Двигатели Стирлинга для космических энергоустановок

Фирмой Аллисон была спроектирована, построена и испытана космическая энергоустановка мощностью 3 кВт с двигателем Стирлинга, использующим в качестве источника тепловой энергии солнечную радиацию [10]. В этом случае двигатель получает теплоту от абсорбера, расположенного в фокусе отражательного коллектора, концентрирующего лучистую солнечную энергию на абсорбер, в котором нагревается теплоноситель, необходимый для подвода теплоты к двигателю. В качестве теплоносителя в абсорбере используется калиево-натриевый расплав, отдающий теплоту рабочему телу — гелию в нагревательном теплообменнике двигателя. Система имеет также блок аккумуляции теплоты с гидридом лития, который используется в то время, когда аппарат попадает в тень Земли. Энергетическая установка оказалась наиболее легкой и малогабарит- [c.125]

Двигатель типа 1-98. Небольшой одноцилиндровый двигатель типа 1-98 фирмы Филипс стал прототипом многих последующих разработок и, в частности, для создания наземного энергоблока (GPU) фирмы Дженерал Моторе [158] и солнечной космической энергоустановки в ее отделении Аллисон (Allison). Значительное число (по всей вероятности, не менее 30 двигателей типа 1-98) было изготовлено на фирме Филипс [235]. Эти двигатели использовали для стендовых испытаний уплотнений и других элементов двигателей при их разработке и доводке. В 1969 г. двигатели были поставлены новым обладателям лицензионных соглашений — фирме Юнайтед Стирлинг и западногерманской фирме MAN/MWM. [c.241]

В 1958 г. для отделения Аллисон также предвидилась возможность заключения контракта с ВВС США на разработку двигателя Стирлинга для солнечной космической энергоустановки. Действительно, экспериментальный двигатель был изготовлен и испытан в рамках программы, продолжавшейся в течение 1959—1960 гг. [c.256]

Отделение Аллисон и проект двигателя Стирлинга для солнечной космической энергоустановки [c.265]

Насколько известно, отделение Аллисон активно участвовало только в одной разработке по двигателям Стирлинга — солнечной космической энергоустановке мощностью 3 кВт. Этот заказ исходил от ВВС США, и вся выполненная работа была отлично документирована десятью техническими отчетами, среди которых том 1, относящийся к конструкции двигателя, и том 10, относящийся к экспериментальной оценке двигателя, наиболее интересны с точки зрения особенностей двигателя Стирлинга. Остальные отчеты относятся к другим аспектам системы. Об этом двигателе имеются сведения в работах Паркера и Смита, Уэлша, Уэлша и Монсона [378]. Двигатель, обозначенный PD46, представлял собой одноцилиндровую машину вытеснительного типа с ромбическим приводом, с диаметром цилиндра [c.265]

Двигатели Стирлинга являются перспективными для применения в тех областях, где использование обычных дигателей, работающих с подводом воздуха, невозможно. В первую очередь это относится к энергоустановкам подводных силовых систем и космических летательных аппаратов. Необходимость в автономных двигателях, способных работать независимо от условий окружающей среды, диктуется потребностью в преобразовании запасенной тепловой энергии в электрическую или механическую, предназначенную как для движителей, так и для выполнения других специальных задач. Требования к уровню мощности и продолжительности работы варьируются в данном случае очень широко. С одной стороны, потребность в малой мощности в несколько ватт для небольшого ресурса работы может быть обеспечена применением аккумуляторных батарей с другой стороны, потребность мощности в несколько тысяч киловатт для подводных лодок с длительным ресурсом работы — лишь энергоустановками с ядерным реактором и паровой турбиной. Для промежуточных ситуаций существует много различных комбинаций источников энергии и систем преобразования. [c.343]

Более ранняя программа, поддерживаемая ВВС США, была выполнена в отделении Аллисон фирмы Дженерал Моторе и была направлена на разработку космической энергоустановки мощностью 3 кВт с солнечным источником теплоты. Разработанный этой фирмой двигатель Стирлинга представлял собой одноцилиндровую машину вытеснительного типа с ромбическим приводом и явно предшествовал разработкам фирмы Филипс . В качестве рабочего тела использовался гелий, а нагрев осуществляли посредством солнечного излучения, концентрировавшегося с помощью большой линзы Френеля. Отчет Паркера и Малика в 1962 г. в 10 томах в настоящее время заслуживает внимания. В первом томе описана конструкция двигателя, в десятом — результаты испытаний и оценки характеристик прототипа. Насколько известно, разработки никогда не выходили за стадию первого прототипа, а разработки полетного образца не были осуществлены. [c.348]

Отличительной особенностью двигателя является то, что это первый из двигателей Стирлинга, использующий промежуточный жидкометаллический теплоноситель для- нагрева рабочего тела. Для переноса теплоты от поглотителя солнечной энергии к нагревателю двигателя была использована натрий-калиевая эвтектика. Применение промежуточного теплоносителя в настоящее время является достаточно известным для перспективных двигателей Стирлинга, применяемых для различных целей. Детальное описание космической энергоустановки, разработанной отделением Аллисон , приведено в гл. 11. [c.348]

В работе Голдуотера и Морроу [147] описаны схема и начальные стадии работы над двигателем. Блок энергоустановки имеет свободнопоршневой двигатель Била вытеснительного типа с линейным генератором переменного тока. Для нагрева рабочего тела был использован ядерный источник энергии. Для обеспечения точной динамической балансировки системы предложена схема с оппозитными поршнями, предназначенная для полетного образца. Следует отметить, что интенсивность солнечного излучения убывает пропорционально квадрату расстояния от Солнца. В связи с этим космическому летательному аппарату, находящемуся на периферии солнечной системы, будет затруднительно получать достаточное количество солнечной энергии по мере его удаления от Солнца. В любом случае потребуется мощность около нескольких ватт для поддержания радиоконтакта с Землей и проведения необходимых исследований. 13 случае необходимости большей мощности единственным выходом будет снабжение космического летательного аппарата энергией при ее передаче лазерным лучом. При этом энергия, передаваемая коллимированным лучом оптического диапазона, должна быть в дальнейшем абсорбирована и превращена в теплоту для последующего использования в двигателе Стирлинга. Как известно, лазерное устройство позволяет обеспечить большую концентрацию световой энергии в когерентном пучке или луче. [c.349]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...