Miniaturowy silnik z turbiną gazową

Miniaturowy silnik z turbiną gazową

Badacze z MIT opracowali miniaturowy mikrosilnik z turbiną gazową umieszczony wewnątrz krzemowego mikroprocesora, który jest w stanie pracować 10 razy dłużej niż bateria o tych samych wymiarach.

Mikrosilnik jest wykonany z sześciu krzemowych okładek, ułożonych w stos i powiązanych ze sobą. Każda z okładek jest pojedynczym kryształem o idealnie ułożonych atomach, co sprawia, że konstrukcja ta jest ekstremalnie wytrzymała. Aby otrzymać okładki spełniające te wymagania, badacze muszą przygotować każdą okładkę osobno, przy zastosowaniu zaawansowanych technik wytrawiania kwasem określonych metali. W momencie gdy okładki są ułożone w stos, powierzchnie i przestrzenie pomiędzy nimi determinują wymagane własności i funkcje.

Tworzenie mikrosilników na małą skalę jest zbyt drogie, dlatego inżynierowie postanowili wykorzystać techniki stosowane przy produkcji mikroprocesorów, dzięki którym w ciągu jednego cyklu można stworzyć 60 – 100 komponentów do mikrosilników.

Wewnątrz komory spalania paliwo miesza się z powietrzem i spala w temperaturze punktu topnienia stali. Łopatki turbin wykonane z wytrzymałych materiałów o niskiej zawartości defektów wewnątrzmateriałowych wykonują 20 000 obrotów na sekundę, co jest 100 razy szybciej niż w przypadku silników odrzutowych. Mikrogenerator generuje 10 W energii. Kompresor podnosi ciśnienie powietrza przygotowanego do zapełnienia komory spalania. Naukowcy pracują obecnie nad systemem chłodzenia mechanizmu na bazie systemu przepływającego powietrza.

Badacze nadal pracują nad optymalizacją konstrukcji mikrosilnika, mają nadzieję, że kompletny, działający system uda im się zrobić do końca tego roku.

(lz)