![](http://fs-thb01.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/f1d00ef4ed9167737df3b1888c91b02d.png/s/s1200x/a/106932/sc/200)
![](http://fs-thb03.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/cbcdba464258d6466a29b746ae3f97f8.png/s/s1200x/a/106932/sc/258)
![](http://fs-thb02.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/c4985908f968a13f5e4eaf76d8d9fb2a.png/s/s1200x/a/106932/sc/273)
Двигатель Стирлинга с системой охлаждения «Ленинградка» для условий Арктики
Обзоры проектов победителей
![](http://fs-thb03.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/d0d941a5fc606045a5e3078118e12ec8.png/s/s1200x/a/106932/sc/89)
Автор проекта: Афанасьев Марк (9 лет), Санкт-Петербург, инженерно-технологическая школа № 777.
Наставник: Терешкова Любовь Федоровна.
Один из победителей сезона конкурса ШУСТРИК 2022–2023 гг.
Марк выбрал задание «14.1. Система автономного энергообеспечения для Арктики», которую предоставил «Центр Морских Исследований МГУ»:
«Разработай концепцию и создай прототип системы автономного энергообеспечения приборов мониторинга с учетом природных особенностей арктической зоны».
Целью проекта было создать двигатель внешнего сгорания, вырабатывающий электричество в объеме, достаточном для зарядки телефонов и других маломощных электрических приборов с потреблением 5В. Кроме того, данный двигатель должен был работать автономно, от газового баллона, причем в условиях Арктики.
💬 Изготовление двигателя я начал с деталей узлов:
- Рабочие цилиндры спаяны газовой горелкой из пустых банок туристических газовых баллонов.
- Изготовил новый корпус из фанеры, вырезал отверстия под концентратор тепла и радиатор.
- Концентратор тепла и радиатор сделал из 3х жестяных банок из-под ананасов, обрезав на нужную высоту и проделав отверстия под Двигатель.
![](http://fs-thb03.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/d1b9fed0b83b1a12ab0384d23f533b7a.png/s/s1200x/a/106932/sc/265)
«Радиатор изготовил из медных трубок, фитингов и жестяных банок. Принцип его изготовления основан на системе отопления «Ленинградка».
На схеме видно движение антифриза (охлаждающей жидкости) в системе.
Сами емкости радиатора также отдают лишнее тепло, но за счет внедрения расширительных бачков, удалось достичь стабильности показателей в течение времени.
Излишнее давление воздуха, которое образуется при нагревании, сбрасывается с помощью спускного клапана».
![](http://fs-thb03.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/21b2ad09ca821ead52696bb6208df7b8.png/s/s1200x/a/106932/sc/233)
![](http://fs-thb03.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/81392cf0dca6475a4fd08e14c4786fbe.png/s/s1200x/a/106932/sc/248)
«Следующим этапом была сварка, сборка и установка радиатора. Цилиндры Двигателя Стирлинга и радиатор требуют герметичности.
Самый простой способ проверить узлы на утечку воздуха – опустить их в ведро с водой и через силиконовый шланг нагнетать давление, чтобы выявить места утечки.
Далее произвел регулировку Двигателя».
![](http://fs-thb02.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/5b3212bdad7c7afd8dac67289d2e57f0.png/s/s1200x/a/106932/sc/339)
![](http://fs-thb02.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/d676fa0f80770a8c78ebba2e9d658ff0.png/s/s1200x/a/106932/sc/306)
«Протестировал Двигатель в лабораторных условиях с разным расходом газа, измеряя обороты и силу тока Мультиметром».
![](http://fs-thb02.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/b5f4b111536e42b31384ac3643a90070.png/s/s1200x/a/106932/sc/489)
«Как мы уже говорили, двигатель эффективно работает при существенной разнице температур между нагревателем и охладителем.
Чем ниже температура окружающей среды, тем эффективнее должен работать радиатор.
Я решил проверить эту гипотезу в боевых условиях, приближенных к Арктическим. Тестировал в феврале на Лахтинском разливе, при температуре минус 18 градусов, влажности 90% и сильном пронизывающем ветре.
Эксперимент подтвердил эту гипотезу и показал некоторые особенности такой эксплуатации. Двигатель на морозе нужно дольше прогревать, перед тем как тронуть маховик.
Нужно ждать примерно 3-4 минуты против 15-20 секунд в лаборатории. Нужно предусмотреть ветрозащиту камеры нагрева, в противном случает пламя становится менее эффективным, вплоть до прекращения горения.
Тестирование длилось около 20 минут. Было очень холодно, я просто замерз».
![](http://fs-thb02.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/f35381ed07e60d41a29cc0a6b9c0ce28.png/s/s1200x/a/106932/sc/231)
«Полученные показатели можно увидеть в таблице не следующем слайде.
Внедрение принципов системы отопления «Ленинградка» в качестве системы охлаждения Двигателя позволила достичь стабильной работы на максимальной мощности, достаточной, для зарядки телефона или пауэрбанка.
Мощность Двигателя за 30 минут работы изменилась в пределах погрешности, которой можно пренебречь».
![](http://fs-thb01.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/ea8ca52dfe75a7a664700ea3ee5e4cb6.png/s/s1200x/a/106932/sc/384)
Комментарий экспертов о проекте:
«Конструктивно сложный и оригинальный проект, выполненный третьеклассником, что дополнительно выделяет данную работу.
В презентации подробно изложена теория работы двигателя Стирлинга и ход работ по проекту, приложены фотографии автора на всех этапах работы, видна эволюция проекта по мере реализации.
Представлена полностью функциональная законченная модель двигателя, проведена серия испытаний в разных условиях. Полученные данные свидетельствуют о возможности подзарядки гаджетов при работе устройства.
Также определены направления развития проекта, повышения КПД и надежности двигателя».
![Слайд презентации Слайд презентации](http://fs-thb02.getcourse.ru/fileservice/file/thumbnail/h/1ad3295e2a972b4feeae38cee43fdaf4.png/s/s1200x/a/106932/sc/435)
Видео Марка о своем проекте:
© Всероссийский конкурс ШУСТРИК 2013‑2024 гг.
(школьник, умеющий строить инновационные конструкции)
авторизуйтесь