Я нахожусь в кабинете заведующего лабораторией прочности НИИ математики и механики Санкт-Петербургского университета, доктора физико-математических наук, профессора В.Лихачева.
На человека, в физике неискушенного, двигатель способен произвести впечатление вечного. Действительно, энергия вроде бы ниоткуда не подводится, а колесо вращается. Но разница принципиальная. Вечному двигателю, будь он возможен, энергия вовсе не требовалась бы. Этому – требуется.
Теплая вода играет роль стартера и катализатора, она как бы заводит двигатель и поддерживает процесс вращения. А энергия для вращения колеса черпается… из окружающей среды. В данном случае, из воды. А если более теплой средой окажется воздух, то из воздуха.
Точное название двигателя – мартенситный. Мартенсит – один из видов фазовых состояний твердого тела. За счет внутренних реакций и высвобождается энергия.
"Спицы" - пружины, сделанные из сплава с памятью формы. Ось эксцентрична, то есть может смещаться относительно геометрического центра. Когда в теплую воду окунается пружина, она сжимается, выходит из воды – растягивается. Так происходит раскрутка колеса.
Мартенситный двигатель можно сравнить с паровым. В одном вода переходит в пар, в другом происходят особые химические реакции, при которых одна кристаллографическая модификация сплава переходит в другую. Еще одна существенная разница: рабочее тело такого двигателя твердое.
Оно способно совершать работу в очень узком диапазоне температур. Не сотни градусов, как в паровой машине; не тысячи, как в газовой турбине, а всего лишь десятки или даже несколько градусов. К примеру, колесо, подобное тому, что стоит передо мной, может вращать динамомашину на Северном полюсе. Достаточно опустить полколеса в воду (она на Севере холодная – 4 градуса), а полколеса оставить на воздухе (допустим, его температура – 30 градусов ниже ноля). Этот температурный перепад обеспечит раскрутку.
На тепловых электростанциях выбрасываются миллионы киловатт вместе с теплой водой. Поставь мартенситные двигатели – и "бесполезное" тепло обратится в полезную работу.
Замечательная особенность нового двигателя – малые габариты. Университетские физики подсчитали: технически возможен двигатель, который осуществит полезную работу 100 млн. джоулей на один кубометр рабочего тела. Если он сделает 10 оборотов в секунду, даст 1 миллион киловатт мощности. (Для сравнения: миллион киловатт, полученный в атомном реакторе, требует объем рабочей зоны несколько сот кубометров). Выходит, мартенситный двигатель – вне конкуренции.
Где же могут применяться мартенситные двигатели? Первое, что приходит в голову: гейзеры, геотермальные воды, тепло океана (так, на экваторе вода у поверхности разогрета до 30 градусов, а на глубине несколько метров – почти ледяная)…
- Эти применения очевидны, - соглашается Лихачев,- но пока они перспективны. А вот реальные, уже внедряемые. Сплавы с памятью формы успешно используются в медицине, в частности, в хирургии. За счет медленного, постепенного возврата такого устройства в первоначальное состояние. Инженер Владимир Рассохин сделал – совместно с врачами одной из клиник – небольшой мартенситный двигатель для вытяжения костей.
Другое изобретение – двигатель для выправления искривленного позвоночника. По размерам он похож на карандаш. Помещенный на длительное время вдоль позвоночного столба стержень возвращает прямолинейность позвоночнику.
Дата публикации: Прочитано: 30797 раз