Ответ вас удивит. Почти ничего... А что плавает? Подводные лодки. Швеция применяет такие силовые установки на своих субмаринах с 1960-х годов. Япония — страна-лидер технического прогресса также не пренебрегла идей шотландского священника и разместила его движки на своих подлодках.

NASA даже планирует применять силовые установки Стирлинга в космосе...

Автомобильный транспорт? А вот тут загвоздка...

Дело в том, что двигатель Стирлинга, несмотря на свою простоту и надёжность, обладает ограничениями для применение в массовом транспорте.

Почему "стирлинг" не стал мотором для автомобилей?

Главная проблема здесь — низкая удельная мощность и медленный отклик на изменение нагрузки. ДВС быстро набирает обороты. "Стирлинг" требует определенного времени для выхода на рабочий режим. Это делает его неудобным для динамичного городского движения.
Кроме того, для эффективной работы ему нужен значительный перепад температур, а значит — громоздкие системы нагрева и охлаждения. В автомобиле это сложно реализовать компактно, но были единичные исключения.
С 1930-х годов с этой техникой работала фирма Philips. С 1970-х по 1990-е годы компании General Motors, Ford Motors экспериментировала с автомобильными "стирлингами", а NASA и Lockheed Martin разрабатывали гибридные системы для военной техники. Однако дальше прототипов и компактных источников энергии дело не пошло.

С 1990-х годов некоторые из компаний работают над применением двигателя в качестве генератора постоянного тока и стационарного источника электропитания. В последние годы интерес к такому направлении возрос. К разработке генерации тепла и электричества на основе "стирлинга" подключились такие гиганты производства энергоустановок как: TODEM, CumminsPowerGeneration, ToshibaCorp., MitsubishiElectricCorp.

Где "стирлинг" нашел постоянное применение?

Этот класс силовых установок всё же нашел себе узкопрофильные ниши. Их и перечислим ниже.

Подводные лодки (как уже упоминалось) — шведские класса Gotland-class и японские Sōryū-class. Эти суда используют силовые установки Стирлинга в подводном положении. У шведов такая подлодка может находиться до 20 суток в режиме акустической малозаметности под водой. Двигатели малошумны, а это критически важно для скрытности.

Космос: здесь NASA давно тестирует "стирлинги" для генерации энергии в долговременных миссиях, например, на Луне или Марсе. Установки можно питать от ядерного топлива или солнечного тепла, что делает их перспективными для автономных станций.

Солнечные электростанции — в некоторых установках фокусированного солнечного нагрева устройство Стирлинга преобразует тепловую энергию в электричество с КПД выше, чем у паровых турбин.

Бытовая энергетика: микро-ТЭЦ на биотопливе или сжиженном газе иногда используют "стирлинги" для когенерации (одновременной выработки тепла и электричества).

Пока этот двигатель остаёшься узким "нишевым" решением, но с развитием "зелёной энергетики" и автономных систем энергоснабжения его наверняка вытащат из тени времён. Возможно, когда-нибудь мы увидим что-то серьёзное на "стирлингах". Вот сейчас можно купить настольный смешной моторчик на маркетплейсе для забавы и зарядки телефона...

А пока — это гениальный и не в полной мере оценённый мотор ещё ждёт своего звёздного часа...

Наверняка талантливый механик-самоучка Роберт Стирлинг из шотландской глубинки двести лет назад и представить не мог, что его "детище" может воплотиться во "внеземных" программах XXI века. Ведь о полётах в космос тогда и мечтать не могли, а свой двигатель изобретатель придумал и разработал как замену взрывоопасной паровой машине.

Если вам любопытно каждый день узнавать об интересной технике и ее истории, то приглашаю к себе по ссылке ниже.

Канал "Причуды техники..."

Но привычка и образ тягового животного сильнее логики. Автопроизводители до сих пор используют "лошадей" — так звучит солиднее.

Фраза "этот двигатель выдаёт 150 л.с." звучит понятнее, чем "мощность мотора составляет 110, 325 кВт".

В л.с. также считают налог на транспортное средство в России, принимая 1 л.с. равной 735,499 Вт, и поэтому существует понятие налоговой лошадиной силы.

"Сто дюжих коней под капот я запрятал..."

Сегодня мощность двигателей измеряется сотнями, а то и тысячами "лошадей". Например:

• обычный хэтчбек — 100–150 л.с.;

• Ferrari SF90 Stradale — 1000 л.с. (и это гибрид!);

• Bugatti Chiron — 1500 л.с.;

• электромобили вроде Tesla Model S Plaid — 1020 л.с.

Но есть легкий гоночный автомобиль без кузова с мотором от мотоблока. Он называется "карт". Время его разгона впечатляет — 3-4 cек. до 100 км/час. А скорость может достигать 260 км/час. Откуда такая динамика при мощности движка всего в 6–15 л.с., спросите вы.

Все дело в "удельной мощности" — отношении полной мощности мотора к снаряженной массе автомобиля. У карта этот показатель в среднем составляет 0,1-0,15. Для сравнения, у Audi TT с 272-сильным движком тоже 0,15, а у самосвала КАМАЗ — 0,03.

Грубо говоря удельная мощность — это количество силы на килограмм веса. Можно думать об этом показателе как о "плотности мощности":

• Лошадь весит 500 кг и выдает 1 л.с. → ее удельная мощность — 1/500 = 0,002 "лошади на кило".

• Спортивный мотоцикл (200 л.с., 200 кг) → 1 л.с./кг — в 500 раз "плотнее"!

Чем выше это соотношение, тем резче ускорение, выше скорость и ярче ощущения движения.

Пример: слабенький 9-сильный карт весит как "три ведра воды". Но его удельная мощность близка к спорткару: на поворотах он "прилипает" к трассе, при этом мощно ускоряясь за доли секунды. И здесь роль также играет его низкий центр тяжести и геометрия.

А КАМАЗ с его сотнями "лошадей" не может так быстро преображать энергию мотора в движение — он тяжелый и большой.

Картинг — это "чистая физика": минимум веса, максимум отдачи. Даже слабый мотор здесь превращается в "зверя", потому что ему не приходится таскать лишнюю массу.

Философия удельной мощности

Это не просто цифры и формулы. Это закон природы: чтобы быть быстрым, надо увеличивать силу, либо уменьшать вес. Именно поэтому:

• самолеты делают из алюминия, а не из стали;

• боксеры-легковесы бьют быстрее и сильнее тяжеловесов (относительно своего веса).

Так что важнее: много "лошадей" или мало килограммов?

Ответ: их соотношение. Можно поставить реактивный двигатель на телегу, но она развалится. А можно сделать как Bugatti — 1500 л.с. + углеродное волокно, чтобы каждая "лошадь" работала на пределе.

Но и удельная мощности решает не все... Разберем на конкретном примере.

Когда мощность бьет мгновенно

С появлением электрических картов стало еще интереснее. Возьмем электрокарт мощность 15 л.с. и его бензинового "собрата" той же массы, но большей мощностью — 20 л.с. У электрического — удельная мощность 0,15 л.с./кг, у бензинового — 0,2 л.с./кг. Кто из них быстрей при старте с места. Более вероятный ответ — электрокарт: у него низкий крутящий момент: разгоняется он резче, даже при меньшей удельной мощности. Проще говоря — электромотору не нужно долго раскручиваться.

Почему Tesla "делает" Ferrari на старте?

У Ferrari может быть 800 л.с., но она весит полторы тонны. А Tesla — 1000 л.с. при двух тоннах массы. Казалось бы, проигрыш последней по полной и удельной мощности очевиден. Но у электромобиля моментальная отдача мощности, и первые 100 км/ч он наберет в разы шустрее — каждая его "лошадь" быстрее включается в разгон.

Тут важный момент: у ДВС и тяговых электродвигателей разная "манера" отдачи мощности. Мощность — важна, но главное — как она используется.

А то, что ДВС — "полный отстой" по эффективности и КПД, я уже писал здесь.

Какова "истинная" мощность настоящей лошади?

А теперь самое интересное!

Автопроизводители в характеристиках машины обычно указывают максимальную мощность двигателя.
А вот как насчёт настоящих лошадей?

Оказывается, скаковой жеребец на коротком рывке может выдать до 15 л.с..., но лишь на несколько секунд. Следуя логике современных автопроизводителей мощность живого коня скаковой породы именно составит 15 л.с...

Как вам такая арифметика, друзья?

Поговорим об этом в авторском телеграмм-канале?

Два события в детстве определили дальнейший путь Форда. Первое произошло, когда мальчику исполнилось 12 лет — отец подарил ему карманные часы. Генри стало интересно, как они работают. Он разобрал механизм, пытаясь понять принцип его работы. Наблюдая за тем, как взаимодействуют многочисленные детали механизма, он пришел к мысли, что любая система требует правильной организации множества компонентов. Позже именно это легло в основу его философии производства.

Второе судьбоносное событие произошло, когда Генри впервые увидел локомобиль — самоходную паровую машину, которая двигалась без помощи лошадей. Это настолько впечатлило юного Форда, что стало точкой невозврата в формировании его мечты о создании самодвижущегося транспортного средства.

2. Образование и первые шаги в профессии

Образование Форда ограничилось церковной школой. Несмотря на отсутствие формального технического образования, в 15 лет Генри принял решение, изменившее всю его жизнь — покинул родительскую ферму и отправился в Детройт искать работу, связанную с механикой.

В Детройте Форд сначала устроился на завод по производству вагонов для конных железных дорог, а затем перешел на судостроительный завод. Параллельно с основной работой он ремонтировал часы, это позволяло ему заработать дополнительные деньги для жизни в городе. Что называется «природный талант к механике» позволял ему быстро находить и устранять неисправности, что вызывало безмерную зависть коллег.

3. Семейная жизнь и первые изобретения

Важнейшим шагом в личной жизни Форда стала женитьба на Кларе Брайант, которая оказалась не просто спутницей жизни, но настоящим единомышленником. Клара верила в способности мужа, поддерживала его во всех начинаниях. Их союз оказался очень прочным и гармоничным - Клара умела проявлять интерес к делам мужа, но никогда не вмешивалась в его профессиональную деятельность.

1893 год стал знаменательным в жизни Генри Форда - не только родился его сын Эдсель, но и был создан первый экспериментальный автомобиль. Этот "квадрацикл", оснащенный велосипедными колесами и весивший около 500 фунтов, стал первым шагом на пути к созданию автомобильной империи. В том же году Форд получил первое в США официальное разрешение на управление самодвижущимся экипажем, став первым зарегистрированным водителем Соединенных Штатов.

4. Создание Ford Motor Company

После работы в нескольких автомобильных компаниях, где Форд продолжал тратить значительные средства на собственные изобретения. Он принял решение основать собственное дело. После поисков компаньонов и инвесторов, в 1903 году была создана "Ford Motor Company".

Интересно, что, несмотря на гениальность в области механики, Генри Форд не научился читать технические чертежи. Для работы над новыми моделями ему изготавливали деревянные макеты, которые позволяли визуально оценить конструкцию будущего автомобиля. Его инженерное мышление основано скорее на интуиции и природном таланте, чем на формальном техническом образовании.

5. Триумф модели "Т" и революция в производстве

Настоящий прорыв в карьере Форда произошел с созданием модели "Т" — автомобиля, который полностью изменил представление о массовом производстве. Эта модель стала воплощением его философии — создать надежный, доступный автомобиль для среднего класса. Для реализации этой идеи Форд настаивал на унификации и стандартизации всех деталей, это позволило сильно снизить затраты на производство.

Внедрение конвейерного производства стало революционным шагом, который навсегда изменил не только автомобильную промышленность, но и принципы массового производства в целом. Значительно снизилась стоимость автомобилей, они стали доступны для широких слоев населения. Благодаря этому Генри Форд стал не просто успешным бизнесменом, а символом индустриального прогресса XX века.

6. Наследие Генри Форда

Генри Форд оставил после себя не только успешную компанию, но и целую философию производства и управления. Получив 161 патент на свои изобретения, он стал одним из основоположников научного менеджмента.

Несмотря на отсутствие формального образования, Форд благодаря своей «природной» смекалке и упорству сумел создать одну из крупнейших автомобильных компаний в мире, которая продолжает функционировать по сей день.

Заключение

История Генри Форда представляет собой классический пример американской мечты — человек из скромных условий, благодаря таланту, трудолюбию и инновационному мышлению достиг успеха и изменил мир вокруг себя.

Генри Форд показал, что понимание механизмов работы систем — будь то часы, автомобиль или целое предприятие — и стремление к их совершенствованию является ключом к успеху.

Китайские промышленные компании China Railway Construction Heavy Industry Co., Ltd. (CRCHI) и China Railway 14th Bureau Group Co., Ltd. 31 октября представили крупнейшую в КНР тоннелепроходческую машину -общее название различных агрегатов, предназначенных для прокладывания тоннелей, с круглым поперечным сечением.

Функции тоннелепроходческого комплекса: механизированное разрушение забоя, отгрузка разрушенной породы, возведение крепи.

Длина машины составляет 145 метров, масса — примерно 5000 тонн, диаметр фрезы эквивалентен пяти- или шестиэтажному зданию.( около 16 метров ) По словам руководителя CRCHI Чжао Хуэя, эта разработка знаменует собой крупное достижение в индустриализации технологии бурения тоннелей большого диаметра.

Тоннелепроходческую машину используют в крупномасштабном проекте по прокладке тоннелей под рекой Янцзы для создания крупной трансречной дорожной сети между Наньтуном и Тайцаном в провинции Цзянсу.

Научитесь видеть мир по-новому, благодаря удивительным открытиям в науке, космосе и технологиях, которые мы делимся с вами каждый день!

Присоединяйтесь к каналу Наука Космос Технологии! 🐼