«Основной смысл нашей идеи — использовать энергию звуковых волн, которые распространяются в выхлопных системах различных энергетических установок — двигателей и компрессоров. То есть речь идет о шуме. Обычно для глушения шума в выхлопных системах используются различные методы поглощения энергии. Мы же предлагаем эту энергию утилизировать, использовать ее, тем самым мы одновременно уменьшаем уровень шума выхлопной системы и получаем из утилизируемых звуков дополнительную электрическую энергию, пусть и небольшую, но все же», — рассказал старший преподаватель кафедры теплотехники Самарского университета Артем Шиманов.
В настоящее время учеными собран прототип установки, на котором проводятся экспериментальные исследования. Прототип представляет собой волновод — полипропиленовую трубу длиной около 3 м, внутри которой находится пульсационная турбина с электрогенератором. К одному из концов трубы присоединен источник шума — сабвуфер мощностью порядка 80 Вт от обычной бытовой акустической системы. Внутри трубы также размещены различные датчики, к волноводу присоединен осциллограф. Поступающие в трубу звуковые колебания раскручивают турбину. Ученые измеряют давление в различных точках волновода и смотрят, как выстраиваются звуковые волны в зависимости от месторасположения турбины в трубе. Задача — найти оптимальную точку с наибольшей степенью утилизации звука и выработки электроэнергии. Как показали первые эксперименты, звук мощностью примерно 20 Вт раскручивает турбину до 13 тыс. оборотов в минуту, что дает около 2 Вт электроэнергии.
Как подчеркнул Артем Шиманов, данная разработка не только сделает в перспективе двигатели менее шумными и более безопасными для здоровья людей, но и снизит нагрузку на выхлопную систему двигателя, что позволит уменьшить размеры и материалоемкость конструкций выхлопных систем. Таким образом, двигатели за счет этого должны стать в целом меньше и легче.
Шиманов уточнил, что исследования планируется завершить в следующем году, после чего будет изготовлен демонстрационный образец установки с волноводом из металла и начнется работа по внедрению этой разработки на практике.
Согласно целям национального проекта «Наука» Россия должна войти в первую пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях.
2021 год объявлен в России Годом науки и технологий. Это позволит узнать больше о научных достижениях в нашей стране и сделать работу ученого более привлекательной для молодежи.
