ПАСТИ РЯДОВОГО РАЙАНА

ПАСТИ РЯДОВОГО РАЙАНА
Автор: Александр КРУГЛОВ
14.05.2015
 
АРМИИ БУДУЩЕГО ПЕРЕЙДУТ НА ПОДНОЖНОЕ ТОПЛИВО
 
Ведущие страны мира включились в работу по созданию альтернативных видов топлива. Главным заказчиком исследований чаще всего выступают военные, которые стремятся избавить войска от «топливной зависимости». Появятся ли в ближайшее время танки и самолеты, работающие на водорослях или дровах, разбирался корреспондент «Совершенно секретно».
 
В связи с ограниченностью запасов нефти и газа многие научные подразделения разных стран работают в направлении поиска замены имеющимся энергетическим ресурсам. Гражданские и военные специалисты сегодня пытаются создать универсальные источники. По оценкам экспертов, на сегодняшний день наиболее перспективным является жидкое биотопливо, которое может использоваться для нынешних двигателей внутреннего сгорания (метанол, этанол, биодизель), и газообразное (водород, биогаз).
 
В перспективе с разработкой новых двигателей человечество может вернуться к твердым видам топлива, таким как дрова, щепа, лузга, брикеты, солома, топливные гранулы, но будет использовать его в сотни раз эффективнее. Ученые говорят и о другом направлении: например, существуют планы создать искусственные живые суперматериалы, которые можно будет использовать для следующего поколения механической и электротехнической продукции, самовосстанавливающиеся материалы, возобновляемые виды топлива, более совершенные солнечные батареи.
 
Лидером по использованию альтернативных видов топлива в военных целях являются США. Агентство передовых оборонных исследований Министерства обороны США (DARPA) составило запрос на разработку альтернатив традиционному авиационному топливу. Американцы бьются над этой технологией уже 20 лет. Такое упорство объясняется тем, что данная технология сведет на нет зависимость США от экспортирующих нефть стран, а значит, значительно повысит обороноспособность страны и уменьшит затраты на боевую подготовку и ведение боевых действий.
 
В настоящее время DARPA проводит исследования способов получения сырья для биотоплива из сельскохозяйственных или морских растений. Военные постоянно экспериментируют, пытаются производить биотопливо на базе сои, канолового масла, куфеи и семян льнянки и водорослей. То, что американцы всерьез решили перейти на альтернативные виды топлива, стало очевидно в конце 2009 года, когда ВВС США выделили 2,5 миллиона долларов на строительство Центра топливных исследований для аэрокосмической отрасли (AFRF). Как было объявлено, новый центр будет заниматься разработкой топлива из угля, растений и углеводородов.
 
АМЕРИКАНЦЫ БУДУТ ПРОИЗВОДИТЬ ТОПЛИВО ИЗ ВОДОРОСЛЕЙ
 
Самая известная американская программа по производству альтернативного топлива носит название The BioFuel, изначально она задумывалась как программа по получению биотоплива для военной авиации. Ее целью является разработка промышленного процесса, в котором будет достигаться 60-процентная конверсия растительного масла в авиационное топливо, сходное по характеристикам с применяемым в США углеводородным топливом JP-8, используемым для реактивных двигателей. В интересах этого проекта работают Университет Северной Дакоты, а также ряд других учебных заведений и научно-исследовательских учреждений. Такие задачи поставлены перед частными фирмами Министерством обороны США, которое полностью финансирует соответствующие разработки.
 
В качестве оптимального начального ингредиента для биотоплива рассматриваются различные варианты, однако специалисты DARPA отдают предпочтение морским водорослям как наиболее перспективному направлению. Рассматривается механизм промышленного культивирования с последующей биологической конверсией морского планктона. Сырье для топлива будет выращиваться в искусственных водоемах, размещенных на морском побережье, или собираться с загрязненных водоемов.
 
Процесс переработки представляет собой метановое брожение биомассы с последующим гидроксилированием метана, в результате планируется получить жидкое биологическое топливо – метанол. Военное ведомство США подписало контракты с двумя американскими компаниями – General Atomics и Science Applications International Corporation – на разработку биотоплива из водорослей, которое можно было бы использовать в качестве альтернативного горючего для самолетов, вооружения и военной техники. Общая стоимость контрактов составляет около 35 миллионов долларов. Специалистам компаний предстоит заняться коммерческой и технической адаптацией биотоплива для авиационной техники.
 
Сейчас Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США в партнерстве с фирмой Chevron ведет работу по определению экономической эффективности реактивного топлива из водорослей. Главные условия – новое авиационное топливо не должно уступать по эффективности используемому сейчас авиационному керосину, при этом должно быть значительно дешевле. Очевидно, что экономический вопрос основной, ВВС является крупнейшим в стране потребителем горючего, тратят на него колоссальные средства. Ежегодный объем потребления авиакеросина ВВС США составляет около 9,07 миллиарда литров, что обходится бюджету в 6 миллиардов долларов.
 
ВВС США ПЕРЕХОДЯТ НА БИОТОПЛИВО
 
В настоящее время в США уже запущена программа по переводу всех самолетов на новые виды топлива. Руководство ВВС США планирует к 2016 году все свои самолеты частично перевести на биотопливо, однако когда произойдет полный переход, пока неизвестно. Но уже есть планы, что все военные самолеты должны получить сертификат пригодности для использования биотоплива.
 
В рамках этой программы ВВС США намерены уже в ближайшее время завершить сертификацию всех своих летательных аппаратов – самолеты будут проходить на биотопливе летные испытания, по итогам которых будут получать разрешение на осуществление таких полетов. Для этого американские военные в течение пяти лет проводят испытания основных самолетов и вертолетов, стоящих на вооружении, чтобы подтвердить их пригодность для работы на новом источнике энергии.
 
Так, сообщалось, что в 2010 году полеты на биотопливе в США совершили штурмовик A-10 Thunderbolt II и истребитель F/A-18 Super Hornet. Для заправки использовались смеси из 50 процентов авиационного керосина и такого же количества топлива, полученного из растения семейства крестоцветных. Официальные итоги испытаний не были обнародованы, однако, по оценкам экспертов, никаких трудностей в полете зафиксировано не было. Аналогичные испытания проводились с американским военно-транспортным самолетом Boeing C-17 Globemaster III, который совершил первый полет на смеси обычного топлива марки JP-8 и биотоплива.
 
В ходе испытаний была впервые использована особая смесь, состоящая на 50 процентов из авиационного керосина, на 25 процентов – из топлива, полученного путем переработки говяжьего жира, и на 25 процентов – из топлива, полученного из переработанного угля. Во время пробных полетов такая смесь топлива подавалась сначала на один двигатель, затем на остальные четыре турбовентиляторных реактивных двигателя самолета.
 
По данным ВМС и ВВС США, при использовании биотоплива все самолеты вели себя нормально – их характеристики ни от топлива на угле, ни от биотоплива никак не изменились. Однако, по оценкам экспертов, самолетам необходимо совершить большое число полетов на новом топливе, чтобы можно было определить, каким образом оно сказывается на ресурсе силовых установок – образование нагара, температурные параметры и скорость сгорания биогорючего.
 
В перспективе практика использования альтернативного топлива будет распространена на все виды наземной военной техники и морского базирования. Сейчас бронемашины совершенствуются с помощью электродвигателей, создается гибридная версия армейского вездехода Humvee, способного работать и на обычном топливе, и на электричестве. В октябре 2010 года начались ресурсные испытания гибридного грузовика HEMTT A3 с дизель-электрической тягой разработки компании Oshkosh. Помимо того, что сам HEMTT A3 способен передвигаться и на обычном топливе, и на электричестве, он еще оснащен генератором электроэнергии мощностью 100 киловатт для дополнительного оборудования.
 
УЧЕНЫЕ ИЗ NAVAL RESEARCH LABORATORY РАЗРАБОТАЛИ ТЕХНОЛОГИЮ ПРЕВРАЩЕНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ В УГЛЕВОДОРОДНОЕ ТОПЛИВО
Фото: naked-science.ru/U.S. Naval Research Laboratory
 
БОЕВЫЕ РОБОТЫ БУДУТ ЗАРЯЖАТЬСЯ ОТ ТРУПОВ СОЛДАТ
 
ВМС США также идут в ногу с прогрессом и задумались о переходе на использование биотоплива. Планируется, что к 2020 году доля традиционного топлива, используемого военно-морскими силами, должна составлять не более 50 процентов от общего объема потребления горючего. На альтернативное топливо будут переведены все корабельные части, это позволит сократить астрономические расходы на топливо американского военного флота, ежегодно закупающего не менее 2,2 миллиарда литров различных нефтепродуктов.
 
Кроме того, в 2012 году американские военные заявили, что ученые в ближайшее время создадут эффективный каталитический процесс, превращающий воду в жидкое углеводородное топливо. Таким образом, военные корабли смогут производить горючее непосредственно в море, обеспечивая топливом корабельные турбины и снабжая горючкой реактивные самолеты.
 
Судя по всему, речь идет о работе ученых из Naval Research Laboratory, которые разработали и успешно продемонстрировали технологии восстановления углекислого газа и водорода, растворенных в воде, с помощью электрохимической ячейки, и последующего превращения в углеводородное топливо. Если испытания этого устройства пройдут успешно, то в перспективе данные технологии позволят создать реактор, который обеспечит флот топливом без необходимости закупать нефть в огромных количествах и выстраивать сложную логистическую цепочку по ее доставке находящимся в дальних походах кораблям.
 
По расчетам американцев, топливо из морской воды будет стоить приблизительно 1 доллар за литр, что сравнимо с текущей рыночной ценой горючего, добытого традиционным способом бурения. Производство в коммерческих целях, как отмечают специалисты, может начаться в течение 7–10 лет. При помощи таких реакторов корабли смогут находиться в море без необходимости заправки очень продолжительное время.
 
Новые технологии по производству инновационного топлива постепенно проникают в военную сферу – в частности, некоторые виды подводных роботов уже оснащаются альтернативными топливными элементами. Одно из перспективных направлений – создание батарей, работающих на энергии бактерий. На подходе еще более фантастические технологии.
 
Так, Пентагон заключил с компанией Robotic Technology Inc. контракт по разработке робота, источник энергии для которого – органический материал. По сообщениям американских военных, новый энергетически автономный тактический робот (Energetically Autonomous Tactical Robot) будет использовать традиционные и альтернативные виды топлива, а также будет способен находить и извлекать энергию из биомассы в окружающей среде и другие энергетические источники на основе органики.
 
Автобот будет способен перерабатывать в своем биореакторе любой органический материал, который сможет найти, включает траву, деревья и даже трупы животных и мертвые тела, которые содержат огромное количество энергии, и их как раз более чем достаточно в зонах боевых действий. Если это технология окажется эффективной, то это будет настоящий прорыв, даст возможность создавать боевые машины, которые будут способны ездить, например, на дровах.
 
Специалисты Университета Флориды предложили еще одну теорию создания топлива, ими была разработана технология по переработке в ракетное топливо отходов жизнеобеспечения космонавтов. Расчеты показали, что из отходов, образуемых от деятельности космонавтов за неделю, можно получать 290 литров метана в день. Используемая биохимиками Университета Флориды технология предполагает удаление органических загрязнителей анаэробными микроорганизмами. Этот процесс сопровождается выделением биогаза – смеси метана и углекислого газа. Сейчас отходы деятельности космонавтов хранятся в контейнерах, а затем отправляются обратно на Землю в транспортных грузовых кораблях, которые сгорают в земной атмосфере.
 
В СССР СОЗДАЛИ ПОРТАТИВНУЮ АЭС
 
Нужно сразу отметить, что существенных успехов в этой области добиться пока не удается. Современные технологии позволяют извлекать энергию практически из любых материалов, но главные недостатки этих методов – сложный процесс производства и дороговизна конечного продукта. Чтобы продвигать эти технологии, нужны значительные субсидии от государства, и не случайно в нефтедобывающей России подобные программы не находят поддержки. Как и в Советском Союзе, в России идут по пути совершенствования имеющихся энергетических технологий.
 
Так, в 1988 году были созданы войсковые атомные электростанции. Исполнителем этих работ стала Белорусская академия наук, под данный проект под Минском был построен крупный испытательный центр, из специалистов ВМФ сформировали команды испытателей. В 1988 году были построены два опытных образца автомобильных войсковых АЭС ВАЭС, но в ходе испытаний не удалось добиться требуемых характеристик, что не позволило принять технологию на вооружение.
 
Далее в работу по созданию ВАЭС были вовлечены конструкторские и научно-исследовательские организации: Министерство судостроительной промышленности, Министерство атомной энергетики, а также ряд институтов Академии наук СССР. Разрабатывались три варианта войсковых АЭС, но о результатах этой работы из-за повышенной секретности до сих пор ничего не известно.
 
Возможно, эти работы вдохновили на создание в Университете Калифорнии миниатюрного реактора холодного термоядерного синтеза небольшого размера. Пока его продуктивности недостаточно для того, чтобы считать реактор серьезным источником энергии. Если устройство будет доработано, то можно будет говорить о появлении карманного реактора, который наверняка будет использован в военной сфере, например, как батарея для переносного лазерного оружия.
 
В феврале 2015 года заместитель министра обороны Дмитрий Булгаков заявил, что основной российский разработчик различных видов боевого топлива и ГСМ в России – Государственный НИИ химмотологии, занимающийся изучением свойств и качества горюче-смазочных материалов и их рационального использования, совершил прорыв по двум очень важным направлениям. В частности, разработано уникальное топливо для перспективных боевых гиперзвуковых ракет.
 
Полученные в результате многолетних исследований образцы топлива способны обеспечить скорость, превышающую 5 мах. В качестве одного из компонентов были использованы наночастицы алюминия, что увеличило энергоемкость и плотность горючего на 20 %. Также генерал заявил, что российские ученые создали дизельное топливо для арктических подразделений Российской армии, адаптированное к 65-градусным морозам, что полностью решает проблемы с запуском двигателей.
 
Среди уникальных перспективных разработок института: синтетическая нефть, топливо для самолетов на основе природного газа и новые виды моторного горючего из угля. Близка к завершению работа по созданию топлива и ГСМ для крылатых ракет нового поколения.
 

Авторы:  Александр КРУГЛОВ

Комментарии



Оставить комментарий

Войдите через социальную сеть

или заполните следующие поля

 

Возврат к списку