорания является водяной пар, возвращающий воду обратно в атмосферу.

Не так давно исследователи из Virginia Tech добывали водородную энергию из воды другим способом. Они обнаружили, что содержащаяся в растениях ксилоза расщепляет молекулы воды так же хорошо, как и электричество.

Еще одним направлением для исследований являются так называемые устройства свободной энергии, реализация которых станет грандиозным технологическим изменением в истории человечества. Однако вы даже не представляете, насколько огромное количество людей вовлечены в замалчивание и высмеивание информации об этих открытиях.

А финансирует эту массу уже совсем небольшая группа – люди, владеющие нефтяными, газовыми и угольными компаниями. Поэтому стоит ли удивляться, что все, кто добился какого-то успеха в альтернативной энергетике сталкивались с потоком несчастий. Их лаборатории непрерывно горели, их предприятия разорялись, а многие изобретатели вообще были искалечены или убиты.

Тем не менее, альтернативные технологии столь грандиозны, что в эпоху глобальных сетей и полной прозрачности, они рано или поздно, но проложат себе к людям дорогу. Только о технологиях электролиза воды с целью получения в качестве топлива водорода есть несколько десятков историй. Поэтому мы надеемся, что наша небольшая статья морально поддержит и вдохновит многих и многих изобретателей водородных автомобилей.

marafonec

Бег на месте к горизонту

Двигатель на воде давно создан — он запрещён! Чем заменяют подобные изобретения.

Водяной автомобиль существует гипотетически, и никак иначе! Но, это — неправда, в своей сути уже существует подобное изобретение. Как только, появляются новые и передовые технологии, затрагивающие интересы монополистов, — предприятия, осмелившиеся начать производство революционных технологий – разоряются.

Прорывная технология

В далёком 2008 году, японская компания Genepax, представляет на автомобильной выставке в Осаке, автомобиль, работающий на воде. Своё изобретение, предприимчивые японцы, запатентовали в Европейском патентном ведомстве. Можно вдохнуть свободно: наконец-то, прорыв!

Но, не тут-то было. Ходу этому изобретению не дали. Наоборот, изобретение вызывает, в определённых кругах, досаду и негодование. Оно способно негативно повлиять на способ ведения устоявшегося бизнеса владельцев компаний в энергетической отрасли.

Читать еще:  Бубнит двигатель на холодную

Что же осмелились создать японцы — расплата за смелость

Японские изобретатели создали автомобиль, работающий на обычной воде. Вода может быть из крана или любого источника. В пути — это может быть и бутылка с водой, купленная в ближайшем магазинчике.

Для того, чтобы он начал движение, — ему нужно всего один литр воды, и один час езды обеспечен. Скорость автомобиля до 80 километров в час.

Воду нужно залить в бак, соединённый с устройством, которое посредством электрического тока, расщепляет воду на кислород и водород.

Так генерируется топливо – перекись водорода. Также генератор производит необходимую электроэнергию, извлекая из воды водород, высвобождая электроны.

Такое топливо даёт в два раза больше энергии двигателю, чем бензин. Продуктом распада этой реакции является, всего лишь – водяной пар.

Как в народе говорят: не прошло и года. Через год компания странным образом разоряется и, — перестаёт существовать.

Почему все молчат и ничего не делают?

Конечно, эта идея не нова! По всему миру изобретатели создают подобные прототипы, усовершенствуя и внося коррективы в своё идеальное транспортное средство.

Весь казус состоит в том, что такие автомобили единично передвигаются по дорогам, а оплаченное общество «экспертов», продолжает кричать о мошенничестве.

Есть и другой выход в создавшейся неудобной ситуации для монополистов. Он подразумевает: запугивание, подкуп, выкуп лабораторий, которые занимаются альтернативными источниками энергии.

Какой выход для всех нас?

И вот, в 2017 году – «прорыв»! Предприимчивые монополисты решились на инновации. Появляется «новый» серийный автомобиль компании Mercedes-Benz, работающий на водородном топливе.

Следом, не отстаёт японская компания Mirai, заявляя о безостановочном ходе своего автомобиля на 480 километров, который также заправлен водородом.

Да, все они будут заправляться водородом на специальных заправках (ведь, нужно же, что-то продавать, вместо бензина).

Как говорят, эти автомобили мощнее и их ждёт будущее, несмотря на то, что они более взрывоопасны, чем бензиновые.

PS: Так напоминает историю с электромобилями.

реактивное движение

Максимальная скорость привычных водных транспортных средств ограничена. В их двигателях происходит непрямое преобразование химической энергии топлива в энергию движения воды: через преобразование в механическую энергию различного рода движителей (гребных винтов, турбин, насосов). Неизбежные при непрямом преобразовании потери приводят к ограничению на максимальную скорость — на уровне 100-130 км/ч (это связано с кавитацией, разрушающей лопасти винтов, импеллеров и др.). Но это ограничение преодолеть можно.

В Центре импульсно-детонационного горения (Центр ИДГ) при Институте химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) разработаны, созданы и испытаны экспериментальные образцы прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя, работающие на иных физических принципах и не имеющие мировых аналогов. В новом движителе происходит прямое преобразование химической энергии топлива в энергию движения воды. В результате надводному объекту сообщается гидрореактивная тяга, ускоряющая его до скоростей, недостижимых при использовании традиционных движителей. Отличительная особенность нового движителя — применение наиболее энергоэффективного и энергосберегающего рабочего цикла: цикла Зельдовича* с управляемым детонационным горением смеси моторного топлива с окислителем. Кроме того, в нем нет подвижных механических частей.

Экспериментальные образцы спроектированы специалистами ИХФ РАН на основе гидродинамических расчетов, позволивших оптимизировать параметры движителя. Конструкция и принцип работы движителя просты (рис. 1). Он представляет собой водовод (профилированную трубу с водозаборным устройством и соплом, погруженную в воду) с введенной в него импульсно-детонационной трубкой. Импульсно-детонационная трубка — сердце движителя — предназначена для генерации коротких, но очень интенсивных периодических импульсов давления в виде ударных волн, выходящих в водовод и выбрасывающих забортную воду из водовода через сопло. Каждый импульс давления в импульсно-детонационной трубке — это детонационная волна, образованная в результате зажигания топливной смеси и последующего быстрого, но управляемого перехода горения в детонацию — ускорения пламени от

2000 м/c. Каждая ударная волна, выходящая в водовод, вовлекает воду в движение к соплу и, следовательно, придает движителю импульс силы — реактивной тяги.

Рис. 1. Схема плоского прямоточного водометного движителя

Важнейший фактор, влияющий на передачу количества движения от ударной волны к воде, а значит, и на энергоэффективность,— это сжимаемость воды, которая сильно зависит от содержания в ней газов. Вода в таком движителе всегда насыщена пузырьками с газообразными продуктами детонации предыдущего цикла, а при высокой скорости — еще и кавитационными пузырьками. Сжимаемость пузырьковой среды велика, больше, чем сжимаемость чистого газа. Расчет показывает, что при газосодержании в 20-25% прибавка скорости воды за ударной волной в водоводе может достигать 30-40 м/c.

На рис. 2 показан пример расчета одного цикла (частота циклов 10 Гц) на установившемся режиме работы плоского прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя (ИДГРД) при набегающем со скоростью 5 м/с потоке воды. Сверху вниз на шести картинках показана эволюция распределения объемной доли. Верхняя и нижняя картинки очень похожи, значит, начальные условия для каждого рабочего цикла хорошо воспроизводятся. К такому же выводу приводит рис. 3, на котором показана расчетная зависимость мгновенной тяги движителя от времени в первых семи рабочих циклах. Повторяемость формы импульсов достигается уже после двух-трех начальных «выстрелов», а средняя тяга в них положительна, то есть направлена против набегающего потока воды. Если разделить значение средней тяги на секундный расход топливной смеси, придем к ключевому показателю энергоэффективности — удельному импульсу тяги. Расчеты показали, что такой прямоточный движитель может иметь удельный импульс на уровне 400 с при начальном давлении топливной смеси в импульсно-детонационной трубке, близком к атмосферному. Это выше, чем у самых современных ракетных двигателей (200-300 с на уровне моря) при очень высоком давлении в их камере сгорания.

Рис. 2. Рабочий цикл прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя при частоте 10 Гц. Красный цвет соответствует газу, синий — воде, а промежуточные цвета — воде с разным объемным газосодержанием. Расчет проведен для половины движителя

Рис. 3. Расчетная зависимость мгновенной тяги прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя от времени при рабочей частоте 10 Гц. Горизонтальная штриховая линия — средняя тяга после нескольких первых циклов

На рис. 4 показана схема экспериментального образца импульсно-детонационного гидрореактивного движителя (ЭО ИДГРД). Как и в расчетной схеме (см. рис. 1), ЭО состоит из импульсно-детонационной трубки и из прямоточного водовода с водозаборным устройством и соплом. Всего создано и испытано шесть ЭО ИДГРД разных конфигураций: пять в бесклапанном исполнении и один с механическим клапаном.

Рис. 4. Схема экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя

Компоненты топлива — горючее (бензин) и окислитель (кислород) — подаются в импульсно-детонационную трубку раздельно. Чтобы исключить преждевременное воспламенение топливной смеси, непосредственно перед ее подачей в трубку кратковременно подается продувочный газ — азот.

Система зажигания состоит из электронного модуля зажигания и двух автомобильных свечей. Система управления включает блок управления и исполнительные устройства — электромагнитные клапаны подачи кислорода и азота, форсунки и модуль зажигания. Программное обеспечение блока управления позволяет задавать интервалы подачи топливных компонентов, продувочного газа и импульса зажигания .

Для организации быстрого перехода горения в детонацию и образования детонационной волны в импульсно-детонационной трубке установлены турбулизаторы-завихрители. Трубка изгибается, так что донорная детонационная волна выходит в сопло водовода соосно (параллельно) потоку воды и, трансформируясь в ударную волну, передает воде запасенное количество движения.

Для проведения огневых испытаний ЭО ИДГРД изготовлен испытательный стенд. Схема испытательного стенда — бассейна с системой создания затопленной струи воды — представлена на рис. 5. Для измерения тяги используется тягоизмерительная рама с датчиком усилия (рис. 6). При обтекании ЭО струей воды без подачи топливных компонентов показания датчика усилия принимаются за ноль, а при работе ЭО датчик измеряет тягу.

Рис. 6. Экспериментальный образец прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя на тягоизмерительной раме

Фото: Сергей Фролов

Рис. 5. Схема испытательного стенда

Система создания затопленной струи включает мотопомпу, а также приемный и подающий водоводы. Вода засасывается в мотопомпу через приемный водовод и вводится обратно в бассейн в виде затопленной струи через подающий водовод. Выходной диаметр сопла подающего водовода практически совпадает с входным диаметром водозаборного устройства ЭО, так что через него проходит большая часть водяного потока, и лишь небольшая часть обтекает ЭО снаружи. Таким образом, испытания проводятся в условиях, когда внешним гидродинамическим сопротивлением можно пренебречь.

На рис. 7 показаны примеры записей датчика усилия при работе ЭО ИДГРД с частотой 1 и 20 Гц. Экспериментальные записи мгновенной тяги очень похожи на расчетные (см. рис. 3), причем средняя тяга в эксперименте также существенно положительна.

Рис. 7. Измерения мгновенной тяги при работе экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя с частотой 1 Гц (сверху) и 20 Гц (снизу)

На рис. 8 показана итоговая экспериментальная зависимость основного показателя энергоэффективности движителя — удельного импульса тяги — от рабочей частоты для всех испытанных ЭО ИДГРД. Видно, что с увеличением рабочей частоты удельный импульс тяги в среднем снижается от

1000 с при частоте 1 Гц до

300 с при 20 Гц, причем при частоте 10 Гц эксперимент хорошо согласуется с расчетом (см. рис. 3). При этом средняя измеренная тяга возрастает с увеличением рабочей частоты от

10 Н при частоте 1 Гц до

40 Н при частоте 20 Гц. Как и в расчете, при экспериментальном определении тяги и удельного импульса первые рабочие циклы не учитывались. В отдельных сериях испытаний показано, что удельный импульс тяги возрастает с увеличением скорости набегающего потока. Это связано с улучшением наполнения водовода водой перед следующим рабочим циклом. Следует подчеркнуть, что во всех испытаниях начальное давление топливной смеси в импульсно-детонационной трубке было близким к атмосферному .

Рис. 8. Измеренные зависимости удельного импульса тяги экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя от рабочей частоты (разные значки для разных образцов)

Отдельно отметим низкий уровень шума при работе ИДГРД и практически полное отсутствие вредных веществ в выхлопных газах. Низкий уровень шума связан с быстрым затуханием ударных волн в струе пузырьковой среды, а отсутствие вредных веществ — с использованием детонационного горения топлива, при котором высокотемпературные химические превращения происходят в режиме самовоспламенения с очень большой скоростью и высокой полнотой реакции.

Читать еще:  Шаговые двигатели классификация характеристики

Таким образом, впервые в мире спроектированы, изготовлены и испытаны ЭО движителя нового типа для скоростного водного транспорта — прямоточного ИДГРД с прямым преобразованием химической энергии топлива в движение воды.

Испытания проведены на специально разработанном стенде, позволяющем создавать набегающий поток воды со скоростью до 10 м/с. Для лучших образцов движителя экспериментально получены удельные импульсы тяги на уровне 1400 с при низкой рабочей частоте (1 Гц) и 400 с при высокой рабочей частоте (20 Гц). То есть удельный импульс оказался значительно выше, чем у современных жидкостных ракетных двигателей с высоким давлением в камере сгорания (до 200-300 атм.).

Создание практического ИДГРД должно стать одной из приоритетных задач для отечественного скоростного флота. Но новый движитель может использоваться и на тихоходных судах, особенно на мелководье и в арктических водах, где ледяная шуга вызывает эрозию гребных винтов. Он отличается энергоэффективностью, простотой конструкции, отсутствием видимых ограничений по быстроходности, чистотой выхлопных газов и низкой шумностью. Для него также характерны: простота регулирования тяги за счет изменения рабочей частоты, простота масштабирования тяги за счет укрупнения и/или изменения количества импульсно-детонационных трубок, простота регулирования вектора тяги без использования поворотных рулей, а также способность работать на любом топливе, причем при использовании воздуха в качестве окислителя.

Сергей Фролов, доктор физико-математических наук, Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, профессор НИЯУ-МИФИ

(По материалам проекта Минобрнауки «Разработка технологии создания гидрореактивной тяги в водометных двигателях высокоскоростных водных транспортных средств и создание стендового демонстрационного образца гидрореактивного импульсно-детонационного двигателя»).

*О демонстрационном образце ракетного двигателя с детонационным горением, использующем цикл Зельдовича, «Наука» рассказывала в февральском номере.

PDF-версия

  • 32
  • 33

Двигатель на воде

Для получения дополнительной информации, пишите на info@pandoraopen.ru.

10 Комментариев » Оставить комментарий

Тогда кто же будет НАС ОБВОРОВЫВАТЬ, УСТРАИВАЯ ВСЕ МЕРЗОСТИ, МЫСЛИМЫЕ И НЕМЫСЛИМЫЕ ПОВСЕМЕСТНО, ПО ВСЕЙ ЗЕМЛЕ?

технологии эти надо людям давать,рассказывать как сделать. а то пока вы идете патент регистрировать(чтоб в последствии денег поиметь)вас и посылают куда следует.

Давайте внедрим эти технологии и усилиями “эффективных менеджеров” стоимость литра воды станет равна стоимости литра бензина

Двигатель на воде, если это двигатель внутреннего сгорания, действительно будет работать, только вместо воздуха в него придётся вдувать фтор, ведь вода горит в атмосфере фтора. Но на нашей планете имеется иная атмосфера, более нам привычная, и в ней такой двигатель работать не будет никогда.

А двигатели на воде в смысле ГЭС – существуют с давнейших времён, двигателями на воде мололи пшеницу и от них заводы и получили своё название.

Что касается двигателя на 80% воды и 20% бензина, то и такой двигатель наверное может работать, но наверное лучше всё же без воды 🙂 потому что
на чистом бензине наверняка будет лучше, а экономии понятно не выйдет никоим образом.

По-любому, дуракам – дурные проекты.

А умным, ведающим в технике – отрицательную карму 🙂

Проходимцам – по-больше патентов, званий, академий, дипломов и т.п.

Сергей. При всем уважении к вам, позволю себе поставить Вас на место. Есть такой газ Брауна, который получается при электролизе воды напряжением 12 В и при нагрузке 8 А. Горит и без фтора просто супер, да и двигатель под него переделывается за полчаса, при этом из цепочки топливо (углеводороды)- двигатель-полезная нагрузка, полностью исключается составная “УГЛЕВОДОРОДЫ”. Проверено на родном ВАЗ-21063. А не проверив исходный материал, и умничая с условно умным видом Вы выглядите совершенно не рентабельно. Проще говоря человеком с IQ100. Советую призадуматься.

как дети малые. прислушайтесь к умной мысли (сергея). на производство газа реактор сожрёт енергии в разы больше чем получитса в результате. реактор греетса а двз не даст больше 100% кпд. ячейкой маера пугать не надо чот реального!! прототипа нету ,, и врятли будит блежайшие лет100. учите основы физики , а потом цепляйтесь за вышшую материю. вода не горит и не окисляетса она и есть продукт окисления водорода. кстати водородные ячейки и те не жмут 100% при том што напрямую производят електричество из водород+кислород=вода. а в ДВЗ што не засунь он греетса и шумит .
вечного двигателя не существует. а вот вечных тормозов как вижу пруд пруди , ещё и кучкуватса начали. идите делом займитесь мечтатили еовы.

Еще меньше доверия к человеку, который в 10 строчках умудрился сделать 50 ошибок. Вы школу-то хоть закончили? Если да, то на правила русского языка явно подзабили.

Странно. Было написано что IQ менее 1, а самомнение выше 100. Ну да ладно. Серега перед тем как что-то сказать или написать предварительно сильно подумай, а прав-ли?

пока социальные паразиты А ТОЧНЕЕ жидо крысы живы – ни каких реально рабочих схем БЕЗ ТОПЛИВНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ мы не увидем даже через 100 лет кто не в курсе читаем Николай Левашов Россия в кривых зеркалах bit. ly/SdrBJGНУ и Веды вот сдесь konzeptual.ru/knigi/kupit-slavjano-arijskie-vedy узнал сам поделись с другом > ключевые слова /вакумный разрядник /Динатрон/ ВАКУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР/ХОЛОДНЫЙ ТОК/ТУННЕЛЬНЫЙ ДИОД/УНИПОЛЯРНЫЙ МОТОР .

Двигатель на воде. Если инжекторный двигатель переделать только в место бенза впрыск воды один раз. Клапанов и выхлопа нет вообще. Три свечи зажигания на две подаётся высокое импульсное напряжение для создания дуги. Когда поршень опускается вода превращается в пар и с помощью дуги разлагается на водород и кислород. Когда поршень подымается этот газ зажигается от третей обычной свечи зажигания. При сгорании опять образуется вода и процесс повторяется без выхлопа.

Оставить комментарий Отмена ответа

  • Гость
  • Войти
  • Регистрация

Навигация

  • Главная
  • Человек
  • Путь
  • Мидгардъ
    • Новости сайтов
    • Соцсети
  • Сообщество
    • Онлайн активность
    • Беседка
  • О Сайте
    • Наши баннеры
    • Справочный раздел
    • Принципы сообщества
    • Пользовательское соглашение
    • Источники
    • Авторы
    • Как добавить запись
    • Помощь проекту

Рубрики

  • Авторы
    • Авторы КОБ
    • Геноцид России
    • Старая вера
  • Аудио
    • Радио Русич
    • Славянская музыка
  • Видео
  • Вселенская несправедливость
  • Жизнеречение
    • Аналитика
    • Бэкграунд
    • Разделы
      • Вооруженные силы
      • Здоровье
      • История
      • Мировоззрение
      • Наука
        • Новые технологии
      • Образование
      • Политика
      • Психология
      • Творчество
      • Экономика
    • Статьи и Обзоры
  • Литература
  • Наследие Славян
    • Славяне
      • Здрава
      • Родителям и детям
      • Сказки и былины
    • Славянская Культура
      • Славянские Веды
      • Славянские традиции
      • Славянский Календарь
      • Славянский Язык
    • События Настоящего
    • События прошлого
  • Самое самое
    • Путь к пробуждению
    • Самое горячее
      • Самое невероятное
        • Война миров
        • Невероятное в мире
    • Человек — это звучит гордо
  • Свобода слова
  • События
    • Новости
    • Новости Ближнего востока
    • Новости Украины и Новороссии
      • Актуально
  • Новости партнёров

Информация о сайте

Ящик Пандоры — информационный сайт, на котором освещаются вопросы: науки, истории, религии, образования, культуры и политики.

Легенда гласит, что на сайте когда-то публиковались «тайные знания» – информация, которая долгое время была сокрыта, оставаясь лишь достоянием посвящённых. Ознакомившись с этой информацией, вы могли бы соприкоснуться с источником глубокой истины и взглянуть на мир другими глазами.
Однако в настоящее время, общеизвестно, что это только миф. Тем не менее ходят слухи, что «тайные знания» в той или иной форме публикуются на сайте, в потоке обычных новостей.
Вам предстоит открыть Ящик Пандоры и самостоятельно проверить, насколько легенда соответствует действительности.

Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18-ти лет. Прежде чем приступать к просмотру сайта, ознакомьтесь с разделами:

Разновидности гидроциклов BRP

Все аквабайки также можно разделить на: любительские, семейные и спортивные. Также есть люксовые модели, которые характеризуются наличием самых современных технических средств. К самым популярным моделям относятся:

  1. Sea-DooSpark — аквабайк, предназначенный для всей семьи. Его разрабатывали в течение 7 лет, а после — в течение трех лет тестировали. Модель, представленная сегодня на рынке, уже получила в мире разные награды как по своим характеристикам, так и по дизайну. Есть 2-местные и 3-местные гидроциклы. Они простые в управлении, а расход топлива очень экономичный — всего 8 литров на 100 км. Весит этот водный скутер 165 кг (на 2 места) и 205 кг (на 3 места).
  2. Sea-Doo GTX Limited 300 — первоклассная люксовая модель с мощностью в 300 л.с. Сиденье здесь очень удобное, оно повторяет естественные изгибы тела. «Люксовость» представлена дополнениями в виде непромокаемого пакета-сумки, USB-порта и специального чехла. Также производитель позаботился о том, чтобы здесь были датчики, определяющие температуру воды и глубину, на которой в данный момент находится транспортное водное средство. Эта модель отличается эксклюзивной яркой окраской. Многие выбирают этот аквабайк для прогулок на водоемах, чтобы использовать съёмное сиденье: его можно разложить, и тогда на гидроцикле будет достаточно места для того, чтобы загорать посреди открытой воды.
  3. GTI 90 — бюджетная модель, которую компания BRP выпустила в 2020 году. Несмотря на новизну, она быстро стала фаворитом среди других предложений. 90 «лошадок» с лихвой хватает для того, чтобы с удовольствием передвигаться как по пресной, так и по соленой воде. Корпус аквабайка изготовлен из материала политек, он устойчив к появлению царапин. На борту также есть система ITC, которая помогает контролировать подачу газа в зависимости от ситуации. Есть три режима: Туризм, Эко и Спорт. Гидроцикл оборудован современной тормозной системой IBR, которая позволяет быстро снижать скорость в любых условиях. Есть специальный багажник для вещей с отделом, защищенным от попадания влаги.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector