И БЕЗ ПАРУСА, И БЕЗ ВИНТА. ТАК ЧТО ЖЕ ДВИЖЕТ?

Левша 1992 №12

Гребные, парусные, колёсные, винтовые... Какие еще типы судов вы знаете? Не гадайте. Модель, которую мы вам предлагаем испытать на полигоне, вообще не имеет движителя. Перемещает ее... морская вода. А сам двигатель работает по принципу МГД-генератора.

Оснастить подобным двигателем можно любую игрушку, лишь бы размеры позволяли его разместить да хватило места для батареи питания. А чтобы понять его работу, рассмотрим вкратце, как действует МГД-генератор. Суть его в том, что он преобразует энергию горячего ионизированного газа или плазмы в электрическую. Вот его модельный аналог. На рисунке 1 показана модель генератора, конечно, упрощенная. Плазму здесь заменяет электролит щелочного аккумулятора, а в качестве сердечника использованы пластины от силового трансформатора, центральные язычки которых укорочены на 1,5-2 см. Толщина набора сердечника Ш16 -28 мм. Размеры его не принципиальны, но от них зависит мощность. Катушка намотана на диэлектрический каркас медным эмалированным проводом диаметром 0,8-1,0 мм. Важно, чтобы напряженность магнитного поля в щели сердечника составляла 10...20 000 эрстед. Количество витков в каждой катушке 120-150 витков. Чем их больше и меньше зазор между ними, тем выше напряженность магнитного поля, а значит, и скорость протекания электролита.

Магнитогидродинамический генератор

На рисунке 1 цифрами обозначены: 1 - магнитопровод, 2 - канал, 3 - обкладка.

В щели сердечника размещён канал, изготовленный из оргстекла, на противоположных стенках которого приклеены электроды из листовой латуни или меди. Они подключаются к источнику постоянного тока с регулируемым напряжением от 100 до 200 вольт.

Наш макет МГД-генератора не вырабатывает электроэнергию, а лишь демонстрирует принцип работы. Но его можно использовать в качестве насоса, перекачивающего электролит. Разобравшись в работе макета, несложно понять и действие МГД-двигателя, который мы установим в корпусе модели.

Взгляните на рисунок 2. Детали двигателя аналогичны деталям макета генератора. Стоит опустить его в раствор электролита (а им может быть морская или подсолённая вода), подать напряжение, как в зазор сердечника хлынет поток электролитической жидкости. Он-то и приводит модель в движение.

Силовые линии магнитных и электрических полей МГД генератора

На рисунке 2 цифрами обозначены: 1 - силовые линии магнитного поля; 2 - магнитопровод; 3 - катушка; 4 - силовые линии электрического поля; 5 - обкладка.

Чтобы двигатель легче вписывался в корпус модели, сердечник лучше взять П-образный, укоротив на 5 мм каждое плечо. Катушка может быть использована такая же, как в макете.

Перед установкой двигатель пропитывают нитролаком и сушат. Щели замазывают герметиком. Но можно с успехом использовать эпоксидный клей, предварительно подготовив поверхность. Напротив зазора сердечника устанавливают два электрода под небольшим углом к оси судна.

Проверив качество швов и убедившись в отсутствии течи, нагрузите модель порцией груза, в том числе и элементами питания. А их немало - шесть плоских батарей от карманного фонаря. Если водоизмещение модели не обеспечит такой "грузоподъемности", питание двигателя придется подвести от источника, размещенного на берегу.

Бортовой источник питания состоит из шести плоских батареек, соединенных по три - одна тройка параллельно, другая последовательно. Батарея, собранная последовательно, подключается к катушке, а параллельно соединена с обкладками. Теперь посмотрим, что произойдет при включении электрического тока. В скрещенных электрических и магнитных полях сила Лоренца попытается вытолкнуть молекулы электролита из зазора, что и создаст поток, который будет двигать модель вперед.

Морская вода или другой электролит при этом действует как ротор индукционного двигателя.

Увеличить скорость потока жидкости, а значит, и эффективность двигателя, можно, увеличив потенциал на обкладках в зазоре или ток в катушке. Например, увеличив напряжение с помощью полупроводникового преобразователя с умножителем, а тока - изменяя число батарей в источнике питания.

Испытания лодки, как вы поняли, лучше проводить в морской воде или в ванной, растворив в ней пачку поваренной соли.

Н.ВОРОНИН
Рисунки автора

BACKHOME