В Китае испытали самый мощный двигатель Стирлинга, он выдал 102 кВт мощности

Двигатель Стирлинга — тепловой двигатель, который работает на основе циклического сжатия и расширения газа, обычно воздуха. Он отличается от других типов тепловых двигателей тем, что тепло подводится к рабочему телу извне, а не в результате сгорания топлива внутри цилиндра. Это делает двигатель Стирлинга более экологичным, эффективным и надежным, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания.


Двигатель был изобретен в 1816 году шотландским священником и изобретателем Робертом Стирлингом. Он хотел создать безопасную альтернативу паровым машинам, которые часто взрывались из-за перегрева. Однако двигатель Стирлинга не получил широкого распространения из-за низкой мощности, сложности конструкции и высокой стоимости. Только в середине XX века двигатель Стирлинга стал привлекать внимание ученых и инженеров, которые искали новые источники энергии для космических, подводных и других специальных приложений.

В настоящее время двигатель Стирлинга используется в различных областях, таких как солнечная энергетика, тепловые насосы, холодильники, генераторы, автомобили и даже игрушки. Однако одним из основных недостатков двигателя Стирлинга является его низкая мощность по сравнению с другими типами двигателей. Самый мощный двигатель Стирлинга до недавнего времени имел мощность около 25 кВт и был разработан в 1986 году американской компанией Sunpower для НАСА.

Но в октябре 2023 года китайские ученые и инженеры объявили о создании самого мощного в мире двигателя Стирлинга, который выдал революционную мощность в 102 кВт при температуре источника тепла 530°C. Это в четыре раза больше, чем предыдущий рекорд.

Двигатель Стирлинга может иметь различные конфигурации, в зависимости от расположения поршней и цилиндров. Самые распространённые типы двигателей Стирлинга — это α-, β- и γ-конфигурации. В α-конфигурации два поршня расположены в разных цилиндрах и соединены между собой трубкой с регенератором. В β-конфигурации поршни расположены в одном цилиндре, но с разной фазой движения. В γ-конфигурации поршни расположены в разных цилиндрах, но один из них связан с другим через кривошипно-шатунный механизм.

Двигатель, созданный китайцами, относится к типу термоакустического генератора Стирлинга (TAGS), который использует звуковые волны для передачи тепла и энергии между горячим и холодным источниками. Термоакустический генератор имеет простую и компактную конструкцию, не требует подвижных деталей и может работать с различными видами топлива, включая солнечное излучение, биомассу, газ и даже ядерный распад.

Двигатель, разработанный китайской корпорацией по судостроению (CSSC), имеет длину 2 м и максимальный диаметр 0,63 м. Он состоит из двух цилиндров, соединенных трубкой, в которой находится рабочий газ — гелий. В одном цилиндре расположен горячий теплообменник, который нагревает газ до высокой температуры, в другом — холодный теплообменник, который охлаждает газ до низкой температуры. В результате возникает звуковая волна, которая колеблется между двумя цилиндрами и создает давление на газ. Это давление приводит в движение линейный генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую.

Прототип двигателя был успешно испытан в лаборатории CSSC в Шанхае. Он показал высокую эффективность, низкий уровень шума и вибрации, а также долговечность. Китайские специалисты планируют использовать этот двигатель для различных целей, в том числе для судов, подводных аппаратов, солнечных электростанций и автономных источников энергии.