在美发明革命性发动机 前苏联科学家大显身手

扫一扫

1975年，年轻的俄罗斯物理学家尼古拉·施科利尼克从基辅理工大学毕业后离开苏联去了美国。曾长达十年为遇到问题的创新公司提供咨询的他却一直放不下一个问题：为什么现代汽车发动机的经济效率那么低？施科利尼克发明了一套发动机工作的热力学循环HEHC（High-efficiency hybrid cycle）方法，成了其实现梦想的关键一步。他在工作中得到儿子亚历山大的支持，后者当时已从麻省理工学院毕业，是一位系统优化领域的专家。

尼古拉·施科利尼克认为，帮助他发明革命性发动机的，还有他在苏联获得的教育。“在我看来，美国工程师和俄罗斯工程师有两个很大区别”，施科利尼克说，“美国工程师在自己的领域效率奇高，一般需要两三个俄罗斯工程师才能代替一个美国工程师。不过，俄罗斯人对事物有着更宽泛的视野，这与其接受的教育有关，至少在我那时候是这样。他们能利用最少的资源实现目的，这叫做‘快速而粗糙’”。

从过去吸取灵感

两位发明家的灵感源自于转子发动机，其工作原理是德国发明家菲力斯·汪克尔（Felix Wankel）二十世纪中期提出的。普通活塞式发动机中有许多转动和移动部件，降低了发动机的能量转换效率。汪克尔引擎有个椭圆形燃烧室，里面有个三角形转子。转子的移动在燃烧室中分隔出不同空间，分别完成进气、压缩、点火与排气过程。尽管能量转换效率更高，但转子发动机未能得到广泛应用，其缺点是耐用性差、不环保。

转子发动机的再生

施科利尼克成立了LiquidPiston公司，发明了经过改良的转子发动机。转子在新发动机中是核桃形状，在三角形燃烧室内转动。这解决了汪克尔引擎中存在的问题。此外，施科利尼克引擎工作时发生所谓等容燃烧，即燃料在恒定体积内的燃烧，提高了引擎的能量转换效率。施科利尼克父子先后发明了五种全新引擎，最后一种六月安装在轻便赛车上首次接受测试。测试结果达到了所有预期。

结构紧凑功率强大 

图片来源：Press photo

施科利尼克微型引擎的重量不到2公斤，功率只有3马力，能量转换效率为20%。相比之下，同样体积的23“立方”普通活塞式发动机的能量转换效率只有12%，同样重量的活塞式发动机的功率只有1马力。这种引擎的能量转换效率随着容积的扩大而迅速增加。例如，下一款施科利尼克引擎是40马力的柴油发动机，能量转换效率将达到45%，要高于现代货车上使用的最好的发动机，其重量只有13公斤，类似功率的活塞式发动机重约200公斤。结构紧凑功率强大的施科利尼克引擎未来将可以用在轻型无人机、手持式油锯、剪草机和发电机上。

用于国防工业

施科利尼克的初创企业现已获得1800万美元的风险投资，其中100万美元来自美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）。美国空军目前使用的燃料主要是JP-8。军方希望所有军用装备都使用这种可用于柴油发动机的燃料，但现代化的柴油发动机体型巨大，因此DARPA将目光投向了施科利尼克的发明。

| www.tsrus.cn/614058 |

需浏览俄文原文稿件，请登陆《Gazeta.ru》网站

相关阅读：数百万年：俄科学家研究石英玻璃存储信息方法

作者：巴维尔•科特利亚尔（Pavel Kotlyar）