Двигатель Стирлинга

Старейшая англоязычная газета Гонконга South China Morning Post сообщила, что китайские учёные создали работающий прототип микроволновой пушки на двигателях Стирлинга. Только представьте себе это чудо инженерной мысли в кузове грузовика (а она мобильная). Покрытые инеем хромированные части, окутанная клубами пара, ощетинившаяся излучателями. Настоящий стимпанк!

Двигатели Стирлинга работают с любым внешним источником тепла. У них замкнутое пространство для рабочего тела — газа или жидкости. По большому счёту под ними можно развести костёр и они начнут, например, вырабатывать электрическую энергию, если внутри установить линейный генератор. В случае микроволновой пушки двигатели Стирлинга в количестве четырёх штук работают как холодильники и, по-видимому, как генераторы. Сочетание технологий позволяет орудию работать непрерывно четыре часа. Как уверяют китайские учёные, благодаря двигателям потребление боевой микроволновой платформы составляет всего 1/5 часть от потребления похожих микроволновых пушек в случае батарейного, генераторного или сетевого питания.

Установка разработана учёными Северо-Западного института ядерных технологий в Сиане и Института электротехники Китайской академии наук в Пекине. В посвящённой разработке статье в журнале High Power Laser and Particle Beams, на который ссылается издание SCMP, утверждается, что пушка будет способна выводить из строя не только беспилотники, но также самолёты и даже спутники. Она способна вести огонь в движении на большой скорости из кузова грузовика, что сделает комплекс трудным для поражения противником.

Основой платформы стала сверхпроводящая катушка, создающая постоянное магнитное поле напряжённостью 4 Тесла. К примеру, это в 68 тыс. раз сильнее, чем напряжённость магнитного поля Земли. Даже Большой адронный коллайдер с кольцом ускорителя диаметром 27 км создаёт магнитные поля всего лишь в два раза сильнее. А здесь установка на колёсах. Она далека от совершенства, признаются разработчики, но следующие прототипы будут всё лучше и лучше. И когда-нибудь что-то подобное может быть принято на вооружение.

Чтобы двигатели Стирлинга могли отбирать тепло от сверхпроводящей катушки, для её изготовления был выбран такой высокотемпературный сверхпроводник, как редкоземельный оксид бария-меди (ReBCO). Двигатели Стирлинга не будут работать, если их остудить до температуры на 40-50 градусов Цельсия выше абсолютного нуля. Материал ReBCO обладает сверхпроводимостью как раз в этом диапазоне температур и необходимые для работы двигателей Стирлинга условия были соблюдены.

Редкоземельный оксид бария-меди китайцы традиционно покупали в США или у их союзников. Тогдашний президент США Дональд Трамп ввёл запрет на поставку в Китай этого материала, других и оборудования для их производства. Китайцам пришлось самим осваивать производство ReBCO, с чем они успешно справились. Более того, сейчас американские компании закупают ReBCO у китайского производителя Shanghai Superconductor, убедившись в лучшем качестве этой продукции в Китае, а не у производителей в США.

К концу года Shanghai Superconductor обещает нарастить выпуск ленты ReBCO до 2000 км в год. Китаю ещё левитирующе скоростные поезда на сверхпроводящих магнитах строить, поэтому ленты нужно не просто много, а очень много. И для термоядерных реакторов сверхпроводящие магниты тоже нужны. В общем, не пушками едиными.

Мой канал в Телеграмме с ежедневными свежими короткими новостями науки, ИИ и технологий.