Био двигатели что это

Биореактивный двигатель

Биореактивный двигатель (БРД, пердодвигатель) — это устройство, используемое в качестве силовой установки на пердолётах.

Содержание

Структура типового БРД [ править ]

  • 1 — воздухозаборник
  • 2 — топливоприёмник
  • 3 — топливный фильтр
  • 4 — шланг подачи топлива
  • 5 — очиститель продуктов сгорания (каталитический нейтрализатор, соответствующий стандарту «евро-6»)
  • 6 — бак с жёлчной кислотой (для очистителя)
  • 7 — компрессор
  • 8 — контроллер конвертера
  • 9 — конвертер — 1-й контур, «тонкий»
  • 10 — канал-«приложение» (англ.Appendix) с аварийным клапаном (срабатывает в случае т. н. «перитонита»)
  • 11 — конвертер — 2-й контур, «толстый»
  • 12 — форсажная камера
  • 13 — выхлопное сопло

Принцип действия [ править ]

Принцип работы БРД основан на преобразовании энергии покоя биореактивного топлива (далее — топлива) в кинетическую, создающую мощную реактивную тягу, обеспечивая поступательное движение пердолёта, оборудуемого БРТ.

Топливо поступает через топливозаборник и фильтр через гибкий прямой шланг в компрессор, где под действием химических реактивов, главным образом, соляной кислоты, разнородные элементы топлива смешиваются и сжимаются. Здесь же производится их первичная конвертация. После этого получившаяся субстанция проходит через конвертер. Именно здесь происходит получение энергии, обеспечивающей требуемую тягу. После чего через форсажную камеру и сопло выхлопы выводятся наружу. Бывают случаи, когда топливо выходит не в газообразном состоянии, а в плотном. Алкаш и мухи собирают ППТ (Плотное Переработанное топливо ), поглощает и делают свои выхлопы.

Топливо [ править ]

Классическим топливом для БРД представляется гороховый суп (закись гороха), который использовался ещё в Красной Армии, а в качестве ускорителя используется пурген. Зачастую в качестве пердотоплива может выступать смесь продуктов, которые по отдельности пердоствойствами не обладают. Например, замечено, что смесь обыкновенной океанической сельди с молоком (особенно с истёкшим сроком годности) по своим пердоствойствам не уступает среднестатистической закиси гороха. Качество пердотоплива обычно характеризуется скалярным показателем, который называется удельная пердоспособность (УПС, перд/кг) и логарифмически связан с удельной тягой (Н/кг). Повышение УПС на 10 единиц соответствует увеличению силы тяги в 10 раз. УПС обычных продуктов равняется 0. Продукт считается пердотопливом, если его УПС более 6. Этот показатель контролируется СЭС при ревизии заводов, в роли которых как правило выступают столовые общепита, по производству пердотоплива.

В таблице приведены усреднённые показатели УПС по разным видам продуктов:

Топливо УПС УПС с пургенным ускорителем
Слива 2,0 5,0
Абрикос 3,0 5,0
Гороховый суп 6,0 9,0
Огурец + Молоко 9,5 15,0
Сельдь океаническая + Молоко 11,0 17,0
Закись гороха (просроченный гороховый суп) 20,0 40,0

В следующей таблице приведены минимальные величины УПС пердотоплива, необходимые для осуществления полёта на тех или иных типах пердолётов:

Летательный аппарат Минимальная УПС
ПоП-1, ПоП-2 10,0
МиГ-15БРТ (дозвуковые скорости) 28,0
МиГ-15БРТ (сверхзвук) 43,0
Ан-2ПВ-СХ (при выключенном режиме удобрения) 12,0
Ан-2ПВ-СХ (при включённом режиме удобрения) 38,0
Ту-134БРТ 34,0

Перспективы применения [ править ]

Подсчитано, что для достижения первой космической скорости на проектируемой пердоракете-носителе «Звездец» требуется топливо с УПС, равным 86,4, для достижения второй космической — 124,5, третьей космической — 149,3, скорсоти, равной 0,95 скорости света — 1568,5.

Максмально допутимае доза УПС продуктов для человека — 96,4. Самая большая допустимая доза УПС — у бегемота — 116,2.

Читайте также:  Нажимаю педаль газа троит двигатель

Таким образом, неизвестно ни одного живого существа на Земле, способного без вреда для организма употребить пердотопливо, необходимое для достижения даже второй космической скорости. Поэтому, на данный момент перед учёными, занимающимися проектом пердоракеты, стоят следующие задачи:

  • разработать пердотопливо с необходимой УПС. На настоящий момент максимально полученная УПС равна 48,67.
  • генетическим путём вырастить живое существо, способное употребить в пищу продукт с УПС более 116,2.

Коммунистической партией Китая в 2016 году была поставлена задача оценить длительность переоборудования всех тепловых электростанций Китая пердотурбинами, вместо паровых и газотурбин. Это связано с высокой скоростью потребления ископаемого топлива: предполагается, что уголь в Китае закончится через 20 лет, газ в России Китае через 12 лет, а нефть — 2 года назад. Ожидается, что переоснащение электростанций создаст от 100 до 300 миллионов новых рабочих мест в сфере эксплуатации пердотурбин. По этой причине в конце 2015 года был снят запрет на более одного ребёнка в семье [1] , так как через примерно 20 лет ожидается серьёзный дефицит рабочей силы в электроэнергетике. Кроме того, на сельское хозяйство ляжет дополнительная нагрузка, наряду с рапсовым маслом, не связанная с обеспечением людей продовольствием. На следующем саммите «Евроазиатского экономического партнёрства» Китай предполагает обсудить с Россией проект поворота сибирских рек для создания посевов гороха в пустыне Гоби.

Источник

Биодвигатель

Примеры и устройство:

1. Токийские биологи создали биодвигатель, приводимый в действие бактериями. Пока бактерия Mycoplasma mobile может крутить только микроскопическое колесо-ротор, диаметр которого в пять раз тоньше человеческого волоса. Для создания биодвигателя использован принцип «белки в колесе». С помощью нанотехнологий биологи сконструировали замкнутый круглый желобок диаметром 20 микрон и покрыли его глюкозой. Бактерия Mycoplasma mobile ползет по окружности со скоростью 1,7 см в час и крутит металлическое колесико, вырабатывая энергию. Едва ли труд микроорганизмов когда-либо будет применяться в промышленных масштабах. Синхронизировать движение бактерий практически невозможно. Зато микромоторчик можно будет использовать для доставки лекарств к нужной точке организма.

2. Volvo, является лидером в области разработок биодвигателей для автомобилей.

Автомобили Volvo в качестве топлива теперь могут использовать этанол (85% этанола и 15% бензина). Этанол производят из биомассы, свеклы или злаковых культур, целлюлозы.

Двигатели, работающие на биоэтаноле, устанавливаются как на небольшие модели: Volvo S40, V50 и C30 с объемом двигателя всего 1.8 литра при мощности 125 лошадиных сил и максимальном крутящем моменте 185 Нм, так и на стандартные модели V70 и S80, причём на выбор сразу 2 двигателя: объемом 2.0 л и мощностью в 145 л.сил и объемом 2.5 л и мощностью в 200 лошадей.

1. Что такое анизотропное травление.

Анизотропное травление (также известное как «мокрое» травление или объемная микрообработка) кристаллического кремния является одним из наиболее распространенной технологией изготовление MEMS устройств. На данном этапе выполняется погружение заготовок с нанесенной фоторезистивной маской в ванну с раствором травителя (обычно KOH, TMAH или EDP) на определенное время.

Благодаря особенностям внутренней структуры кристаллов кремния (известного также как монокристаллического кремния) скорость травления сильно зависит от ориентации экспонируемой поверхности подложки. Кроме того, окончательная трехмерная геометрия формируемых на подложке объектов в значительной степени определяется концентрацией и температурой травящего раствора, а также временем травления.

Читайте также:  Сколько весит двигатель мазда 626

При этом виде травления определяющим фактором взаимодействия травителя и монокристалла является анизотропия монокристалла. Анизотропия здесь проявляется в разных скоростях травления разных кристаллографических плоскостей. Она обусловлена не только разной плотностью атомов на разных кристаллографических плоскостях, но и разной сорбционной способностью этих плоскостей по отношению к реагентам травителя.

Анизотропию процесса травления кремния используют для микроструктурирования, в частности для получения углублений требуемой геометрии. Простейшими, однако часто применяемыми, анизотропными травителями являются водные растворы гидроокисей натрия и калия, например, нагретый до температуры +70 0С 50% водный раствор NaOH или кипящий 50% водный раствор KOH. Широкое применение находят травители на основе органических оснований. Для примера можно привести травитель на основе этилендиамина и пирокатехина.

Источник

Биодвигатели

Природа отвела емкостным электромеханическим преобразователям самое почетное место — они являются основными преобразователями энергии в живых организмах.

За прошедшие два века электробиология сделала поразительные успехи, но только всего несколько десятилетий назад биологи доказали, что движение бактерий может осуществляться, минуя превращение энергии пищи в АТФ (адснозинитрифосфорную кислоту). За счет мембранного потенциала, образующегося в результате разделения зарядов, в биологических двигателях электрическая энергия преобразуется в механическую. При этом АТФ является лишь накопителем и переносчиком зарядов.

Биопотенциалы возникают в клеточных мембранах, которые могут пропускать положительные ионы, по не пропускают анионы. Вначале отрицательные и положительные заряды, которые появляются в клетке за счет переваривания питательных веществ, компенсируют друг друга. Затем часть ионов проникает через полупроницаемую мембрану и снаружи положительных ионов становится больше, чем внутри. На мембране возникает нернстовский потенциал. В. Нернст опубликовал свою диссертацию, в которой излагалась теория мембранного потенциала, в 1889 г. Наиболее полно мембранная теория возникновения электричества в живых организмах изложена в книге Ю. Бернштейна «Элсктробиология», вышедшей в свет в 1912 г.

Одиночная клетка обладает потенциалом покоя 60 мВ, при возбуждении потенциал увеличивается вдвое. Клетки могут соединяться и последовательно, и параллельно. У электрического угря последовательно соединяется более 6000 клеток, и он может создавать напряжение 80(Н900 В.

Для морских электрических рыб важно получать нс только высокое напряжение, но и большой ток. Электрический скат дает напряжение 50 В и ток 50 А. У него смешанное соединение клеток (400 соединены последовательно и 500 — параллельно). Электрический скат или электрический угорь при разрядах генерируют значительную мощность — до 6 кВт в импульсе продолжительностью 2—3 мс [7].

Разделенные в генераторах заряды АТФ передвигаются к биодвигателям. Линиями электропередачи могут быть кровеносные сосуды, а в простейших организмах — межклеточная жидкость.

Схема одного из биодвигателей — патрий-калиевого насоса — дана на рис. 8.6, а. Этот биологический двигатель состоит из ротора — белка с активными центрами 7, который захватывает из наружной среды 2 ион калия, а из внутренней (цитоплазмы клетки 3) — ион натрия. Ротор (белковая молекула) вращается в мембране 4 и освобождает захваченные ионы. При этом натрий выходит наружу, а калий попадает внутрь клетки (см. рис. 8.6, а).

На роторе укреплена ворсинка, которая, как корабельный винт, преобразует вращательное движение в поступательное. Бактерия может иметь более десятка ворсинок, которые обеспечивают перемещение в трехмерном пространстве. Бактерии — первые электромеханические преобразователи на Земле. У них есть генераторы (клеточные мембраны), двигатели и линии передачи электроэнергии. Генераторы и двигатели управляются из одного центра. Как и на современной электростанции топливо, сгорая, отдает тепловую и механическую энергии электрическим генераторам, так

Читайте также:  Как снизить расход бензина на волге с 406 двигателем

а — натрий-калиевый насос; б — линейные

и энергия пищи в биогеиераторах преобразуется в электрическую энергию. В биодвигателях электрическая энергия преобразуется в механическую энергию и тепло.

В биологических организмах широко распространено поступательное движение. На рис. 8.6, б представлена схема линейного двигателя цианобактерии, состоящего из множества (1, 2, 3. п) колонок, которые под действием зарядов могут сжиматься и расширяться. За счет периодических гармонических деформаций колонок бактерия ползет, при этом электрическая энергия преобразуется в механическую. Нетрудно вспомнить гусениц, которые имеют присоски на множестве колонок, и огромных змей. В процессе эволюции из присосок образовались конечности, и появились сороконожки и другие насекомые.

Далее, в результате эволюции за миллиарды лет появилось бесчисленное множество разнообразных живых организмов, вершиной которых стал человек — высшее достижение природы, умеющее думать и создавать как произведения искусства, так и сложнейшие технические устройства.

Рассмотренные принципы электромеханического преобразования энергии имеют место как в растениях, так и в других живых организмах. Растения получают пищу за счет перемещения относительно них среды обитания (воды или воздуха), а животные в поисках пищи вынуждены сами перемещаться в среде обитания [7].

Как следует из истории развития электромеханики и биологии, па первых этапах ими занимались одни и те же ученые. За двухсотлетнюю историю электромеханиками и электробиологами были сделаны фундаментальные открытия и достигнуты выдающиеся результаты научных исследований. Однако за это время ученые-электротехники и биологи так далеко разошлись, что сегодня нет специалистов, хорошо разбирающихся как в электробиологии, так и в электромеханике. Прогресс в развитии электробиологии в ближайшее время будет определяться внедрением в биологию достижений электромеханики, и снова потребуются профессионалы в обоих направлениях

Электромеханические преобразователи природа использует в живой и неживой природе. Если представить шкалу единичных мощностей электромеханических преобразователей от пуля до бесконечности и на ней выделить предпочтительные области, которые занимают индуктивные, емкостные и индуктивно-емкостные электромеханические преобразователи, то емкостные будут занимать область от пуля до нескольких ватт, а индуктивные господствуют в области больших мощностей — от долей ватт до 10 21 Вт и выше. Индуктивно-емкостные электромеханические преобразователи занимают среднее положение между индуктивными и емкостными преобразователями (см. рис. 1.14).

Безграничные просторы космоса, занятые огромными массами вещества, принадлежат магнитным нолям и токам, где господствуют индуктивные электромеханические преобразователи [6, 5].

Многие считают, что в области теории и практики электромашиностроения все или почти все сделано. Однако электромеханика не пережила еще и начального своего этапа, а изучение целых двух классов электрических машин только начинается, и па этом пути молодых электромехаников ждут удивительные свершения.

Электромеханики только подошли к изучению и созданию на базе биологических двигателей электромеханических преобразователей, а геоэлектромеханика только приоткрывает возможности дня создания космических наземных энергетических установок.

Источник

Adblock
detector