Юный техник, 2006 № 02
Шрифт:
На горизонте уже можно было заметить темную громаду быстро растущего смерча.
ПАТЕНТНОЕ БЮРО
В этом выпуске Патентного бюро расскажем о приспособлении для улучшения работы двигателя и новых пулях для
ПРО НОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И СКОРОСТНУЮ ПУЛЮ
Валентин Беликов из поселка Даниловка Волгоградской области прислал сразу несколько проектов. За неимением места обсудим два самых ярких. Воздушный фильтр с озонатором (см. рис. 1) предназначен для снижения износа двигателя внутреннего сгорания и повышения его мощности.
На входе фильтра грамотно расположены две сетки: первая — в узком сечении трубопровода — имеет крупные ячейки, вторая, с мелкими ячейками, установлена в широком сечении. Таким способом без заметного увеличения сопротивления на всасывании Виталий предлагает предварительно очищать воздух от песка и пыли. Более того, дальше начинается тонкая очистка. После фильтров установлен ряд пластин, соединенных с полюсами источника высокого напряжения.
Электростатическое поле заставляет оседать на них пыль, а чтобы при отключении напряжения она не попадала в двигатель, пластины покрыты клейким веществом. (Здесь стоит заметить, что к пластинам могут притянуться лишь заряженные пылинки, а как быть с теми, на которых заряда нет?)
За электрофильтром следует озонатор. Здесь, по мысли автора, под действием электрического разряда кислород воздуха превратится в озон и, попав в цилиндр, поможет запускать двигатель в холодном состоянии. Автор совершенно прав: озон — очень сильный окислитель. Однако если уж у нас теоретически на впуске в двигатель появился генератор озона, то стоит использовать его гораздо шире.
Двигатель с озонатором на входе — это двигатель нового типа. Если весь кислород воздуха превратить в озон, то при сгорании топлива может выделиться на 40 % больше энергии, чем при сгорании в обычном воздухе.
Разумеется, эта прибавка, в полном соответствии с законом сохранения, потребует такой же затраты энергии на производство озона.
Стоит ли огород городить?
Оказывается — стоит. Для сжигания одного и того же количества топлива можно взять на 40 % меньше озонированного воздуха, чем обычного. Настолько же уменьшится работа на его предварительное сжатие. А она весьма велика и составляет в дизеле 40 % от мощности. Если воздуха станет меньше, то снизится и потребная на сжатие мощность, а КПД повысится на 16 %. К этому добавятся и другие возможности. Не исключено, что удастся снизить расход топлива даже вдвое! Плохо только, что КПД установок, производящих озон, довольно низок. Поэтому сегодня озоновый двигатель, увы, невозможен. И все же идея Валентина заслуживает самого пристального внимания.
Следующее предложение Валентина Беликова уже из другой области. Речь идет об особых патронах и пулях для стрелкового и охотничьего оружия. Автор их называет «термоотводными». Взгляните на рисунок 2. На нем изображена пуля в патроне, часть которого отгорожена и наполнена водой.
Устройство
1— твердый сердечник; 2— мягкий сердечник; 3— контактная кромка; 4— трассирующий заряд; 5— хвостовая часть; 6— жидкость; 7— перегородка; 8— порох.
Как поясняет автор, он пытался создать патрон, который охлаждает и в то же время очищает ствол. К тому же при вспышке пороха вода превращается в пар, который, в свою очередь, толкает пулю.
Чтобы более полно оценить возможности этого предложения, рассмотрим процессы, происходящие в стволе при выстреле. После вспышки пороха давление в стволе винтовки быстро достигает 2700 атм. По мере продвижения пули по стволу и расширения газов оно быстро снижается. Но к моменту ее вылета из ствола оно еще составляет сотни атмосфер.
В огнестрельном оружии одна из важнейших задач — получение максимальной скорости пули. Для этого, например, можно удлинить ствол. Некоторые снайперские винтовки и противотанковые ружья имеют стволы длиною до двух метров. У короткоствольного оружия, пригодного в бою, скорость пули гораздо ниже. Чтобы ее повысить, пытались создать порох, который в начале вспышки горит медленно, а затем все быстрее и быстрее, чтобы давление в стволе оставалось постоянным.
Желаемого результата не достигли. Но добавление в патрон некоторого количества воды может дать неплохой результат.
Дело в том, что вода при давлении меньше 225 атм и температуре менее 374 °C способна расширяться, не изменяя своего давления, лишь бы к ней в этот момент подавалось тепло. (Тем же свойством, кстати, обладают все жидкости.) Кроме того, молекулярная масса воды меньше, чем у пороховых газов, и благодаря этому расширение водяного пара будет происходить быстрее. Это доказывают проводимые в последнее время на Западе испытания электрических пулеметов. В них мощный электрический разряд превращает порцию воды в пар с температурой более 1000 °C. Возникающее давление — более 1000 атм — выбрасывает пулю со скоростью 1500–1700 м/с. Для накопления необходимой для выстрела энергии, правда, нужна тяжелая батарея конденсаторов и электростанция для ее зарядки. При скорострельности в тысячу выстрелов в минуту пулями весом 9 г эта электростанция должна иметь мощность 170 кВт и весить как минимум полтонны. Ясно, что такое оружие бесперспективно.
А теперь представьте себе пулемет с термоотводными патронами В. Беликова, в которых теплота сгорания пороха передается воде. Сам пулемет будет, наверное, несколько тяжелее обычного, но для ношения одним человеком вполне приемлем. Скорость пули в нем сможет, наверное, достичь 1700–1900 м/с. На такой скорости обычная пуля пробивает 20-мм стальную броню, а точность попадания возрастает в 140 раз.
НОВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ…
…предложил Виталий Ким из Усть-Каменогорска. Представьте: два ускорителя нацелены друг на друга. Один создает пучок ядер гелия, другой — антигелия (антигелий — это тот же гелий, только заряд у него не положительный, а отрицательный). При встрече частиц происходит аннигиляция — полное превращение вещества в гамма-излучение.
Энергия здесь выделяется огромная в соответствии со знаменитой формулой Эйнштейна Е = m•с 2. Так например, один миллиграмм антигелия, прореагировав с таким же количеством гелия, даст столько же энергии, сколько выделяется при сгорании 4,3 тонны нефти.