Компания Astron Aerospace продемонстрировала прототип нового роторного двигателя внутреннего сгорания, который, по ее словам, работает с необычайным тепловым КПД в 60% с нулевым выбросом NOx и не выбрасывая из выхлопной трубы ничего, кроме пресной воды.
Новейший инновационный двигатель H2Starfire - это своего рода роторный двигатель Ванкеля, но с особенностью: нет планетарных передач или уплотнений вершины. Вместо этого есть два вала, вращающихся в противоположных направлениях, которые имеют невероятно жесткие, не допускающие трения допуски, с использованием керамических покрытий и титана для предотвращения утечки сжатого газа и смягчения тепловой деформации.
«H2», водород - газ, который трудно хранить и транспортировать. Наиболее распространенный метод получения водорода в его нынешнем виде - паровой риформинг метана - дешевый, но не экологичный. Вы также можете получить его, расщепляя воду в электролизере с использованием возобновляемой энергии, что делает его экологичным, но не дешевым. Затем вам нужно сжать его до давления в 700 раз больше атмосферного или охладить его почти до абсолютного нуля, чтобы хранить - и даже тогда он выкипит, и его крошечные молекулы постепенно просочятся прямо через стенки металлических контейнеров.
По сравнению с батареями, это неэффективный и капризный способ хранения энергии. Но при сжигании при температуре ниже 760 °C в правильных условиях он запустит двигатель внутреннего сгорания, а единственными побочными продуктами, которые выбрасываются, являются чистая вода и оксид азота (NOx) при более высоких температурах.
Используя два набора роторов противоположного вращения с алюминиевой передней половиной для впуска и сжатия двигателя и титановой задней половиной для расширения и выпуска, Astron утверждает, что ему удалось полностью исключить необходимость в водяном охлаждении, снизить вес и сложность и достичь более чем 60% теплового КПД.
Для сравнения, типичный автомобильный двигатель работает с тепловой эффективностью ближе к 20% по данным Green Car Reports, что означает, что 80% энергии, выделяемой при сгорании, теряется в виде отработанного тепла. Лучшие двигатели автомобилей достигают около 40%, но можно получить 50% от двигателя Формулы-1.
Astron утверждает, что двигатель производит нулевые выбросы NOx. Они неизбежны, когда топливо сжигается в воздухе при температуре выше 1300 °C, и часть азота в воздухе начинает гореть.
Воздух всасывается через карбюрацию или впрыск топлива через переднюю половину двигателя, где он сжимается и сжимается до 13,8-20,6 бар и впрыскивается с водородным топливом перед тем, как выйти через фиксированное вентиляционное отверстие в центр двигателя, которое соединяет обе половины. После того, как смесь воздуха и топлива прошла в заднюю часть, искра или свеча накаливания воспламеняет смесь, вызывая взрывное сжатие, вращающее нижний выходной вал, перед выпуском чистого водяного пара из противоположной стороны двигателя.
Все это происходит при вращении на 270°, которое работает на холостом ходу на 1000 об/мин и разгоняется до кричащих 25000 об/мин, идеально синхронизированных с набором соединенных шестеренок на каждом из верхних и нижних валов.
Поскольку H2Starfire - это полностью линейный вращающийся двигатель, нет необходимости в апексных уплотнениях. Astron утверждает, что двигатель практически не имеет трения, а допуски настолько малы, что смазывать нужно только распределительные шестерни и подшипники. Фактически, вся конструкция двигателя состоит всего из 82 отдельных деталей. H2Starfire компактен - при размерах 29 x 32 x 44 см и весе 54 кг он выдает 400 л. с. (298 кВт) и 678 Нм крутящего момента.
