Энергия в современном мире — это всё, и чем дальше, тем больше: экзоскелеты, роботы, разнообразные электрические виды транспортных средств. Всё это базируется на необходимости доступа к соответствующим источникам питания и, в то же время, ограничивается их отсутствием. Однако всё может стать ещё хуже, если традиционные источники питания станут вдруг недоступны, по тем или иным причинам. Либо же, потребуется создать собственный источник питания (например, для электропитания далеко расположенного лесного домика и т.д.). Ещё одним интересным вариантом может быть изготовление альтернативного источника питания для уже существующих устройств, — например, для дронов. Да, в этой статье мы поговорим об устройстве и возможности изготовления собственных двигателей внутреннего сгорания различных типов. Кроме того, для этих целей можно даже применить технологии машинного обучения!
Несмотря на движение в сторону «зелёных» технологий и попыток отхода от углеродных принципов получения энергии — пока мы от этого никуда не денемся, по крайней мере, в ближайшее время. Несмотря на достаточно проработанную технологию производства аккумуляторов и все их возможности, по мнению учёных, плотность хранимой энергии в углеводородном топливе многократно превышает таковую в любых типах аккумуляторов.
Если попытаться назвать конкретные цифры, то они выглядят следующим образом: максимально возможная плотность хранимой в аккумуляторах энергии составляет приблизительно 0,2 кВтч/кг, в то время как любые углеводородные способы хранения предоставляют нам плотность в районе 12 кВтч/кг.
То есть, другими словами, плотность энергии, хранимой в сгораемом топливе, в 60 раз превышает таковую, в любом аккумуляторе сходного веса!
Весь последующий рассказ, я думаю, будет интересен со следующих точек зрения: во-первых, мы сможем ознакомиться с основными типами двигателей внутреннего сгорания, постараемся прикинуть, как мы могли бы их изготовить самостоятельно, рассмотрим интересные моменты, касающиеся их устройства, а также попробуем применить новые технологии, которые нам даёт наше время. Вообще говоря, любые знания всегда только в плюс, если вспомним, например, тот же самый роман Жюля Верна — «Пятнадцатилетний капитан». Именно знания из разных сфер позволили там выжить и преуспеть героям этой истории. Весь дальнейший рассказ не претендует на исключительную полноту и точность всех фактов, однако, позволит сложить общее представление о предмете. Итак…
Двигатель Ленуара (или просто, — «Ленуар»)
Исторически самым первым двигателем внутреннего сгорания можно назвать двигатель инженера бельгийского происхождения Жана Жозефа Этьена Ленуара.
Картинка Livejournal Dinamik67
Чем он был хорош: позволил отойти от необходимости постоянного мониторинга за паровым двигателем, на замену которому и пришёл. Полностью автоматический, он позволил вывести на новый уровень приводные системы машин.
Принцип действия этого двигателя заключается в том, что поочерёдно, то в одной стороне цилиндра, то в другой — происходит вспышка, толкающая цилиндр то в одну, то в другую сторону.
Неэффективность здесь заключается в том, что работа двигателя Ленуара происходит при атмосферном давлении (отсутствие сжатия, как в современных двигателях). А зажигание происходит не в момент максимального сжатия, а когда поршень уже пошёл в обратную сторону и вдогон его ещё сильнее как бы разгоняет — возникшая вспышка и расширение продуктов сгорания.
В современных двигателях подобное явление называется поздним зажиганием и, вообще-то, является негативным явлением, так как приводит к перегреву системы и снижению эффективности. Однако, в двигателе Ленуара, благодаря его массивной конструкции, это проблема не была страшна.
Зажигание с каждой стороны происходит после достижения поршнем приблизительно 60-100 угловых градусов от верхней мёртвой точки. Здесь под угловыми градусами подразумевается очень простая вещь (если вы будете собирать Ленуар самостоятельно): на вал насаживается диск, например, бумажный, и размечается по одному градусу. Таким образом, проворачивая вал двигателя руками, вы будете знать, в какой момент должно происходить зажигание (в нашем случае, мы выставляем, например, на 60°) и настраиваем систему так, чтобы именно в этот момент проскочила искра.
КПД Ленуара весьма мал, и находится в пределах 4%. Благодаря своему низкому КПД, в литературе называются цифры, что с 18 л двигателя можно снимать приблизительно две лошадиные силы.
Однако есть и плюсы:
- благодаря работе при атмосферном давлении, — выхлоп такого типа двигателя достаточно малошумящий,
- из-за отсутствия больших давлений во время работы, — требования к точности изготовления цилиндро-поршневой группы весьма низкие.
Достаточно будет сказать, что небольшие настольные экземпляры двигателей подобного типа абсолютно спокойно работают с зазором между поршнем и цилиндром порядка 0,1 мм!
Однако любители не останавливаются только на небольших экземплярах, а изготавливают даже вполне себе «гулливерские» Ленуары:
Соответственно, в подобных огромных Ленуарах, зазор между поршнем и цилиндром может быть ещё больше! Тем не менее — это никак не мешает двигателю успешно функционировать!
Плюс подобных устройств мне видится в том, что можно самостоятельно создать успешно функционирующий двигатель, какого угодно размера и мощности, практически из подручного хлама (который не страшно оставлять без надзора и не опасаясь, что его украдут).
После своей постройки этот двигатель может служить как источником силы непосредственного привода (например, накачивать воду в резервуар), так и средством выработки электроэнергии; в том числе, — в отдалённой деревне, далёкой лесной избушке и т.д. и т.п.
Немного работы сваркой и собирательства подручного хлама – и вуаля!
А если ещё учесть возможность питания этого двигателя от газогенератора, в котором происходит выработка горючего газа путём термической возгонки дров — получается вообще интересная концепция…
И тут некоторые из читателей наверняка спросят: «Ну да, ну да, — цилиндро-поршневая группа. А как её изготовить-то? Ведь токарного станка-то нет! Да, даже если бы и был — я ведь хочу сделать огромный Ленуар!»
А тут, друзья мои, придёт нам на помощь литейное мастерство! :-)
Многие любители, которые увлекаются изготовлением самодельных двигателей — не изготавливают поршни! А делают их следующим образом: обычной парафиновой свечкой коптят внутреннюю поверхность будущего цилиндра, после чего прямо в этот закопчённый цилиндр отливают из различных материалов поршень! Ну, то есть, просто берут и льют туда, например, алюминий или даже свинец! О_о
И оно работает! И работает даже хорошо! То есть, мы минимальными усилиями получаем поршень, практически идеально подогнанный к цилиндру, а благодаря закопчёности цилиндра, легко страгивающийся с места после литья!
Таким образом, вы теперь понимаете, что нам не составляет никакого труда, изготовить даже из любой бросовой трубы со свалки — двигатель нужного диаметра. Хотите поршень диаметром полметра и идеально подогнанный? Запросто! :-) И двигатель лошадей в 50 – ваш…
Двигатель Отто
▍ Четырёхтактные двигатели
Однако Ленуар после изобретения своего двигателя начал, так сказать, «почивать на лаврах», и упустил нужный момент, благодаря чему в результате проиграл конкуренцию изобретению немецкого инженера Николауса Отто, который в 1878 году реализовал двигатель нового типа, продолжающий идеи француза А. Бо-Де Роша.
В настоящее время двигатель подобного типа мы знаем как четырёхтактный, процесс работы которого состоит из четырёх фаз: впуск смеси, сжатие, рабочий ход, выброс отработанных газов:
Картинка Wikipedia, автор Zephyris.
Четырёхтактные двигатели тоже широко распространены среди самоделок. В качестве донора для изготовления подобных двигателей самодельщики частенько берут компрессор, например, от холодильника:
Для работы двигателя подобного типа, как можно было видеть по анимированной картинке выше, необходимо в определённые моменты впускать рабочую смесь и выпускать отработанные газы.
Для этих целей был создан так называемый «распредвал», — вал, на который насажены кулачки, которые поочерёдно нажимают то на один, то на другой клапан. Распредвал в действие приводится цепной, либо ременной передачей с основного вала двигателя.
Вообще говоря, создание каких-либо двигателей — это очень увлекательное занятие и поэтому многие предпочитают создавать двигатель полностью с нуля:
Говоря об отдельных элементах этого двигателя, можно сказать, что, например, впускные и выпускные клапана — самодельщики обычно изготавливают из обычных чёрных калёных саморезов для евроремонта:
Система зажигания, как правило, представляет собой повышающую высоковольтную плату, снятую с зажигалки от газовой плиты, и питающуюся от одной батарейки форм-фактора АА (есть такие виды зажигалок, где источником искры является не пьезоэлемент, а отдельная плата).
Альтернативным и более простым вариантом системы зажигания — является использование простого пьезоэлемента, на который периодически нажимает специальный кулачок, расположенный на вале двигателя.
Плюсом такого решения является крайняя простота системы генерации искры, а минусом — весьма малый срок наработки на отказ: всего лишь порядка 1 млн срабатываний (после которого, просто-напросто физически развалится пьезокристалл).
Попробуем подсчитать, насколько нам хватит этого пьезокристалла. Допустим, двигатель вращается со скоростью 3.000 оборотов в минуту (реально — будет быстрее этого, я тут совсем скромно взял). Соответственно: наработка на отказ, часов = 1 000 000 / (3000/4)*60 = 22,2 часа.
Маловато…
В качестве способа получения рабочей смеси для сгорания используется, так называемый, «бульбулятор». Воздух пробулькивается сквозь цилиндр (в качестве которого, взята колба от вытянутой стеклянной лампы и отпилена с концов) в который налит бензин, благодаря чему он насыщается парами бензина в нужной концентрации.
Исторически подобные устройства являются самым первым типом карбюратора (конечно, карбюратор гораздо более совершенен и лучше использовать, конечно, его, однако годится и такой вариант).
▍ Двухтактные двигатели
Со временем инженеры стали думать, а можно ли как-то повысить мощность двигателя? Решение напрашивалось само: увеличить количество тактов, которые являются рабочими, в которых происходит зажигание. В результате ряда работ родился так называемый двухтактный двигатель: в котором в течение первого такта происходит впуск смеси и полезная работа(с параллельным выбросом отработанных газов), а в течение второго — сжатие впущенной смеси и её зажигание. После чего цикл повторяется.
Двухтактные двигатели гораздо более оборотистые, чем четырёхтактные. Однако, в силу своего характера, они являются достаточно прожорливыми и неэкологичными: они устроены таким образом, что в процессе газообмена, впускаемая свежая смесь фактически вытесняет отработавшие газы (и часть этой новой смеси улетает вместе с газами в выхлоп!):
Картинка Likbezz
С этим, конечно, пытаются бороться:
- устанавливают лепесток на всосе, после карбюратора. Таким образом, когда поршень движется вверх и сжимает смесь — свежая смесь перестаёт поступать в систему (попутно растёт степень сжатия),
Картинка Likbezz
- глушитель проектируют таким образом, чтобы в нём возникала стоячая звуковая волна, которая, скажем так, «нематериальным» образом блокирует потерю свежей смеси.
Почему на видео выше, я дал видео четырёхтактных двигателей, изготовленных самодельщиками?
Как ни странно, несмотря на их относительно более сложное устройство, собрать успешный 4Т-двигатель и заставить его работать — гораздо проще, чем двухтактный.
Почему? Объясняется это более сложными процессами газообмена, происходящими в двухтактном двигателе, а в отличие от него, в четырёхтактном — это всё намного более упрощено. Отработавшие газы вытесняются самим поршнем, наподобие того, как шприц выдавливает лекарство (при медицинских уколах). Поэтому люди предпочитают собирать двигатель именно такого типа.
Интересные тонкости
- Так как в двухтактных и четырёхтактных двигателях процессы происходят при гораздо больших давлениях (как я уже писал в нескольких своих статьях, в момент вспышки — давление в цилиндре составляет приблизительно 60 бар), приходится каким-то образом герметизировать это всё.
Для этой цели обычно используют поршневые кольца из чугуна.
Почему именно чугун: так как он представляет собой металл с высоким процентом содержания углерода, который обладает низким коэффициентом трения. Поэтому зачастую используют чугунные поршневые кольца и чугунную гильзу цилиндра. Если же мы говорим о двухтактных двигателях бензокос/бензопил, то там используется сочетание чугунных поршневых колец и покрытого хромом алюминиевого цилиндра. Это как удешевляет конструкцию, так и упрощает охлаждение цилиндра и одновременно увеличивает ресурс (хром весьма жёсткий и износоустойчивый).
Однако, при изготовлении малогабаритных двигателей, особенно таких, как на радиоуправляемых игрушках — изготовление, а затем и надевание готовых поршневых колец на поршень, представляет собой существенную проблему. А при некотором предельном размере поршня, — это и вовсе невозможно сделать (поршень слишком маленький и кольца просто-напросто ломаются, при попытке надеть их на него. Не хватает гибкости чугуна).
Конечно, если мы собираем небольшой и не особо мощный двигатель — это не проблема. Вполне можно работать и без поршневых колец, что и показывает следующая самоделка, где поршень изготовлен из графита, а в качестве цилиндра — используется обычная химическая мензурка:
- Кстати говоря, чтобы повысить ресурс у маленьких двигателей, используют очень интересный приём, который заключается в том, что цилиндр не является цилиндром! А он — является конусом! О_о
В утрированном виде этот подход показан на картинке ниже. В реальности — это гораздо менее явно. Точный градус скоса я сейчас уже не помню, надо поднимать справочники.
Смысл этого всего заключается вот в чём: по сути, необходимо обеспечить высокую герметизацию только в самом начальном моменте (верхняя мёртвая точка), где давление максимально. В дальнейшем можно сделать так, чтобы между цилиндром и поршнем при движении поршня вниз, начинал возникать некий зазор. Это даже хорошо, ведь туда будет проникать масло и всё смазывать. Кроме того, оно же является и герметизирующим агентом, то есть, выступает в роли своеобразного «поршневого кольца», где вязкость самого масла, занимающего маленький зазор между поршнями цилиндра — не даёт газам просочиться сквозь этот зазор.
Таким образом, износоустойчивость повышается: цилиндр и поршень максимально трутся только на самом верху и на минимальном участке траектории!
- Ещё одним весьма интересным способом увеличения ресурса является изготовление цилиндра из силумина, который является сплавом алюминия и кремния. Если правильно помню (могу ошибаться), его определённым образом охлаждают, что приводит к образованию в структуре металла множественных микрокристаллов кремния.
Далее, этот цилиндр протравливается кислотой, вследствие чего — металл вымывается, а микрокристаллы кремния остаются и в дальнейшем, поршень скользит именно по ним. Подобная технология, насколько мне известно, используется Porsche и для некоторых из болидов «Формулы 1». Технология считается недешёвой (кликабельно):
На картинке это (для наглядности) показано достаточно утрировано. В реальности эти кристаллы очень мелкие и практически непрерывным ковром покрывают всю внутреннюю поверхность цилиндра. Однако некоторое расстояние между ними всё же остаётся, что является положительным явлением, так как эти расстояния постоянно заполнены маслом, благодаря чему, коэффициент трения уменьшается ещё больше.
А теперь, когда у вас более-менее сформировалась общая картина о том, что же представляет собой двигатель внутреннего сгорания и как их делают самодельщики, перейдём к самому вкусному:
Линейные двигатели внутреннего сгорания / Internal Combustion Free Piston Engines
Ключевой проблемой двигателей внутреннего сгорания является их сложность и, в рамках нынешнего перехода к электрическим машинам, — наличие кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Почему? Он является источником излишнего веса, вибраций (ввиду наличия больших вращающихся масс, с большой инерцией) и из-за силы трения такого немалого веса (да ещё и при воздействии мощных центробежных сил) — уменьшает ресурс двигателя в целом.
А что если предположить, что двигатель мог бы существовать без КШМ? Тогда он становится гораздо более компактным, увеличивается его срок службы, и упрощается производство!
Подобные двигатели существуют уже достаточно давно, и известны под названием линейных двигателей внутреннего сгорания. Наиболее очевидным применением подобного двигателя напрашивается использование его в качестве электрогенератора.
Однако, помимо подобного применения, эти двигатели широко используются, например, в качестве газогенераторов — когда выхлоп подобного двигателя используется для вращения турбин.
По ссылке вы сможете найти великое множество конфигураций подобных двигателей.
Два наиболее интересующих нас двигателя выглядит следующим образом:
С единственной камерой сгорания (неуравновешенный, сильная вибрация, хотя это можно купировать монтажом двигателя на тяжёлую платформу, когда у него просто не хватит сил сдвинуть эту платформу с места и, таким образом, вибрации будут погашены):
Картинка Freikolben
С уравновешенными поршнями используются две камеры сгорания:
Картинка Freikolben
И вот именно использование подобного типа двигателей — видится мне очень интересным, так как на его основе можно создать весьма компактный и мощный электрогенератор. Например, вот в этом исследовании, линейный генератор размером с батарейку AA — вырабатывал порядка 5 Вт.
Картинка Citeseerx
Исследователями был проведён его тест. В течение порядка 100 часов, когда он непрерывно работал,- отказов не наблюдалось, и он стабильно сохранял свою среднюю частоту работы в районе 115 Гц.
Как написано в отчёте, подобного типа двигатель:
- может работать с очень низким уровнем шума,
- используя широкий диапазон топлив (так как он дизельного типа — смесь взрывается от сжатия. В тестах использовалась пропан/бутановая смесь),
- обладает малым весом, но, несмотря на это, позволяет обеспечивать высокую плотность энергии,
- может работать вообще без смазки (видимо, подразумевается, что если будут использованы соответствующие материалы поршня и цилиндра),
- благодаря дизельному принципу, — максимальная эффективность и низкий уровень вредных выхлопов,
- низкий коэффициент трения и переменный коэффициент сжатия (видимо, подразумевается, что так как отсутствует жёсткая связь поршня с кривошипно-шатунным механизмом (его вообще нет), — поршень жмёт смесь до тех пор, пока она не взорвётся; что даёт возможность работать с различными видами топлив, т.е. — двигатель «всеядный»).
Кстати говоря, подобные двигатели не являются какой-то экзотикой и любители периодически их собирают. Конечно, в несколько больших размерах и тем не менее — это выглядит всё равно эффектно:
В конструкции, показанной в видео выше, использована пара трения из графитового поршня и стеклянного цилиндра.
Проектируем самодельный линейный двигатель!
Попробуем прикинуть, как мы могли бы собрать двигатель подобного типа? Как ни странно, это весьма легко!
Для этого всего лишь нужно использовать подходящую пару трения (поршень/цилиндр). В качестве которых могут легко выступить впускной или выпускной клапан любого легкового автомобиля, и чугунная втулка для этого же клапана:
Картинка Timeturbo
Картинка Rusautoopt
Почему так? Эта пара идеально подобрана инженерами для обеспечения многолетней и многочасовой работы, совершая в процессе миллионы циклов. Кроме того, таких пар трения по скромной цене полным-полно в магазинах (т.е., высокая ремонтопригодность и возможность собрать массив двигателей).
Кроме того, чугунная втулка внутри имеет спиральную канавку, которая может с лёгкостью выступить как лабиринтное уплотнение. Так как газы, пытаясь прорваться, завихряются в этой канавке — их скорость замедляется, что для высокоскоростного процесса (которым является отдельный рабочий цикл двигателя), равносильно полному перекрытию их от утекания, а также средства подачи смазки (собственно, в этой роли она и работает в двигателе автомобиля):
К слову сказать, подобный же принцип торможения газов с применением лабиринтного уплотнения используется и в головке газового поршня автомата Калашникова:
Картинка Livejournal Soldier-moskva
Я проверял: если с одной стороны зажать пальцем и даже потихоньку давить на шток клапана — зазор между штоком и клапаном практически не пропускает воздух. Если же резко ударить по тарелке клапана ладонью (имитируем процесс вспышки в цилиндре) — герметичность 100%-ная. А уж с малейшей смазкой (если, скажем, шток проходит сквозь ватку, смоченную маслом) — герметичность будет 101%.
Однако, мы ведь собираем этот двигатель не просто для того, «чтобы он был». Он должен совершать некую полезную работу. В нашем случае – для выработки электроэнергии.
Соответственно, необходимо установить на конце поршня некий электрогенератор. Наиболее целесообразным мне видится, изготовление электрогенератора следующего типа: когда массив кольцевых электромагнитов надет на обточенный шток поршня, и перемещается внутри катушки.
Кстати говоря, подобное устройство позволит выполнять две функции сразу: и роль электрогенератора и роль «магнитной пружины».
Дело тут вот в чём: после того как поршень был отброшен от верхней мёртвой точки и после возникновения вспышки — его необходимо каким-то образом вернуть обратно и сжать смесь.
Обычно в линейных двигателях для этих целей используется так называемая — «газовая пружина», которая представляет собой отдельный поршень, перемещающийся внутри цилиндра заполненного воздухом или газом определённого давления. Регулируя давление в этом цилиндре, мы можем регулировать ход основного поршня. Основной поршень и газовый поршень – представляют собой единое целое (как можно было видеть в анимированных картинках выше).
Так обычно это делается в «больших» линейных двигателях, в нашем же случае будет достаточно простого магнита, установленного тем же самым полюсом (кликабельно):
Подобное решение, кстати говоря, частенько используется для возврата сердечника у соленоидов.
Но здесь встаёт один очень интересный вопрос, ответ на который мне найти не удалось, но чисто логически и исходя из физики — ответ на него я уже предвижу: будет ли возникать нагрев двух магнитов с высокой частотой, в течение долгого периода времени, — отталкивающихся друг от друга?
С точки зрения физики, производимая работа обязательно должна привести к тепловыделению. Однако вопрос остаётся открытым и требует своего эксперимента…
Зачем это нужно вообще выяснять: так как у магнитов существует так называемая «точка Кюри», то есть температура, при которой они необратимо размагничиваются и сильный нагрев в процессе работы приведёт к выходу из строя электрогенератора.
Возвращаясь к тому маленькому электрогенератору, мощностью в 5 Вт, показанному ранее, следует сказать, что там, в качестве возвратного механизма используется обычная пружина, которая, однако, согнута из проволоки квадратного сечения. Это позволяет поршню перемещаться строго вертикально, без колебаний из стороны в сторону (как было бы в случае использования пружины, согнутой из проволоки круглого сечения).
Для упрощения конструкции, равно как и для увеличения мощности — двигатель лучше делать двухтактным. Но тут придётся малость покорпеть над газообменом: устроить всё так, чтобы новая порция смеси — вытесняла сгоревшие газы (эта процедура в двигателях обычно называется «продувка»). Схем продувки существует довольно много, но если не закапываться в дебри: главное, чтобы после того, как акт сгорания произошёл — цилиндр был максимально качественно (насколько это возможно в рамках той конструкции, на которой вы решите остановиться) очищен от продуктов сгорания и заполнен свежей смесью.
Итак, теперь, когда мы приняли решение по поводу того, что мы будем использовать в качестве пар трения, а также каким у нас будет возвратный механизм — именно на этом этапе мы можем применить технологии машинного обучения! Подобные технологии как раз и предназначены для осуществления (с высокой долей вероятности) прогнозов развития определённых событий и процессов. В нашем случае цель заключается в том, чтобы наш генератор постоянно работал с оптимальной эффективностью и не заглох в ненужный момент.
Благодаря этим технологиям, мы можем обучить нейросеть отслеживать постоянно ряд параметров работы двигателя, и, в отличие от обычных электрогенераторов, известных в быту, анализ функционирования будет происходить не как у них, «тупо и прямолинейно»: упали обороты — значит добавить газу (а то, что генератор вышел за пределы оптимального окна режима работы — за этим никто не следит, и он вполне может заглохнуть).
Вместо этого, в нашем случае отслеживание будет выглядеть следующим образом: «судя по динамике развития событий и показаниям ряда датчиков, ЗАРАНЕЕ ПРОГНОЗИРУЕТСЯ следующая кривая работы генератора».
Таким образом, интеллектуально «подруливая» генератором, когда та же самая катушка генератора может использоваться ещё и в качестве электродвигателя (упали обороты – «поддали газку» катушкой, т.е. — ускорили поршень), мы можем создать очень современное устройство (по технологиям).
Для этих целей вижу рациональным — использование подхода TinyML (машинное обучение на микроконтроллерах), — когда полноценная нейросеть запускается даже на маленьком чипе, вплоть до Attiny85, esp32.
Вкратце, в двух словах, как происходит работа: на микроконтроллер загружается библиотека с нейросетью, в процессе обучения корректируются коэффициенты между слоями нейросети, после чего она может уже полноценно предсказывать с высокой долей вероятности будущие события и их характеристики (скоро заглохнет или работает хорошо; что нужно, чтобы при заданном энергопотреблении — сохранить частоту работы поршня и т.д.).
Чтобы ознакомиться с применением нейросетей на базе esp32, вы можете пройти вот по этой ссылке, где собрано большое количество тщательно разобранных примеров.
Применение нейросетей для контроля двигателей внутреннего сгорания, в частности, линейных двигателей внутреннего сгорания, является весьма интересной инженерной задачей, примеров которой в мировой практике — мне не приходилось видеть (несмотря на довольно тщательные поиски). Так что вы вполне можете быть первыми в этой сфере!
Завершая свой рассказ, я надеюсь, что смог обзорно сформировать у вас понимание этой области, что позволит вам относиться к ней следующим образом: как нет раз и навсегда определённых авторитетов, так и нет идеальных «финальных» решений. Я специально не слишком углублялся в тонкости самодельного построения каждого типа двигателя, так как иначе статья увеличилась бы раз в 10 в размерах :-). Я полагаю, что если вас заинтересовала тема, вы можете для себя достаточно быстро выяснить все требующиеся моменты на профильных форумах и сайтах.
Вы вполне можете комбинировать рассмотренные в статье подходы, либо даже придумать какие-то свои, для достижения, на мой взгляд, главной цели — создания мощного и компактного источника энергии. Наиболее реализуемым для самодельщика мне видится — линейный двигатель внутреннего сгорания. Хотя, если вам было просто интересно почитать мою статью, и вы расширили свой кругозор, либо же задумали по итогам прочтения собрать свой собственный Ленуар — я тоже вполне буду доволен этим результатом.
Удачи вам в творчестве!
P.S. А чтобы вам легче думалось, — вот ссылка, с множеством реализованных линейных генераторов, по годам и кто сделал. Последний громкий проект — 2020 год. Может, ваш станет «проектом года 2022»? ;-). Ну и ещё раз — их главные преимущества.
Кстати, проект 2020 года — как раз разрабатывает подобные генераторы в качестве компактного источника питания для роботов, дронов, силовых экзоскелетов, гибридных мотоциклов и не только.
P.P.S. Под термином «Большой ПЭ» в заголовке статьи имеется в виду непереводимая игра слов, частенько встречающаяся на форумах выживальщиков, и подразумевающая под собой некое глобальное событие :-)
Комментарии (65)
Talug
07.07.2022 12:55+14Для общего развития очень круто.
Для "случая Большого ПЭ" бесполезно т.к. 1) не обеспечивает тишины (согласитесь, если вокруг будут шнырять и искать выживших, то надо продумать очень хорошую систему шумоподавления в домике в лесу); 2) как бы нужно иметь или запас деталей (а если они есть, что мешает найти и сам двигатель уже готовый?); 3) нужно продумывать логистику по доставке топлива для этого самого двигателя.
Так что вывод - самое эффективное во всех смыслах - водяное колесо. Делается из подручных материалов одним топором, просто починить, требует проточную воду (которая в любом случае нужна как ресурс)
Jian
07.07.2022 13:48+1Для увеличения мощности колесо требует, весьма приметную плотину.
Talug
07.07.2022 14:03+3Сколько вам нужно мощности?
Для целей автора:
...экзоскелеты, роботы, разнообразные электрические виды транспортных средств. Всё это базируется на необходимости доступа к соответствующим источникам питания и, в то же время, ограничивается их отсутствием. Однако всё может стать ещё хуже, если традиционные источники питания станут вдруг недоступны, по тем или иным причинам.
Обычного ДВС явно маловато. Тем более в DIY исполнении. А для:
Ещё одним интересным вариантом может быть изготовление альтернативного источника питания для уже существующих устройств, — например, для дронов.
Колеса без весьма приметной плотины вполне хватит. Вариантов, выдающих 200кВтч/месяц вполне хватает.
Nbx
07.07.2022 17:41+2У ДВС есть принципиальный недостаток — необходимость в топливе. На сколько нибудь значимых временных отрезках, оно закончится. Можно конечно какой-нибудь рапс растить и масло выжимать для дизеля, но это надо реально заморачиваться.
Ну а настоящий выживальщик — тот кто заранее купит солнечных панелей, ветряков с генераторами и если есть речка — то конечно и водяное колесо (два).
Плюс — то что можно и без преобразования в электричество много полезного можно получить.Как пример Егоров
Talug
07.07.2022 20:37+2Да, вот Максим точно тот, с кем рядом хотелось бы оказаться в случае "большого ПЭ"
bbs12
07.07.2022 18:55+6Для "случая Большого ПЭ" нужно идти другим путём - уменьшать свои аппетиты и энергопотребление устройств, и использовать солнечную энергию и элементы Пельтье, у которых гигантский ресурс и есть возможность напрямую жечь всё что горит и перегонять в электричество.
требует проточную воду
Я смотрю на людей в подвалах Мариуполя и не вижу там больших количеств проточной воды.
DrPass
08.07.2022 00:05+1Тишина — бог с ней, голодные бандиты тщательно просифонят окрестности и так. Поэтому для случая большого ПЭ надо иметь несколько друзей с автоматами. Самое сложное — это добыча топлива. Нефтянка, ясное дело, накроется, а добывать нефть без сложного оборудования, как в 19 веке, уже нельзя. Поэтому двигатель в любом случае надо делать с расчётом, что топливом будет или газген, или спирт.
R7R
07.07.2022 13:10+6Статья интересная, но есть нюанс — как показали последние события, в случае БП таки настанет БП, для всех и без вариантов.
А как DIY — весьма неплохо.
Sancho_SP
07.07.2022 13:43+7Восстанавливать двигатели от газонов для серийных генераторов на два порядка проще. И двигателей таких больше, чем «хлама» для обсуждаемых поделок. Хватит и полковой рембазы.
А вот что бы что-то произвести из нештатных заготовок, нужен уже полноценный завод.
DAN_SEA Автор
07.07.2022 14:51Верно. Но когда знаешь в деталях, "что такое двигатель" - то можешь его собрать из ... и палок :-)
IvanPetrof
07.07.2022 15:08+1С одной стороны — да. Но с другой — может возникнуть пара не очевидных нюансов.
Недавно ездил на отдых на дикое побережье (без интернета). И, к своему стыду, не смог построить устойчивый воздушный змей, чтобы развлечь детей. Хотя были все материалы (лишние лёгкие палочки от палатки, бечёвка, рулон упаковочной плёнки и синяя изолента)
arheops
08.07.2022 01:01+2Возможно, вы просто пробывали сделать «совецкий», прямоугольный. Он в принципе неустойчивый.
Если делать ромбовидный — его можно реально за 5 минут из кустов и мешка для мусора сделать устойчиво, пробывал.
Изолента не нужна. Нужна бичевка, легкий материал(мусорные пакеты — ок) и более-менее крепкие ровные ветки меньше 1см толщины(хорошо подходит акация — куст, лещина, камыш, осина).
Хвост делается из бечевки и листьев/пакетов через метр до тех пор, пока не станет устойчивый.IvanPetrof
08.07.2022 06:49ага, сначала советский (у меня в детстве такой был). Потом попробовал что-то в виде ромбовидного (сместив перекрестие из центра ближе к краю. Стало чуть лучше, но не полетело. Не хватило терпения на эксперименты с хвостом. И не было понимания как правильно крепить бечёвку к рейкам — угол атаки там и всё такое).
А был бы интернет, я бы сразу понял где у меня косяк.
Вот я и говорю. Одного представления без практики — мало. Если человек и в мирной жизни занимается изготовлением ДВС с нуля — он сможет. А если «теоретик», то на первых N попытках у него будут получаться только внешне похожие, но не рабочие макеты (и спросить не у кого, т.к. БП)arheops
08.07.2022 13:06Ромбовидный надо приблизительно отбалансировать по площади справа-слева и по весу(обрезать палку пока на средней не лежит, не качаясь). Недостатки балансировки убираются сами собой за счет провисания веревок и полотна.
Дальше просто хвост добавлять. Там даже угол уздечки не важен, у меня летал просто на Y образной.
Если некогда балансировать, привязываете мини-хвостики на края горизонтальной балки, они выставят полотно под тем углом, в котором будет баланс.
А прямоугольный мало того, что неустойчивый, так он еще должен быть сбалансирован по двум осям одновременно.
Единственное преимущество прямоугольного — при наличии идеальных реек его площадь больше и он летает не при 5мс, а при 4.8. Что, в общемто, пофигу.
Sancho_SP
07.07.2022 15:12Сомнительно. Для обработки металлов нужен некий станочный парк. Для ремонта и восстановления - гораздо более простой, чем для изготовления с нуля.
R7R
07.07.2022 20:56Для обработки металлов нужен некий станочный парк. Для ремонта и восстановления — гораздо более простой, чем для изготовления с нуля.
Увы, нет. Единственный «плюс» восстановления — станков каждого типа потребуется меньше.
vtal007
07.07.2022 15:46На случай большого "Пэ" не до двигателей внутреннего сгорания будет
vvzvlad
07.07.2022 17:44Специалисты по выживанию в условиях большого П в треде. Скажите, сколько больших П вы пережили?
vtal007
07.07.2022 17:51+7Лично я нисколько. Вот в соседней стране, благодаря нашей стране, вполне себе происходит (в разных частях разной степени "П". Где-то побольше, где-то поменьше)
Можете про Помпею почитать. Было ли им до сборки агрегатов в их локальный большой "П"
R7R
07.07.2022 20:48+1Можете про Помпею почитать. Было ли им до сборки агрегатов в их локальный большой «П»
Сейчас тема БП стала прерогативой сферы развлечений — кино, игры… увлекательный, суровый но интересный мир. Отсюда и подход.
Правда, все понимают, что рыскать по пустошам и собирать с полок супермаркетов годные продукты 200-летней давности — это, конечно, фантастика. Но захватывающе и как бы слегка реалистично.
(Дело дошло до того, что мне стали попадаться люди (17-18 примерно лет), искренне считающие, что после БП можно реально выжить в метро :)
На мой взгляд, более-менее реальный постап описан в классической книге Робера Мерля «Мальвиль» (книга, а не ее экранизация 1981 года, это важно :)
Там четко дан набор параметров, необходимых для выживания и хорошо проанализированы те трудности, с которым придется столкнуться выжившим.
Единственная явная натяжка в книге — отсутствие радиации после ядерной войны.
(сейчас бы, наверняка, Робер Мерль дал бы намеки не на «чистую» бомбу, а на рухнувший с небес астероид, но в 1972 эта тема еще не набрала достаточной популярности)
Aleksandr-JS-Developer
07.07.2022 22:25Уровень радиационного загрязнения (в нескольких км от эпицентра) у большинства бомб, различной мощности, держится в районе смертельного уровня от нескольких часов до недели.
Потом ещё немного времени проходит до понижения до уровня "немного выше нормы".
Это, конечно, зависит от типа бомбы, погоды, местности и высоты при детонирования заряда.
Но яо, в первую очередь, о "повысить температуру воздуха до 100C над землей в радиусе %мощность*(куча формул)%км, а строения снести ударной волной", а радиация - побочка.
Кстати, пресловутая ядерная зима, по расчётам (уже опровергнутым или подверженным серьёзным сомнениям - не припомню), произойдёт от чрезмерного загрязнения атмосферы частицами из-за горящих городов.
В целом, человечество столкнётся с самой великой трагедией и человеко-смертей, но не вымрет однозначно. Даже близко.
А про съедобное печенье или годный бензин в заброшенной, 30 лет назад, заправке - это да, каждый раз как ветка в глаз. Как в играх, так и в кино.
R7R
07.07.2022 23:18+1Уровень радиационного загрязнения (в нескольких км от эпицентра) у большинства бомб, различной мощности, держится в районе смертельного уровня от нескольких часов до недели.
Я не спец в этих вопросах, но из курса ГО сорокалетней давности (из дочернобыльских времен) помню, что с этим далеко не так все радужно.
После Чернобыля, к слову, добавилась инфа об активных частицах и их влиянии на дальнейшую жизнь человека.но не вымрет однозначно. Даже близко.
Я бы не был столь оптимистичен.
В период ВОВ, по словам тех, кто был в оккупации и выжил — самыми страшными были те три дня (в их городе), когда наши уже ушли, а немцы еще не пришли.
Вот тогда в городе был чистый фоллаут во всех смыслах — т.е. реально полный беспредел.
В случае БП может быть два варианта — либо жесточайшая тирания власти (те самые «массовые расстрелы») либо полный беспредел — для всего уцелевшего человечества, без исключений.
В первом случае «построить двигатель» не получится — так как его изобретателя-конструктора тут же либо заберут в армию, либо отправят в шарашку.
Во втором — все отберут и (с развлечением для себя) прикончат.
Причем тезис «чур, я в домике!» тут никак не поможет — найдут и в глухой тайге и в горах. Про более удобные места для жизни и речи нет.
(даже если кто-то и сумеет где-то хорошо спрятаться, и при этом затарится консервами на годы вперед — его прикончит отсутствие необходимых лекарств и квалифицированной медицинской помощи)arheops
08.07.2022 01:06Радиационное загрязнение вас убьет сильно позже, чем другие факторы выживания. Все же прямо вот для лучевой болезни надо быть очень близко к эпицентру.
RMavrichev
08.07.2022 10:19Не забывайте, что заряды , применённые США на практике по Японии , были одноступенчатыми и небольшой мощности (по современным меркам).
Актуальные заряды трёхступенчатые, и примерно в 15 раз мощнее, с соответствующим выходом продуктов деления (главным образом, с третьей ступени).
Да и по АЭС в день "П" тоже прилетит, а что бывает при разрушении корпуса реактора и выходе активности наружу - наглядно показали Чернобыль и Фукусима. Всяческие химпроизводства в этом смысле не сильно лучше.
R7R
07.07.2022 21:12+5Скажите, сколько больших П вы пережили?
Ну, 90-тые-то пережили многие.
Когда закрывались предприятия, а инженеры шли на базар — кто торговать, а кто таскать там мешки и ящики.
При этом в нашей местности еще и начались свои локальные БП — например, ежедневные многочасовые отсутствия света (не страшно, да? А прикиньте — 300 тысячный район города, застроенный 12-16 этажками, в которых вместо газа — электроплиты, а вода выше первого этажа поступает только при работающем электронасосе в бойлерной. Отопление, естественно, без электричества тоже не работает).
И вот уже наш безумный Макс по несколько раз в день тягает ведра с водой на 16 этаж, пешком, естественно («Mad Max» здесь — это ник, данный нами американцу, которого нелегкая занесла в наш дом как раз в те самые времена — он искал для себя «русскую жену» и влип в процесс водоснабжения квартиры своей суженой. После чего (он выдержал ровно три дня) человек разразился бурной речью на тему «Так жить нельзя!» и сказал, что заберет свою женщину в Америку в любом случае — хотя бы из элементарного гуманизма :)vvzvlad
07.07.2022 21:51+1При этом в нашей местности еще и начались свои локальные БП — например, ежедневные многочасовые отсутствия света
И вот уже наш безумный Макс по несколько раз в день тягает ведра с водой на 16 этаж, пешком, естественно
не до двигателей внутреннего сгорания будет
Т.е. у вас в голове связи между «нет света» и «если сделать двигатель, то можно выработать немного электричества на свет/связь/воду/етс», я правильно понимаю?R7R
07.07.2022 23:34Т.е. у вас в голове связи между «нет света» и «если сделать двигатель, то можно выработать немного электричества на свет/связь/воду/етс», я правильно понимаю?
Я инженер (в прошлом) с 15-летним стажем реальной работы инженером — и отлично понимаю уровень возникающих в такой ситуации проблем :)
Подумайте и вы — вам нужно будет сделать двигатель с генератором способный обеспечить электроэнергией (упростим задачу) один 16 -этажный дом (это 95 квартир минимум).
Свет, лифт (лифт в 12...16-этажке — отнюдь не роскошь), насос для подачи воды до верхнего этажа, насос для подачи горячей воды для отопления (не для мытья — это уже роскошь. Бойлер для нагрева воды для отопления дома, так быть — пусть работает на дровах :)
И электроэнергия для 95 электроплит.
Вопрос — какую мощность должен выдавать ваш генератор, какой мощности должен быть двигатель для его привода и какое количество горючего потребуется для его работы?
(предупреждаю сразу — деревянное водяное колесо эту нагрузку не потянет)
Конечно, есть и вариант — «я все делаю исключительно для себя, любимого и делиться не с кем не буду».
Ну так к вам тут же придут жильцы тех самых оставшихся 94 квартир и попросят поделится тем, что вы имеете.
(напомню — случился БП, полицию уже звать бесполезно :)vvzvlad
07.07.2022 23:36+1Подумайте и вы — вам нужно будет сделать двигатель с генератором способный обеспечить электроэнергией (упростим задачу) один 16 -этажный дом (это 95 квартир минимум).
Читая украинские хроники — там уже зарядить телефон счастье, потому что там книжки и иногда связь. Так что ваш тезис «или весь дом с 95 электроплитами или ничего» не очень верен — даже десяток-другой ватт электричества уже хорошо, а если это пара сотен на насос — то вообще замечательно.DAN_SEA Автор
07.07.2022 23:40+1Читая украинские хроники — там уже зарядить телефон счастье, потому что там книжки и иногда связь. Так что ваш тезис «или весь дом с 95 электроплитами или ничего» не очень верен — даже десяток-другой ватт электричества уже хорошо, а если это пара сотен на насос — то вообще замечательно.
Плюсанул :-). И добавлю к этому: Ленуар можно сделать даже при наличии весьма кривых рук. И он будет работать даже с чудовищными допусками. Питаем от газогенератора на основе пиролиза дров (тоже собран кое-как, лишь бы лишь бы). И вуаля- у нас условно много электричества. Генератор- любой движок/стартер от авто и т.д и т.п.
DAN_SEA Автор
07.07.2022 23:46И еще малость в добавок: нету генератора? добываем электричество при помощи электрофорной машины. Собрана вообще из хлама: глиняные диски. Но тут эту мысль ещё надо малёк додумать (если пользовать в качестве генератора для питания устройств). В другой статье я разбирал вероятность такой генерации, правда, для других целей: https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/589095/
begin_end
08.07.2022 01:05Электрофорная машина и прочие электростатические методы получения электричества имеют весьма низкий кпд в малогабаритных установках (одно дело, когда низкий кпд у элементов Пельтье на тепловой энергии, другое — когда впустую тратим куда более ценную низкоэнтропийную механическую энергию). Даже у огромных генераторов Ван де Граафа, построенных на этом принципе ток исчисляется единицами миллиампер, а кпд в лучшем случае до 20%. Плюс, напряжение у электростатических генераторов в идеале стремится к бесконечности (ведь разделяем заряды), а на практике падает до значений, определяемых потерями на электризацию воздуха и утечки в изоляторах. Будет в диапазоне десятков тысяч вольт. Преобразовать-понизить это напряжение весьма сложно, а без понижения оно пригодно лишь для питания газоразрядных источников света.
Электрофорная машина полезна не для постапокалипсиса, а для «попаданцев» в технически неразвитые миры или прошлое. Дополнительно отмечу, что электрофорная машина — капризное устройство даже при сборке из качественных материалов (и без того малый кпд капитально падает при росте влажности воздуха). Кто хочет сам убедиться в этом — пусть просто попробует самостоятельно собрать ее и магнитный электрогенератор для сравнения.
В самоделках уж лучше электромагнитизм, так как магнитов и проводов наделано в избытке. Как и готовых движков (почти любой электродвигатель это электрогенератор, если его покрутить… а тот, что «не любой» станет им после небольшой переделки).
IvanPetrof
08.07.2022 12:49+1прям интересно стало. если в условиях БП так просто собрать дВС из г и палок, то наверное прям сейчас, когда ещё нет БП, под рукой куча работающих электроинструментов, собрать такой двиг вообще не проблема? поднимите руку, кто собрал? а без интернета?
Лично меня бы хватило только на простейший ветряк или водяное колесо. Не более.
думаю, без электроплиты и лифта я обойдусь.DrPass
08.07.2022 14:23Практически, в условиях БП сами по себе ДВС как раз вряд ли будут дефицитом в последующие несколько десятилетий. Каким бы тот БП не был, вряд ли существующие миллиарды транспортных средств (включая и лежащие на свалках, но пригодные к восстановлению) все разом куда-то испарятся. Вопрос будет больше в топливе.
R7R
08.07.2022 14:55включая и лежащие на свалках, но пригодные к восстановлению
Для доставки двигателя со свалки (или просто с улицы, где стоит разбитое и брошенное ТС) нужны ПТУ и другой транспорт.
(в свое время был свидетелем проведения разборки и обслуживания двигателя «копейки» прямо в частном гараже и слегка представляю характер и число возникающих при подобных работах проблем :)
Плюс неизбежный дефицит некоторых запчастей, особенно с учетом обилия электроники в современных авто (электроника в обычных авто дохнет сама по себе, а уж при воздействии поражающих факторов БП — особенно)DrPass
08.07.2022 15:15и другой транспорт
Другим транспортом в условиях БП вполне успешно может быть и телега с парой мускулистыхрабовколлег.Плюс неизбежный дефицит некоторых запчастей, особенно с учетом обилия электроники в современных авто
На самом деле нет, вполне возможно запустить практически любой двигатель в условиях кустарной мастерской, выкинув умную электронику и заменив её на электромеханический колхоз. Да, он будет работать далеко-далеко от своего эффективного режима, но как минимум, будет работать куда лучше самодельных двигателей Ленуара.
R7R
08.07.2022 15:56Другим транспортом в условиях БП вполне успешно может быть и телега
Я давно не встречал телег на дорогах.с парой мускулистых рабов колле
Вес двигателя авто Москвич 412 составлял 120 кг. Двух людей там было бы мало.выкинув умную электронику и заменив её на электромеханический колхоз.
Это не в каждом сервисе (даже авторизованном) смогут сделать, о тех, кто будет это делать по нужде и внезапно — и речи нет
(и интернета после БП тоже нет)
DrPass
08.07.2022 16:23Я давно не встречал телег на дорогах.
Телега — это не нечто, что нужно покупать в магазине. Это делается с помощью топора, ножовки и молотка при необходимости.Вес двигателя авто Москвич 412 составлял 120 кг. Двух людей там было бы мало.
Да, но по оценкам учёных, в пятом тысячелетии до нашей эры изобрели колесо. С тех пор 120 кг доставить до места назначения может даже транспорт с двигателем мощностью в 1 человеческую силу :)Это не в каждом сервисе (даже авторизованном) смогут сделать, о тех, кто будет это делать по нужде и внезапно — и речи нет
Это может сделать практически любой слесарь, знакомый с общим устройством ДВС, и имеющий работающий сверлильный станок, инструменты для нарезки резьбы, а также ножовку по металлу. Вы так думаете, что у всех выживших вместе с цивилизацией и мозги отвалятся, что ли?
Любой колхозник почему-то может отремонтировать свою копейку, а вы считаете, что прикрутить корявую конструкцию из швеллеров к движку и посадить на неё самодельный трамблёр — это какая-то суперская наука. Да, наверное многие ИТшники без интернета точно вымрут :)
R7R
09.07.2022 02:00Телега — это не нечто, что нужно покупать в магазине. Это делается с помощью топора, ножовки и молотка при необходимости.
Как говорится — флаг вам в руки.
Попробуйте сделать телегу самостоятельно, вас ждет много интересного и неожиданного.С тех пор 120 кг доставить до места назначения может даже транспорт с двигателем мощностью в 1 человеческую силу :)
Опять же — но проблем. Берете тачку, грузите в нее 120 кг и перемещаете ее хотя бы метров на 500.
У меня был опыт с часто ломавшейся стиралкой Вятка-Автомат (12 или 16, не помню уже).
Нас было трое мужиков, а стиралка весила всего 100 кг и имела удобную прямоугольную форму (и лифт в доме работал)
Тем не менее мы с ней пое… не хуже, чем те ребята с башней от танка из анекдота (прим. стиралку надо было вынести, потом — после ремонта занести, и так несколько раз в течении полугода (ломалось каждый раз разное :)
Это нас трое было.
А одному еще интереснее — обычное дело, отвезти в сервис МФУ (500х500х500 мм), весом всего лишь в 20 кг.
Причем на колесах — есть такие раскладные двухколесные тачки, специально для подобных случаев… таки попробуйте :)Это может сделать практически любой слесарь, знакомый с общим устройством ДВС
У вас крайне идеализированное представление о слесарях (когда-то их у меня под рукой был целый цех :)
R7R
08.07.2022 14:28Так что ваш тезис «или весь дом с 95 электроплитами или ничего» не очень верен
Тут фокус в том, что одиночка в условиях БП обречен.
(был такой американский фильм 1983 года, как раз про БП — The Day After («На следующий день»), там есть эпизод, когда крутой вооруженный фермер пытался отстоять свои права, очень реалистично снято)
Так что для выживания придется, волей-неволей, а создать довольно большую группу людей (да, «племя», именно так). И в первом приближении это будут жильцы одного многоэтажного дома, (или жильцы одного квартала частных домов) так как это самый простой и быстрый вариант. Потом может быть по разному, но начнется именно с этого.
И тут же лидерам этой группы людей придется решать вопросы безопасности, снабжения и питания своего нового племени.vvzvlad
08.07.2022 15:49Тут фокус в том, что одиночка в условиях БП обречен.
Так что для выживания придется, волей-неволей, а создать довольно большую группу людей (да, «племя», именно так). И в первом приближении это будут жильцы одного многоэтажного дома, (или жильцы одного квартала частных домов) так как это самый простой и быстрый вариант. Потом может быть по разному, но начнется именно с этого.
Простите, не успеваю за полетом вашей мысли. Как вы из «одиночка обречен, надо собираться в группы» сумели вывести «если вы делаете генератор, то обязаны запитать все электрические плиты в доме»? Зарядить телефон/радио/рацию — это уже офигеть какая прибавка к безопасности, и на это хватит ну чего угодно.
Ну и не могу не посмеяться на тем, что в комментариях появилисьстарые опытные камикадзеэксперты по выживанию в БП, абсолютно кристально знающие, что именно потребуется людям в БП, хотя ни одного БП они не пережили. Я вот не знаю, например. Могу лишь надеяться, что некоторые инженерные и медицинские навыки могут пригодиться, в том числе и по получению электричества. А они знают.R7R
09.07.2022 02:16Простите, не успеваю за полетом вашей мысли.
Тезисно, по пунктам:
1) Одиночка при БП — обречен (любой выходец из убежища, рискнувший заснуть в одиночестве где -то в Пустоши, имеет все шансы проснутся даже не в желудке Когтя смерти, а в вульгарном брюхе кротокрыса :)
Хотя фильмы и игры на тему и пытаются убедить нас в обратном.
2) Коллективное выживание требует совместных, скоординированных усилий. Поэтому, если кому-то пришла в голову (достаточно безумная) идея сделать генератор — этот генератор должен будет обслуживать всех членов коллектива. Или же он не будет обслуживать никого.
Кстати, готовить еду на костре, скорее всего будет не на чем — мебель и книги кончаются очень быстро (да и толку от ДСП-шной мебели очень немного), а деревьев в городах, для таких целей, очень мало (а леса, как обычно, сгорят ярким пламенем при БП, как минимум по причине того, что их некому будет тушить)Зарядить телефон/радио/рацию — это уже офигеть какая прибавка к безопасности, и на это хватит ну чего угодно.
Ох уж это поколение Z :)
Телефон и радио основаны на безотказной работе соответствующей инфраструктуры, без нее работать ничего не будет.
Рация хороша лишь тогда, когда есть другие рации, с которыми можно связаться и толку от нее будет мало, если на том конце будут точно такие же бедолаги, а не служба спасения.абсолютно кристально знающие, что именно потребуется людям в БП, хотя ни одного БП они не пережили.
См. выше — относительно большой П пережило довольно много людей.
И полученный при этом опыт вполне достаточный, что бы видеть перспективу.vvzvlad
09.07.2022 15:46Поэтому, если кому-то пришла в голову (достаточно безумная) идея сделать генератор — этот генератор должен будет обслуживать всех членов коллектива. Или же он не будет обслуживать никого.
Идея о зарядке общей рации вам в голову не приходит?Телефон и радио основаны на безотказной работе соответствующей инфраструктуры, без нее работать ничего не будет.
Рация хороша лишь тогда, когда есть другие рации, с которыми можно связаться и толку от нее будет мало, если на том конце будут точно такие же бедолаги, а не служба спасения.
Инфраструктура радио — довольно простая, и на основе военных баз может существовать десятилетиями. Рации — это коммуникации и между членами группы.
Странная у вас перспектива, отрицающая возможность какого-либо другого БП, отличного от вашего восприятия.R7R
09.07.2022 16:59Идея о зарядке общей рации вам в голову не приходит?
Похоже, что и с рациями вы никогда не имели дело.
Армейские рации, которые мне приходилось таскать на себе (например, весьма тяжелую (почти 20 кг) но хайтечную, по тем временам, Р-107М) работали от аккумуляторов и имели весьма ограниченный радиус действия.
Причем аккумы были на 2,5 вольта и просто так (без подготовки и изучения) зарядить и обслуживать их было нельзя.
Кроме переносных, были и бортовые, для питание которых использовались мобильные электростанции с генераторами, на базе автомобилей Урал.
Плюс АФС, которые нужно уметь правильно разворачивать (тоже не самое простое дело).
Т.е. профессиональные рации — это таки для специалистов, а все прочее — не более чем игрушки с очень ограниченной дальностью связи.Инфраструктура радио — довольно простая
Нет конечно. У меня был сосед, простой, обычный радиолюбитель, его антенна стояла на крыше пятиэтажки и поражала всех жильцов своими космическими размерами (масса жалоб от населения типа «5ж сжигает мозг»)и на основе военных баз
Тут при БП есть два варианта:
1. Война
2. Катастрофа природного характера
При первом варианте никаких военных баз не будет с первого же дня.
(При втором будет еще хуже :)Странная у вас перспектива, отрицающая возможность какого-либо другого БП, отличного от вашего восприятия.
Я надеюсь узнать от вас третий вариант БП.
vvzvlad
09.07.2022 17:14+1Похоже, что и с рациями вы никогда не имели дело.
Армейские рации, которые мне приходилось таскать на себе (например, весьма тяжелую (почти 20 кг) но хайтечную, по тем временам, Р-107М) работали от аккумуляторов и имели весьма ограниченный радиус действия.
Причем аккумы были на 2,5 вольта и просто так (без подготовки и изучения) зарядить и обслуживать их было нельзя.
Кроме переносных, были и бортовые, для питание которых использовались мобильные электростанции с генераторами, на базе автомобилей Урал.
Плюс АФС, которые нужно уметь правильно разворачивать (тоже не самое простое дело).
Т.е. профессиональные рации — это таки для специалистов, а все прочее — не более чем игрушки с очень ограниченной дальностью связи.
1)Я имел дело с военными рациями
2)Их было сложно зарядить
3)Поэтому(!) остальные рации не имеют смысла
Ясно. Уровень дискуссии «я специалист по БП, я вам сразу скажу что вам не имеет смысла иметь никакого техники кроме одобренной мной лично» понятен.
Я так и представляю, как вы с группой, найдя на складе коробку баофенгов, выбрасываете их со словами «игрушки, фи, давайте дальше искать армейские»
Остальные аргументы примерно такие же — возражение на «инфраструктура радио простая» у вас почему-то в виде соседа-радиолюбителя, хотя совершенно непонятно, как этот сосед доказывает, что инфраструктура радио сложная. Сложная — это мобильная связь, когда вам нужна и БС, и питанием ей, и трансмиссия, и ядро сети, и биллинг, и сим-карты. А радио, как правильно вы привели в пример соседа, может обслуживаться одним человеком, был бы генератор, передатчик, да антенна хорошая.
Про два варианта БП, в одном из которых военных баз не будет, почему-то, с первого дня — тоже что-то странное. В случае войны-то, ага, не будет. Это крупных городов может не быть, а мелкие базы а-ля «20 человек обслуживают склад» прекрасно будут — и запасы у них есть, и в боевых действиях они не участвуют, и оружие есть, отбиться от соседей, и цель слишком мелкая, чтобы тратить что-то мощное.
Мне не хочется продолжать диалог, потому что вы пишите какую-то чушь. Давайте на этом закончим.
R7R
09.07.2022 17:31Ясно. Уровень дискуссии
Мне все же хотелось бы узнать, с каким именно специалистом я имею дело.
Со мной-то все просто: 1,5 года службы в армии (после тех. вуза без военной кафедры) с черными петличками «связиста», затем курсы подготовки офицеров запаса (как результат — запрет на интуризм на 15 лет :)
Кстати, именно на этих курсах нам и рассказали, как именно будет происходить БП по первому варианту (нет, подробностей не будет — зачем умножать скорбь в этом мире :)
В части же я был начальником станции (должность прапорщика, но прапоров не хватало), в состав которой входила и передвижная электростанция (ее генераторы работали от волговских движков, как раз в тему :)почему-то в виде соседа-радиолюбителя, хотя совершенно непонятно, как этот сосед доказывает, что инфраструктура радио сложная.
Это доказывает, что инфраструктура радио достаточно сложна даже на уровне радиолюбителя. Про что-то более продвинутое и речи нет :)А радио, как правильно вы привели в пример соседа, может обслуживаться одним человеком, был бы генератор, передатчик, да антенна хорошая.
Так антенну он не один ставил :)
А так на нормальную радиостанцию нужно как минимум пять человек, один не справится. Даже носимую Р-107М поочередно несли солдаты всего отделения, бо надо было далеко (3..6 км) и быстро. А там 20 кг, напомню :)Это крупных городов может не быть, а мелкие базы а-ля «20 человек обслуживают склад» прекрасно будут
Вы не поверите :)потому что вы пишите какую-то чушь.
Так вы не в теме, отсюда и сложности понимания :)
vvzvlad
09.07.2022 17:43+1Кстати, именно на этих курсах нам и рассказали, как именно будет происходить БП по первому варианту (нет, подробностей не будет — зачем умножать скорбь в этом мире :)
Ааа, поэтому вы и решили, что других вариантов БП и быть не может, я правильно понял? «Есть мнение прапорщика и неправильное». Есть еще мнение генерала, которое автоматически заменяет мнение у прапорщика, поэтому вам для того, чтобы спорить с человеком, жизненно важно знать его регалии — если они ниже ваших, то он ничего не понимает, если он выше — то к его мнению надо прислушаться.
А пользоваться логикой и допускать, что в мире могут существовать разные варианты БП, от террористов с биологическим оружием, до метеорита, извержения вулкана или вспышки на солнце, ломающей большую часть электроники — это слишком, «нам на офицерских курсах рассказали, как именно будет, я вам не расскажу, но я теперь знаю».
Да, сорян, я не в теме тогда, на офицерских курсах не был, доступа к тайному знанию о будущем не имею, поэтому вынужден рассматривать любые варианты.
Просто мне в споре мне не очень важно, с каким именно специалистом я имею дело, пока спор идет на уровне логики, и я могу понять логику другой стороны. Если завтра мне в комментарии придет слесарь и логически мне докажет, что я ошибаюсь в чем-то в той области, где я специалист, мне и в голову не придет спрашивать его «простите, а вы специалист по электронике или нет?», я скажу «сорян, я ошибся» и пойду покурю матчасть.
Диалог на сим заканчиваю, можете считать, что я слился и признал ваше превосходство (у меня курсов-то для посвященных не было, я профан).
R7R
09.07.2022 18:46«Есть мнение прапорщика и неправильное».
Да нет, есть военные науки и научно-практические разработки в этой области (есть даже диссертации на тему :) Правда, там все под грифом.
В этой сфере работают очень умные люди (которые, конечно, могут и ошибаться, не без этого).
А генералы и прапорщики обычно командуют, не вникая в тонкости. По разработанной для них методике.разные варианты БП, от террористов с биологическим оружием, до метеорита, извержения вулкана или вспышки на солнце,
Я вас просил дать третий вариант БП (метеорит, извержения вулкана или вспышка на солнце — это второй, я об этом написал выше).
Вы так дали — «терроризм».
По счастью, террористы могут устроить только локальный П, что, собственно, постоянно и происходит в реале (в отличии от предполагаемых 1 и 2 вариантов).
Причем если заглянуть в историю, этот процесс начался очень давно, по меньшей мере еще во времена ассасинов (это XI−XIII века) и не привел пока к ситуации БП, так как на каждую… есть свой винт с резьбой.как именно будет, я вам не расскажу
В перестройку в букине я встречал книги на тему, проходившие в свое время как ДСП и кем-то таки сданные в магазин в эпоху всеобщей гласности.
Там было не все, но многое, вы можете поискать эти тексты на просторах Интернета.мне и в голову не придет спрашивать его «простите, а вы специалист по электронике или нет?»
Так вы специалист по электронике? (вспоминая блоки на наших станциях, собранные на микросборках :)
begin_end
09.07.2022 18:30+1Надежное применение малогабаритных раций типа Baofeng на самом деле ограничено дистанциями прямой видимости, типично — до 5км. Конечно, можно связаться и дальше, но это сильно зависит от рельефа и применения дополнительных мер.
При долговременном использовании таких раций встанет проблема источника энергии, АКБ выйдет из строя через 5 лет при простом хранении или через 1-2 года нормальной эксплуатации.
О дальней связи обычному неспециалисту мечтать не стоит. Многие забывают, насколько сложны порой кажущиеся простыми технологии. Радиолюбители на то и любители, что вложили огромное количество времени в любимое занятие. И без покупного оборудования и помощи коллег порог вхождения туда был очень высок. Кроме того, любительские возможности не дадут главное: надежной дальней связи с определенным корреспондентом. Дальняя связь малой мощностью на КВ и особенно УКВ очень случайна, сложнопредсказуема (особенно без доступа к метеоданным, солнечной активности) и в целом требует оборудования посложнее ручной рации, а также умения это все настраивать.
vvzvlad
09.07.2022 18:32+1Надежное применение малогабаритных раций типа Baofeng на самом деле ограничено дистанциями прямой видимости, типично — до 5км. Конечно, можно связаться и дальше, но это сильно зависит от рельефа и применения дополнительных мер.
Так я же и не спорю. Я просто говорю, что существуют ситуации, в которых и на 5км связь — это замечательно.
R7R
09.07.2022 18:49что существуют ситуации, в которых и на 5км связь — это замечательно.
Вне военных действий на 5 км проще послать гонца :)
BobArctor
08.07.2022 10:13+2Вода нужна уже сейчас, а чтобы «сделать двигатель» и запустить всё нужна неделя и всю эту неделю надо что-то пить. В условиях БП не будет времени на праздные развлечения вроде инженерии.
saege5b
07.07.2022 21:51В линейном двигателе надо три камеры сгорания.
Но у линейных двигателей плохая особенность что режим работы прерывисто поступательный: поршень разгоняется, делает работу,полностью останавливается, потом его необходимо разогнать в другую сторону.
В классическом с коленвалом, рабочий орган вращается в одном направлении с постоянной скоростью (при постоянной нагрузке).
Поэтому в линейных двигателях нужен аккумулятор энергии. Для трёх камер встаёт вопрос регулировки остаточного импульса (если генератор заберёт много - сжатие смеси будет слабым, если генератор оставит много - будет излишнее сжатие).
DAN_SEA Автор
07.07.2022 22:34Поэтому в линейных двигателях нужен аккумулятор энергии.
Вот по этой ссылке (в конце статьи ссылка неправильно отображалась - сейчас поправил, там где "их главные преимущества"): https://www.freikolben.ch/en/features-n-faq.shtml
Говорится, что (в переводе): "Двигатель глохнет после пропусков зажигания? В свободнопоршневых двигателях кинетическая энергия накапливается в относительно тяжелых поршнях. Поршень (и) берет на себя функцию несуществующего маховика. Таким образом, пропуски зажигания не останавливают двигатель немедленно"
saege5b
07.07.2022 22:47Ага.
Только нам надо разогнать поршень на коротком участке |> высокое ускорение.
Больше масса - больше нужно энергии на разгон.arheops
08.07.2022 01:08Регулировка генератора как раз проста, меньше ток — меньше забирает. Ток ограничить можно намотанной индуктивностью.
Ничего не мешает к поршню приделать колесо как в обычном двигателе. Как минимум будет не сложнее.saege5b
08.07.2022 08:05маховик, газовый аккумулятор, газовый компенсатор, системы самобалансировки, системы самовыравнивания - и чем оно проще турбированного классического ДВС?
arheops
08.07.2022 12:59Выравнивание будет за счет магнитного поля.
Тут основной прикол в том, что не надо отдельного генератора.
vashu1
08.07.2022 02:42Для действительно гаражного производства реалистично выглядит разве что насос Гемфри http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/nasos-gemfri/ - КПД до 20 с небольшим процентов, минимальные требования к точности!
зажигание происходит не в момент максимального сжатия, а когда поршень уже пошёл в обратную сторону и вдогон его ещё сильнее как бы разгоняет — возникшая вспышка и расширение продуктов сгорания.
Если бы вспышка "его ещё сильнее как бы разгоняла" это было бы замечательно. Проблема запоздавшего зажигания как раз в том что чем меньше сжатие тем меньше вспышка отдаст энергии поршню.
alef13
08.07.2022 10:25+3Автор вместо "Пятнадцатилетний капитан" хотел написать "Таинственный остров", но видимо ошибся. Простим ему это :)
R7R
08.07.2022 14:35Пятнадцатилетний капитан"… «Таинственный остров»
И то, и другое — ненаучная фантастика. Но написано великолепно.
Прим. «Пятнадцатилетний...» фантастичен в том, что можно не различить путь до Южной Америки от пути до южной Африки :)
А «Остров», конечно, гимн инженерии и прогресса, но к реально осуществимым вещам не имеет почти никакого отношения.
alexero
А двигатель Стирлинга?
DAN_SEA Автор
Ну тоже вариант. Просто Стирлинг мне чем не нравится: чтобы с него выжать какую-то более менее человеческую мощность - это должен быть двигатель, где рабочее тело под высоким давлением (хотя бы 200 бар). Что уже само по себе весьма затруднительно.
iboltaev
Из самодельного двс без тщательной пригонки/притирки поршней получится выжать не больше. И еще, стирлинг, являясь двигателем внешнего сгорания, ест любое топливо.
А вообще, для генерации, паровая турбина - ваш бро.