Турбо детонаційний мотор
ТДМ потужний, легкий, компактний та має лише одну рухому деталь. Він складається з корпусу, камер згорання оснащених соплами, які являють собою ротор, котрий закріплений на валу відбору потужності в підшипниках. Система подачі робочих компонентів в камери згорання та система запалення робочої суміші виконуються з бічної сторони через технологічні отвори в антифрикційному диску, який герметизує камери згорання. На роторі та на статорі закріплені дуго образні лопатки. ТДМ спроектований таким чином, щоб робочі компоненти самі по собі доповнювали конструкцію мотору. Так в камери згорання подається вода, яка змащує антифрикційний диск, а під час запалення робочої суміші виконує функцію запірного клапану. Вода, після детонування робочої суміші, перетворюється на водяний пар, який виходячи з сопел потрапляє на лопатки статора та обертає ротор.
ХАРАКТЕРИСТИКИ | ТДМ | ДВС |
Кількість компонентів палива | 3 | 1 |
Витрата палива | низька | висока |
Шкідливі викиди в атмосферу | відсутні | високі |
Горіння палива | детонаційне | звичайне |
Стиснення палива при запалюванні | відсутнє | застосовується |
Колінчатий вал | відсутній | є |
Розподільчі вали | відсутні | є |
Клапани | відсутні | є |
Обертання валу | Одно направлене | зворотно поступальне |
Система змащення | відсутня | застосовується |
Система охолодження | відсутня | застосовується |
Питома потужність | висока | низька |
Кількість деталей | мала | велика |
Використання виробленого тепла | 90% | 20% |
Механічні втрати | низькі | високі |
Паровий цикл | присутній | відсутній |
Загальний ККД | 90% | 35% |
Застосування інших окислювачів | так | ні |
Експлуатація в безповітряному просторі | так | ні |
Ремонто спромлжність | висока | низька |
Опис роботи ТДМ
Анімація роботи ТДМ
Зовнішній вигляд ТДМ
На початку роботи турбіни ротору з валом відбору потужності, стартером, надається обертальний рух. В серповидні камери згорання подається вода, яка в наслідок відцентрової сили відразу переміщається до вихідних отворів камер згорання.
ТДМ в розрізі з серповидними камерами згорання та вихідним отвором для відпрацьованої паро-газової суміші
Одночасно з подачою води до двох інших форсунок, через технічні отвори в антифрикційному диску, який герметизує камери згорання, подаються O&H, які почергово потрапляють в камери згорання.
Герметизація між камерами згорання забезпечується антифрикційним диском.
За допомогою запальника в камерах згорання почергово ініціюється детонація суміші O&H.
Запальник детонаційної суміші O&H
В результаті детонації O&H утворюються великі тиск з температурою та водяним паром, який в свою чергу під дією високої температури та тиску частково дисоціює з виділенням додаткової енергії.
Момент детонації O&H та виходу парогазової суміші з водою з камер згорання до лопаток на статорі та ротор
Розігріта парогазова суміш під великим тиском надходить з вихідних отворів камер згорання до лопаток статору при цьому ротор з валом відбору потужності отримують крутний момент та починають обертатися виконуючи корисну роботу. Надалі відпрацьована парогазова суміш з водою виходять через вихідний патрубок до радіатора де пар конденсується в воду, вода відфільтровується та охолоджуючи підшипниковий вузол знову подається до водяної форсунки.
Детонаційне горіння палива
Відомо, що детонація при горінні Робочої Суміші у двигунах внутрішнього згорання не допустима, так як вона руйнує двигун, але таж кількість палива при детонації дає в рази більше енергії.
Порівняння вивільненої енергії при звичайному горінні палива та при детонації:
- Звичайне горіння - фронт горіння має швидкість 20-40 м/сек.; температура газів горіння - 2500 градусів Цельсія
- Вибухове (детонаційне) згоряння - швидкість близько 2000 м/сек.; температура газів при детонації - 4000 градусів Цельсія
В більшій мірі сам процес перетворення хімічних зв’язків палива в тепло та тиск визначає коефіцієнт корисної дії (ККД) двигуна, але щоб отримати умови для детонації потрібна відповідна конструкція мотору. Загальний ККД кращих бензинових двигунів не перевищує 25-30%, а ККД кращих дизельних моторів в їх самих економічних велико габаритних розмірах уже майже 100 років ні як не може перевищити 40 -45%. У малих дизелів ККД на 10% нижче.
В запропонованому ТДМ ККД буде становити 90 %. В ТДМ, як і в газових турбінах потужність становитиме 6 кВт на 1 кг ваги. Для прикладу ТДМ з потужністю в 150 кВт (майже 200 к.с.) буде витрачати 1 літр умовного палива на 100 км.
У всіх експлуатованих на сьогоднішній день двигунах, за винятком ракетних двигунів, окислювачем є повітря в складі якого знаходиться умовно безкоштовний кисень. Оскільки кисню в повітрі всього 20% то в камери згоряння доводиться постачати газову суміш, яка заважає всім процесам в роботі двигуна, а також після відпрацювання отруює навколишнє середовище.
Найкращою паливно окислювальною сумішшю є O&H, які наразі використовується лише в ракетних двигунах та в запропонованому нашою командою Тубо Детонаційному Моторі, але в ТДМ O&H використовуються ще й значно ефективніше.
Зберігання енергії виробленої сонцем та вітром
ТДМ також вирішує дуже важливу проблему зберігання та накопичення енергії виробленої сонцем та вітром і надає альтернативу аккумуляторам використовуючи інший підхід до зберігання енергії. Зелена енергія може бути використана для електролізу води в результаті чого утвориться кисень та водень (O&H), які надалі будуть зберігатися в стиснутому стані в балонах. І хоч процес електролізу доволі енергоємний, вважається, що коефіцієнт корисної дії при електролізі біля 50%, але цей коефіцієнт вираховується методом подальшого отримання тепла при звичайному згоранні водню в кисні. При використанні O&H в ТДМ ці розрахунки набувають інших значень, так як ці компоненти в ТДМ детонують при цьому виділення тепла збільшується в 2 рази, а тиску в 100 разів. Відповідно саме ці показники і показують дійсний ККД , але тільки в випадку використання O&H в ТДМ.
Також дуже важливе значення має процес накопичення енергії. Зрозуміло, що в літній період вироблення сонячної енергії в рази більше ніж в зимовий період, а використовується енергія більше зимою. Акумулятори можуть зберігати енергію тільки короткий час і не можуть накопичувати її безмежно. Якщо вироблену енергію сонця та вітру використати для електролізу чи ректифікації то O&H можна безмежно накопичувати, зберігати та транспортувати. В подальшому O&H будуть використані в ТДМ будь де і будь коли в результаті чого буде отримана механічна, електрична та теплова енергія в потрібних кількостях.
Крім того, кількість енергії на одну міру ваги в киснево – водневому стані на порядки перевищує енергетичну ємність запасену на таку ж міру ваги в акамуляторах, а вихід енергії в процесі роботи ТДМ в кілька разів більший ніж при роботі дизельних двигунів, що в свою чергу в рази збільшує його ваго підйомність та дальність перельотів літаючих апаратів, на яких буде використаний ТДМ.
Техніка безпеки використання на будь яких транспортних засобах ємностей з киснем та воднем давно відпрацьована і не несе загрози більше ніж ємності з природним газом.
Коментарів (0)
Залиште свої дані або авторизуйтесь з допомогою соцмереж