선박용으로 설계된 엔진은 자동차에 맞지 않을 것입니다 ... 그러나 자동차 유형은 뱅 및 붐의 최신 기술에 흥미를 느끼는 경향이 있습니다. 결국, 엔진은 엄청난 힘을 발휘할 수 있는 엔진입니다(그리고 그러한 혁신이 언제 민간 부문으로 흘러갈지 누가 알겠습니까).
이를 염두에 두고 신중하게 구성되고 일관된 분사 및 폭발 주기를 갖춘 효율성을 위해 설계된 일종의 가스터빈인 회전식 폭발 엔진을 살펴보겠습니다. 완전히 새로운 것은 아닙니다. 약 20년 전에 특허가 부여되었지만 2012년 말 현재, 대규모 운송 수단을 위한 전력을 생성할 수 있는 잠재력의 표면을 긁고 있습니다.
연구원들은 회전하는 폭발 엔진이 순수 전기 선박과 비행기를 위한 전력을 생성하도록 개조될 수도 있다고 말합니다... 일단 우리가 주로 전기에 의해 구동되는 안정적인 보트와 항공기를 가질 수 있을 만큼 충분히 발전하면 말입니다.
미군은 부분적으로 기술을 쉽게 확장할 수 있기 때문에 회전식 폭발 엔진의 연구 개발에 투자하기로 결정했습니다. 엔진 크기가 증가할 수 있고 전력 생산도 증가할 것이기 때문입니다. (믿거나 말거나, 항상 그런 식으로 작동하는 것은 아닙니다.) 그래서 우리는 결코 알지 못합니다. 아마도 회전하는 폭발 엔진이 언젠가는 축소될 수 있고 매끄러운 발전이 모든 유형의 철도 차량을 추진할 수 있을 것입니다.
우리는 엔진 내부에서 생성되는 압력이 무질서한 "폭발"보다 더 통제되는 것으로 생각하는 경향이 있습니다. 우리는 혼란스럽지 않고 예측 가능하기를 원합니다. 그러나 엔진이 일정한 출력을 생성하기에 충분한 정밀도로 일반적인 주기를 제어할 수 있다면 폭발도 제어할 수 있습니다. 그리고 폭발이 일으키는 압력의 폭발은 엔진이 올바르게 사용된다면 더 효율적인 엔진이 될 수 있습니다. 일반적으로 엔진은 연료와 공기를 혼합하여 연료가 에너지를 방출할 때 폭발을 준비합니다. 그러나 연료의 에너지 방출 효율은 엔진 유형에 따라 크게 좌우됩니다.
이것이 회전 폭발 엔진이 일반적인 유형의 가스 터빈 엔진과 다른 점입니다. 공기와 연료는 "Physics Today"가 "순차적, 원형 방식"으로 설명한 긴 원형 연소실에 분사되기 전에 (평소와 같이) 혼합됩니다. 첫 번째 폭발은 점화 압력이 챔버 주변에서 계속되는 사이클을 시작하여 각 분사를 순서대로 점화합니다. 각 점화의 압력은 사이클을 계속 움직이게 합니다. 그런 다음 압력은 배기 노즐을 통해 배기 가스를 연소실 밖으로 강제로 내보내며, 이는 실제로 엔진에서 생성된 추력이며 엔진이 설치된 모든 유형의 차량(이 경우 일반적으로 선박 또는 비행기).
회전식 폭발 엔진은 실제로 다른 엔진 설계의 변형인 펄스 폭발 파동 엔진입니다. 펄스 폭발 엔진은 다른 많은 유형의 엔진에 비해 에너지 절약을 제공하지만 여전히 자체 비효율성을 가지고 있습니다. 한 가지 이유는 각 펄스 후에 퍼지해야 하는 연소실입니다. 회전 폭발 엔진은 펄스 설계보다 개선된 것입니다. 폭발 파동이 챔버 주위를 지속적으로 순환하므로 퍼지로 시간과 에너지를 낭비할 필요가 없기 때문입니다.
폭발은 극한의 압력을 생성하기 때문에 일반적으로 필요한 추가 압축기 없이 폭발 엔진을 설계할 수 있습니다. 압축기는 일반적으로 복잡할 뿐만 아니라 일반적으로 작동 시 많은 에너지를 소모합니다. 그러나 폭발 엔진에 압축기를 추가하면 실제로는 훨씬 더 효율적입니다. 이러한 호환성을 통해 가스터빈 엔진 차량을 폭발 엔진 기술과 함께 사용할 수 있도록 개조하기가 더 쉽습니다[출처:Green Car Congress].
미 해군은 최근 이 기술에 대한 투자(그리고 뉴스 사이클 활성화)에 대한 모든 공로를 인정받고 있지만, 회전하는 폭발 엔진은 실제로 이 시점에서 수십 년 동안 작동해 왔습니다. 엔진에 대한 특허는 1982년에 제출되었고 1988년에 메릴랜드주 로크빌에 기반을 둔 Shmuel Eidelman이라는 발명가에게 부여되었습니다. (특허는 실제로 "회전"이 아니라 "회전 폭발 엔진"이라고 합니다. 언제 명칭이 변경되었는지는 불분명합니다.)
Shmuel Eidelman은 바쁜 사람이었습니다. 그는 1982년부터 과학 기업 및 군사 조직과의 협력을 통해 항공, 추진 및 화학 분야에 중점을 둔 14개의 특허를 취득했습니다[출처:PatentBuddy]. 그래서 특허를 냈을 때 해군이 가스터빈을 최대한 밀어붙인 것 같았고, 새로운 생각을 시작할 때였습니다.
미 해군은 처음에 펄스 폭발 엔진(앞서 설명한 대로)에 관심이 있었고 이러한 연료 절약 시스템을 개발하기 위한 연구에 투자했습니다. 해군 연구원들은 이러한 유형의 엔진의 잠재력을 최대화하는 것은 복잡한 물리학을 이해하는 데 달려 있다고 말합니다[출처:U.S. Naval Research Laboratory]. 회전하는 폭발 엔진은 현재 해군의 함대와 항공기에 동력을 공급하는 엔진과 같이 여전히 가스터빈 엔진이지만 주기를 조정하고 정제하면 많은 추가 동력이 해제됩니다. 해군 연구원들은 회전식 폭발 엔진이 새로운 장비의 연료 소비를 25%까지 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 이는 연간 약 3억~4억 달러를 절약할 수 있다고 믿습니다[출처:Quick]. 이 시스템의 또 다른 이점은 전기 모터에 전원을 공급하도록 구성할 수 있다는 점입니다. 이론상 군용 함대는 (잠재적으로) 더 깨끗하고 저렴하며 효율적인 전기 구동계로 전환할 수 있습니다.
회전하는 폭발 엔진은 아직 사용할 준비가 되지 않았으므로 시뮬레이션은 효율성을 가장 잘 예측할 수 있지만 여전히 해군이 개발을 추진하고 있을 만큼 충분히 유망합니다. 완료 또는 구현에 대해 공개적으로 알려진 ETA는 없지만 회전하는 폭발 엔진은 언젠가는 어쨌든 가까운 해군 기지에 도착할 것입니다.
회전하는 폭발 엔진이 실제로 자동차나 트럭에 사용될 가능성이 있다는 제안(아직은 아니지만)은 아무도 없는 것 같습니다. 군사 기술을 전문으로 하는 사람이 발명하여 미 해군에서 개발에 박차를 가하고 있습니다. 개발 중인 엔진 모델의 실제 크기는 어디에도 언급되지 않았으므로 이것은 모두 추측입니다. 그러나 우리는 이것을 알고 있습니다. 그것은 분명히 배와 비행기에 동력을 공급할 만큼 충분히 크며, 그것은 자동차가 필요로 하는 것보다 훨씬 더 많은 동력입니다. 그 효율성은 어디에 있습니까?
그러나 자동차와 운송 기술에 대한 수년간의 글을 통해 우리가 매일 사용하는 많은 것들이 원래 완전히 다른 목적을 위해 개발되었음을 보여주었습니다. 그리고 경주용 자동차와 군용 차량은 두 가지 공통 소스입니다. 현재 연비가 좋은 자동차가 다른 방향(하이브리드, 전기 및 바이오 연료)으로 가고 있지만 언젠가 누군가가 초고효율 가스터빈 엔진을 축소하고 엔진 아래에 채우는 방법을 찾을 수 있다고 말하는 것은 이해할 수 없는 일이 아닙니다. 자동차 후드.
