日专家发现新能源转换原理飞机发动机热效率倍增

2013年12月30日 13:38
来源：中国国防科技信息网作者：胡军

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飞机发动机原型机（资料图）

原标题：潜在效率为当今发动机两倍的新型能量转换原理（图）

2013年11月27日ACN新闻专线报道，日本早稻田大学理工部的内藤健教授发现了一种全新的压缩燃烧原理，使发动机的效率达到最佳的水平。应用在汽车、发电和飞机上时，热效率达到60%甚至更高，可使高速载具达到更好的低耗油率水平。

内藤健教授和其同事发现了革命性的能源转换原理（全新的压缩燃烧原理）能够生产出卓越的发动机，潜力可达常规发动机热效率的双倍或更高，而不受其尺寸的约束。如果发动机采用这种原理，这种能力将带来变革，解决当今紧迫的能源-环境难题。

这一全新压缩燃烧原理建立在内藤健教授发展的全新热流体动力学理论、对想法所做的实验和超级计算机的模拟，根据理论进行的高速空气流实验的基础上。这项基本原理是在达到高压缩比的同时，提高热效率。通过在燃烧室中心区的精微局地区域处多重空气-燃料的气体混合物高速喷流的脉冲碰撞实现，通过进一步增加3项新的措施来扩展应用的使用和范围。这个方法还被认为比电池的成本更低，还有可能减少噪声并使机器不必再进行冷却。

如果通过燃烧试验，这个原理被证明是有效的，将不仅开启全新的轻质、高性能航空航天飞行器的大门，而且还会引导下一代高性能汽车发动机的前途。当前最高的汽油发动机的燃烧效率是30%，而在城市从怠速到低速驾驶的情况下，这个效率会降到只有15%的水平。所以，如果汽车能够装备如此“低成本、终极效率的发动机”，在整个宽大的行驶状态内，达到非凡的60%或更高的热效率，其真实的燃料消耗优于当前的汽车混合动力系统是确实可能的。更进一步，假如像汽车一样，装备如此高效发动机能够被用于单个家庭的发电，也将打开改善我们整个社会总的能源效率的可能性。（上图是生产的首台原型发动机，用于证明全新的原理，在燃烧测试开始前的图片）

这些研究的结果通告在2013年5月举行的日本汽车工程师协会（JSAE）春季会议上，以及2013年6月在圣地亚哥举行的美国航空航天学会(AIAA)的讨论会上，也发表在科学和技术期刊和杂志上。（中国航空工业发展研究中心胡军）