|
| Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |   |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => | На главную/Изобретения /Альтернативная энергетика/ |
|
ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА H2 ДЛЯ БЕНЗОБАКА. БУДУЩЕЕ ЗА ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА H2O2
Владимир РОМАНОВ
В 1818 г. французский химик Л. Ж. Тенар открыл "окисленную воду". после это вещество получило название перекись водорода. Плотность его составляет 1464,9 кг/кубометр. Итак, полученное вещество имеет формулу Н2O2, эндотермично, отщепляет кислород в активной форме с большим выделением тепла: Н2O2 > Н2O + 0,5 O2+ 23,45 ккал.
Химики и раньше знали о свойстве перекиси водорода как окислителе: растворы Н2O2 (далее по тексту "перекись") воспламеняли горючие вещества, да так, что погасить их не всегда удавалось. Поэтому применить перекись в реальной жизни как энергетическую субстанцию, да ещё не требующую дополнительного окислителя, пришло на ум инженеру Гельмуту Вальтеру из города Киль. А конкретно на подводных лодках, где нужно учитывать каждый грамм кислорода, тем более, что шёл 1933 год, а фашистская верхушка принимала все меры для подготовке к войне. Тут же работы с перекисью были засекречены. Н2O2- продукт нестойкий. Вальтер нашёл продукты (катализаторы), которые способствовали ещё более быстрому разложению перекиси. Реакция отщепления кислорода (Н2O2 = Н2O + O2) шла мгновенно и до конца. Однако возникла необходимость "избавиться" от кислорода. Почему? Дело в том, что перекись самое богатое соединение с O2его почти 95% от всего веса вещества. А поскольку первоначально выделяется атомарный кислород, то не использовать его как активный окислитель было просто неудобно.
Тогда в турбину, где и была применена перекись, стали подавать органическое топливо, а и воду, так как тепла выделялось весьма достаточно. Это способствовало росту мощности двигателя.
В 1937 году прошли успешные стендовые испытания парогазотурбинных установок, а в 1942 г была построена первая подводная лодка Ф-80, которая развивала под водой скорость 28,1 узла (52,04 км\час). Немецкое командование приняло решение о строительстве 24 субмарин, которые должны были иметь по две силовые установки мощностью каждая 5000 л.с.. Они потребляли 80%-ый раствор перекиси. В Германии готовились мощности по выпуску 90000 тонн перекиси в год. Однако для "тысячелетнего рейха" наступил бесславный конец...
Следует отметить, что в Германии перекись стали применять в различных модификациях самолётов, а и на ракетах Фау-1 и Фау-2. Мы знаем, что все эти работы так и не смогли изменить ход событий...
В Советском Союзе работы с перекисью велись и в интересах подводного флота. В 1947 году действительный член Академии наук СССР Б. С. Стечкин, консультировавший специалистов по жидкостно-реактивным двигателям, которых назвали тогда ЖРДистами, в институте Академии артиллерийских наук, дал задание будущему академику (а тогда ещё инженеру) Варшавскому И. Л. сделать двигатель на перекиси, предложенный академиком Е. А. Чудаковым. Для этого были использованы серийные дизельные двигатели подводных лодок типа "Щука". А практически "благословление" на работы дал сам Сталин. Это позволило форсировать разработки и получить на борту лодки дополнительный объём, где можно было разместить торпеды и другое вооружение.
Работы с перекисью были выполнены академиками Стечкиным, Чудаковым и Варшавским в очень короткие сроки. До 1953 года, по имеющейся информации, было оборудовано 11 подлодок. В отличие от работ с перекисью, что велись США и Англией, наши подлодки не оставляли за собой никакого следа, в то время как газотурбинные (США и АНГЛИЯ) имели демаскирующий пузырьковый шлейф. Но точку в отечественном внедрении перекиси и применению её для подлодок поставил Хрущёв: страна перешла на работу с атомными субмаринами. И мощный задел Н2-оружия порезали на металлолом.
Однако, что же мы имеем в "сухом остатке" с перекисью? Оказывается, что её нужно гдето готовить, а затем уже заправлять баки (танки) машин. Это не всегда удобно. Поэтому лучше бы получать её непосредственно на борту машины, а ещё лучше перед впрыском в цилиндр или перед подачей на турбину. В этом случае гарантировалась бы полная безопасность всех работ. Но какие исходные жидкости для получения её нужны? Если брать некую кислоту и перекись, скажем, бария (ВаO2), то этот процесс становится весьма неудобным для использования непосредственно на борту того же "Мерседеса"! Поэтому обратим внимание на простую воду - Н2O! Оказывается, ее для получения перекиси можно спокойно и эффективно использовать! А нужно всего лишь заправить баки обычной колодезной водой и можно отправляться в путь-дорогу.
Единственная оговорка: при таком процессе опять образуется атомарный кислород (вспомните реакцию, с которой столкнулся Вальтер), но и тут с ним, как оказалось, можно поступить разумно. Для его правильного использования нужна водотопливная эмульсия, в составе которой достаточно иметь хотя бы 5-10% некого углеводородного топлива. Тот же мазут вполне может подойти, зато даже при его применении углеводородные фракции обеспечат флегматизацию кислорода, то есть вступят с ним в реакцию и дадут дополнительный импульс, исключающий возможность неконтролируемого взрыва.
По всем расчетам тут вступает в свои права кавитация, образование активных пузырьков, которые способны разрушить структуру молекулы воды, выделить гидроксильную группу ОН и заставить её соединиться с такой же группой, чтобы получить нужную молекулу перекиси Н2O2.
Такой подход весьма выгоден с любых точек зрения, ибо позволяет исключить процесс изготовления
перекиси вне объекта использования (т.е. дает возможность создавать ее прямо в двигателе внутреннего сгорания). Это очень выгодно, поскольку исключает этапы отдельной заправки и хранения
Н2O2. Получается, что только в момент впрыска происходит образование нужного нам соединения и, минуя процесс хранения,
перекись вступает в работу. А в баках того же авто может находится водотопливная эмульсия с мизерным процентом углеводородного топлива! Вот красота была бы! И совершенно не страшно было бы, если один литр горючего имел цену даже в
5 долларов США. В перспективе можно перейти на твёрдое горючее типа каменного угля, и спокойно синтезировать из него бензины. Угля ещё хватит на несколько сотен лет! Только Якутия на небольшой глубине хранит миллиарды тонн этого ископаемого. Это огромнейший регион, ограниченный снизу нитью БАМа, северная граница которого уходит далеко выше рек Алдан и Мая...
Однако перекиси по описанной схеме можно готовить из любых углеводородов. Думаю, что главное слово в этом вопросе осталось за нашими учёными и инженерами.
Версия для печати
Автор:
Владимир РОМАНОВ
P.S. Материал защищён.
Дата публикации 27.10.2006гг
Created/Updated: 25.05.2018