讲到这儿,应用前场景翻来覆去地讲的都是潜艇 。能不能换一个其他的应用场景呢?当然能,更高大上的就是在航天领域 。航天器在太空中运行,什么东西最要命呢?能源、电力最要命 。现在绝大多数用的都是太阳能电池帆板,靠着那点太阳光和面积有限的太阳能帆板产生的电能能有多大?就这一点能量你能干多少事?核能就不一样了 。
但是要把核能转化为电能,用地面上使用的“烧开水”的那一套办法显然不行,因为航天发射对重量、体积太敏感了 。但换成斯特林发动机就有了这种可能性了 。想想看吧 。一艘飞船上有一个微型核反应堆,配上斯特林发动机,再加上发电机,这一套动力源达到兆瓦的级别,那就能干不少事了 。再配上等离子体火箭发动机,想想都不要太美 。如果换个角度往接地气的方面来讲 。目前我们用的汽车绝大多数都是内燃机,将来换成斯特林发动机,不爽吗?当然爽了,什么酒精,甲醇、天然气、氢随便烧 。如果不是为了实现“碳达峰”“碳中和”,你直接烧煤都可以 。
讲到这儿有人可能会问,你为什么开始就讲了那么多的潜艇的应用场景呢?你注意看一看,这个东西的研发方711所,还有一个通俗的名字,叫上海船用柴油机研究所 。
关于斯特林发动机的原理,如果说用文字来表述确实很难 。我在文章当中配了一个图,可能还是看不太清楚 。其实我在头条上看到有一位公号叫做“水牛爱科技”的朋友在4个月前发了一个东西 。东西的名字叫“用针筒现场还原斯特林发动机,点火就能动,太直观了,真是天才” 。
里面有一段小视频,就是他用斯特林发动机原理做的这一套小装置,也就是说,他说的那个点火就能动的东西做得太巧妙了,简单直观,一看就能懂 。尤其很绝的,他把那一套复杂的曲柄连杆加飞轮的结构,用一个简单的小钢珠就给替代了 。真是“高手在民间”,推荐给大家看一看,斯特林发动机的原理也就懂了 。
至于为什么我说如果斯特林发动机做到兆瓦级别就可以完全取代常规潜艇上的柴油机,甚至连蓄电池组都可以不要,或者只要一点点就够了呢?给大家算笔账吧 。一兆瓦就是1000千瓦,我说用4~6台这样的斯特林发动机,那就是4000千瓦到6000千瓦的总功率 。这个功率能够做到什么水平呢?可以把一艘1500~2000吨的常规潜艇推到差不多20节的速度 。这样一来,柴油机就完全可以省掉了 。与此同时,常规潜艇的电池组也可以不要了,因为单凭斯特林发动机就足以跑到20节了 。
而斯特林发动机在通气管状态,可以用空气中的氧气来燃烧 。水下的话,只要用液氧就好了 。省出来几百吨电池的排水量,用来装液氧绰绰有余 。而燃料呢?就用之前柴油机使用的柴油可以了 。这样一来,整个动力装置大幅度简化 。而且水下最大航速,跑到18~20节是没有问题的 。这个18~20节和现在常规潜艇的18~20节完全是两码事 。因为现有的潜艇20节是靠电池跑出来的,跑这个速度撑死了一个半小时到头了 。而现有的AIP潜艇说是可以水下跑上一个礼拜,但是那个速度基本上是龟速 。而现在这样的大功率斯特林的话,这个水下最大航速可以长时间持续的 。想想这有多美 。
有人会问斯特林发动机噪音,是不是要比水下用电池加电动机的大呢?可能会大一点,但是绝不会大很多 。因为斯特林发动机它的原理和内燃机是不一样的 。内燃机的燃烧是有一个爆轰的过程,但我们看到斯特林发动机的原理就可以看到,它的这个燃烧和做攻的过程要“温柔”得多 。所以工艺上控制得好的话,噪音可以做到相当相当的低 。而且其他的减震措施可以用上去,像减震浮阀等等 。因为去掉了柴油机,去掉了电池组,你省出来的重量是大把的 。
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