Струйные энергетические технологии. Ответы разработчика телеканалу ТНТ.

Б. М. Кондрашов.

Опишите основную идею Вашего проекта!

Предлагаемые энергетические технологии - это не красивая гипотетическая идея, а научно обоснованная, подтверждённая экспериментально и современными методами численного моделирования, законченная и запатентованная научно-техническая разработка, конечным продуктом которой являются принципиально новые способы бестопливного преобразования низкопотенциальной энергии внешней среды в необходимые для использования виды энергии. Они основаны на законах классической термодинамики (без каких-либо "теорий" торсионных полей, энергии вакуума и прочего шаманства) и объединены под названием: струйные энергетические технологии, потому что во всех способах используется открытие российских учёных - Кудрина О.И., Квасникова А.В., Челомея В.Н. №314 от 2.07.1951г - "явление аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струей". Однако, в этих технологиях открытие реализуется не для создания дополнительной силы тяги реактивного движителя, а в эжекторном сопловом аппарате газотурбинных двигателей (ГТД), для создания мощности на силовом валу. Если в классическом эжекционном процессе со стационарно истекающей в эжекторный насадок активной струёй для ускорения присоединяемых воздушных масс затрачивается часть кинетической энергии активной струи, то в процессе с пульсирующей активной струёй их ускорение обеспечивает неуравновешенная сила давления атмосферы при восстановлении равновесного состояния в насадке, нарушаемого воздействием газовой массы каждого импульса пульсирующей активной струи. Причём присоединяемый воздух в этом процессе может ускоряться вслед за газовой массой импульсов, практически, без смешения с ними, а скорость активной струи может не только не уменьшаться, но и увеличиваться. Получаемая в результате последовательного присоединения и ускорения атмосферного воздуха объединённая масса реактивной струи, истекающая из насадка, воздействует на лопатки турбины. В зависимости от параметров процесса она может иметь кинетическую энергию значительно большую, чем у активной струи рабочего тела и, соответственно, большую, чем потенциальная энергия, которой должно обладать рабочее тело, для образования этой струи при расширении. Такой энергетический баланс даёт возможность получать рабочее тело без использования топлива. Например, самый простой способ - можно сжимать атмосферный воздух в компрессоре за счёт использования для сжатия только части полученного прироста кинетической энергии (после её преобразования в мощность на валу турбины) без его дополнительного подогрева в процессе сгорания топлива. При таком варианте подготовки рабочего тела потребителям может оставаться (в виде мощности на валу) до 80% от кинетической энергии объединённой реактивной массы. Т.е необходимые затраты и неизбежные потери энергии в турбине и компрессоре при подготовке рабочего тела для осуществления бестопливных преобразований (в данном случае потенциальной и тепловой энергии атмосферы) могут составлять менее 20% от энергии, получаемой в результате этих преобразований. Принцип ускорения присоединяемых масс и увеличения кинетической энергии объединённой газовой массы реактивной струи одинаков во всех способах: ускорение и прирост происходят при восстановлении внешними (по отношению к эжекторному насадку) газовыми массами равновесного состояния, нарушаемого в этом насадке газовой массой импульсов активной струи рабочего тела. А отличаются они лишь организацией теплообмена с внешней средой, различными вариантами подготовки рабочего тела для образования активной струи и её ускорения, а также сферами использования. Величина прироста кинетической энергии зависит от соотношений основных параметров процесса последовательного присоединения, а также конструктивных параметров и пропорций эжекторного устройства. В отличие от известных преобразователей энергии внешней среды (ветровых, солнечных, геотермальных), процесс её преобразования в бестопливных струйных ГТД управляемый и не зависит от географических, временных и погодных условий, а удельная мощность таких двигателей значительно выше и сопоставима с мощностью ГТД традиционных схем. При этом низкопотенциальная тепловая энергия внешней среды (неисчерпаемая, даровая и экологически чистая энергия, к сожалению, практически, не используемая из-за несовершенства современных технологий её преобразования), преобразуется в струйных ГТД (без использования углеводородного топлива) в кинетическую энергию сверхзвуковой реактивной струи, а затем в доступные для полезного использования и необходимые виды энергии: - мощность на силовом валу. Причём, за счёт высокой удельной мощности их можно использовать не только в стационарных энергетических установках для генерации электрической энергии, но и в мощных мобильных установках, а также для привода движителей абсолютно всех видов транспортных средств. - "холод" (который можно получать одновременно с мощностью на валу) в широком диапазоне низких температур, используемых как в системах кондиционирования, так и в криогенных системах. - высокопотенциальную теплоту (которую можно получать одновременно с мощностью на валу и "холодом") для использования в различных производственно-технологических и коммунальных системах, например, для отопления помещений. - реактивную тягу с гиперзвуковой скоростью истечения реактивной струи. Струйные ГТД способны работать не только в атмосфере (с разомкнутым циклом и рабочим телом - атмосферным воздухом), но и в воздухонезависимых системах - по замкнутому циклу, например, под водой, в космосе и в других экстремальных условиях внешней среды. И в том и другом случаях источником тепловой энергии является низкопотенциальная теплота (например, воды любой температуры и даже льда и низкотемпературной атмосферы северных широт), преобразуемая с использованием принципа воздушного теплового насоса (но без сжигания какого-либо топлива или использования внешнего источника электроэнергии для его привода) в доступный для потребления и необходимый вид энергии. При этом можно изменять термодинамические параметры источников тепловой энергии и управлять их агрегатным состоянием, а при масштабном применении бестопливных струйных технологий - влиять на климатические условия и не допустить глобального потепления климата. Выработка необходимого вида энергии бестопливными системами на базе таких ГТД осуществляется непосредственно в местах её потребления без использования транспортных и коммуникационных систем для доставки энергоносителей и выработанной энергии потребителям. Отсутствие в них топлива, а также материалов и устройств, связанных с его использованием, упрощает конструкцию и технологию, снижает себестоимость производства и повышает надёжность работы, а эксплуатацию этих систем делает эффективной, экологичной и безопасной

Какую сумму Вы надеетесь получить на проведение Вашего проекта?

Объектом внедрения научно-технической разработки являются способы бестопливного преобразования низкопотенциальной энергии внешней среды, т. е. принципиально новые - струйные энергетические технологии, которые в производственно-технической и социальной сферах должны постепенно заменить традиционные энергетические технологии с использованием топлива. А осуществляться такие бестопливные преобразования могут в струйных ГТД, конструктивные, мощностные и технико-эксплуатационные характеристики которых (и как следствие характер технологии, затраты на разработку и производство), имеют существенные отличия, зависят от сферы применения и выполняемых ими функций. Например, струйные двигатели могут эффективно использоваться как в мощных стационарных, так и в мобильных энергетических установках, а также для привода разнообразных устройств и механизмов, в т. ч. движителей наземных и воздушных, водных и подводных транспортных средств. Несмотря на принципиальные отличия способов преобразования энергии в бестопливных струйных ГТД от способов с использованием углеводородных энергоносителей, производство таких ГТД не требует новых, ранее не освоенных технологий. Кроме того, оно значительно проще, (из-за отсутствия топливных систем и жаростойких материалов), поэтому эффективнее производства двигателей традиционных схем и возможно не только на предприятиях, специализирующихся на производстве ГТД, но и на большинстве других, в т. ч. не двигателестроительных предприятиях машиностроительных отраслей. Это обстоятельство, дополнительно повышает конкурентоспособность бестопливных струйных систем. Ускорение процесса внедрения струйных технологий в большей степени зависит от эффективности используемых организационных методов, чем от величины финансовых затрат. Важна, в первую очередь, доступность объективной информации о характеристиках и возможностях струйных технологий, а также доказательства их работоспособности и реальности использования. А механизм финансирования разработок оригинальных конструкций бестопливных струйных систем (учитывая процесс естественного физического, морального старения и выбытия действующих систем) не должен структурно значительно отличаться от существующего (т. е. в нём должны быть задействованы те же источники финансирования, которые используются и сегодня при финансировании новых разработок в соответствующей сфере), но будет гарантированно эффективнее последнего за счёт большей заинтересованности потребителей в использовании бестопливных систем, увеличения числа потенциальных производителей и значительного снижения затрат на их производство. Отсюда вывод: чем больше потенциальных потребителей и производителей будут знать о существовании таких технологий, тем быстрее очевидные преимущества бестопливных струйных систем перед традиционными энергетическими системами обеспечат им бесспорное лидерство на потребительском рынке. В связи с этим основным рычагом внедрения должна быть пропаганда. Сегодня научно-производственными и технологическими возможностями создания современных ГТД традиционных схем обладают лишь 5-6 стран во всём мире, а классическая схема разработки образца какой - либо оригинальной конструкции, например, авиационного ГТД, это годы и сотни миллионов долларов. Очевидно, что нет необходимости начинать внедрение с разработки какой-либо конкретной оригинальной конструкции, например, струйного авиационного двигателя или мощной силовой установки для генерации электрической энергии. Поэтому, если доведённая СМИ до потенциальных потребителей и производителей объективная информация (содержащая экспериментальные данные и энергетический баланс, подтверждающие возможность получения мощности на валу бестопливными способами), не сможет стать для них достаточно убедительным доказательством возможности бестопливных преобразований низкопотенциальной энергии внешней среды (из-за принципиального отличия от традиционных энергетических технологий и их простоты, вызывающих недоверие и неприятие), то таким доказательством может послужить демонстрационный образец наиболее простого варианта - бестопливного струйного ГТД с использованием открытого цикла. Для постройки такого образца нет необходимости "с нуля" разрабатывать и изготавливать оригинальную конструкцию. Можно использовать уже готовые устройства: в качестве силового элемента - серийный турбинный модуль маломощного (для минимизации затрат) турбовального ГТД, а для подготовки рабочего тела - автономный компрессор любого типа и ресивер с пневмоклапаном. Такая модульная конструкция это -, практически, "ветродвигатель", но с управляемым процессом бестопливного ускорения воздушных масс. Оригинален только эжекторный насадок, который в этом случае предельно прост (с точки зрения изготовления), а затраты на его производство символические. Однако бестопливные преобразования возможны только при определённых геометрических пропорциях эжекторного устройства и соотношениях термодинамических параметров процесса последовательного присоединения, без которых в нём нельзя получить прирост кинетической энергии, необходимый для создания мощности, используемой одновременно как для внешнего потребления, так и бестопливного создания пульсирующей активной струи. А они непостоянны и зависят от расчётной мощности, параметров проточной части, термодинамических параметров рабочего тела и других конструктивных и технико-эксплуатационных характеристик. Определение диапазона, а тем более оптимизация соотношений всех параметров требуют большого объёма теоретических и экспериментальных исследований и, соответственно, немалых затрат на их проведение. Эти работы необходимы и при создании даже самого простого стендового варианта. Но, при участии автора в данном проекте не надо тратить средства и время на дополнительные теоретические и экспериментальные исследования для оптимизации этих параметров. Более 10 лет занимаясь разработкой струйных технологий, автор владеет методиками (в т. ч. с использованием численного моделирования), позволяющими получать величину и скорость объединенной воздушной массы в эжекторных сопловых аппаратах, необходимые струйным ГТД с конкретными технико-эксплуатационными характеристиками. С учётом уже проведённых исследований можно максимально уменьшить время и финансовые затраты, необходимые для постройки демонстрационного образца. Т. е. образца, который докажет потенциальным потребителям и производителям возможность управляемого и бестопливного преобразования низкопотенциальной энергии внешней среды в мощность на валу. При этом, чем меньше мощность образца (в данном случае она не играет принципиальной роли), и, соответственно, габариты модулей, тем меньше затраты для получения требуемого результата. Если минимизировать все возможные и необходимые затраты можно уложиться в 100 - 150 тыс. долларов.

Почему, как Вам кажется, для России необходима реализация этого бизнес-проекта?

В традиционных энергетических технологиях необходим энергоноситель - источник энергии, преобразуемой в высокопотенциальное тепло, при получении которого оказывается негативное воздействие на экологию (за счёт выброса продуктов сгорания, радиации) и истощаются запасы углеводородного сырья. При этом проблемы, связанные с уменьшением запасов традиционных невозобновляемых энергоносителей и ухудшения экологической ситуации, обусловленного их применением, становятся всё более актуальными. В струйных же технологиях используется даровое низкопотенциальное тепло внешней среды (неиссякаемое, общедоступное). А преобразуется оно (в любых условиях внешней среды и без негативного влияния на неё) в три вида энергии для полезного использования, получаемой потребителями непосредственно в местах преобразования. Эти особенности струйных технологий делают их не только эффективными, но и безопасными, а сферы применения, практически, безграничными. Кроме того, сегодня в нашей стране, богатой углеводородными ресурсами, сложилась парадоксальная ситуация - "общенародное достояние" "утекает" за границу, удовлетворяя "скромные потребности" тех, кто в начале ельцинских "реформ" оказался рядом с нефтегазовой задвижкой. Одновременно оставшаяся производственная и социальная сфера страдают от ценовой и тарифной политики ТЭК, а уже следующему поколению России углеводородного сырья, по мнению аналитиков, может не хватать даже для химической промышленности. Но прежде истощение его запасов, при не удовлетворяемых потребностях и естественном росте внутреннего потребления энергии, повлечёт за собой дополнительное повышение цен (не только на энергоносители и энергию) и, как следствие, дальнейшее обнищание большей части населения и социально-экономическую напряжённость в стране. Кроме того, уже сегодня существует несоответствие генерирующих, а также передающих мощностей (усугубляемое их износом) потребительскому спросу на энергию, являющееся одной из основных причин каскадных техногенных катастроф, присущих централизованной энергетике, вероятность которых со временем (при неизбежном старении этих мощностей и росте потребления энергии) будет лишь увеличиваться. Демпфировать негативное развитие событий можно, уменьшая объём экспорта углеводородного сырья, а также его долю в энергетическом балансе страны с одновременным созданием параллельной децентрализованной - (малой) энергетики, использующей альтернативные источники энергии. В начале, внедряя их там, где ощущается недостаток энергии, связанный со сложностью выработки или доставки, а затем - при замене выработавших свой ресурс энергетических мощностей, коммуникаций и транспортных систем. Освоение принципиально новых - бестопливных струйных энергетических технологий позволит избежать социально - экономических катаклизмов, техногенных и экологических катастроф, связанных с традиционными технологиями, использующими углеводородное топливо. При этом доходы Госбюджета от экспорта энергоносителей, на первоначальном этапе, могут быть замещены продажей увеличенного объёма квот по Киотскому протоколу, а возможность эффективной коммерциализации данной интеллектуальной собственности за рубежом позволит иметь дополнительный источник средств и обеспечить ключевые позиции в производстве бестопливных ГТД и предоставлении энергетических услуг на территории страны патентования.

Тестировали ли Вы эту идею на состоятельность?

Проведены экспериментальные исследования и численное моделирование процесса последовательного присоединения дополнительных масс, доказывающие возможность бестопливного преобразования потенциальной и тепловой энергии атмосферы в кинетическую энергию воздушной реактивной струи. Предлагаемые энергетические технологии описаны в статье "Принципиально новые - струйные энергетические технологии", варианты которой опубликованы во многих солидных, в т. ч. рецензируемых научно-технических журналах, например, "Инженерная физика", "Прикладная физика", а также в общероссийском научно-техническом журнале "Полёт", главными редакторами которого являются академики РАН Г. В. Новожилов (авиация) и А. С. Коротеев (ракетная техника и космонавтика). Пытались ли Вы обращаться к потенциальным инвесторам с Вашей идеей? Если "да", то к кому? И каков был результат? Разработке и внедрению эффективных - конкурентных альтернативных энергетических технологий "не способствует" сложившаяся в стране социально-экономическая ситуация. Сегодня не только олигархи, или отдельные учёные, специалисты, чиновники, но и целые НИИ, КБ и предприятия, работающие на ТЭК (т.е. те, кто, так или иначе, связал свои финансовые, научные, карьерные интересы с добычей, транспортировкой, переработкой, и т.д. традиционных углеводородных энергоносителей и технологий получения энергии именно с их использованием) оказались в льготных экономических условиях. Их финансовое благополучие, обеспеченное платёжеспособным спросом ТЭК (на фоне общего коллапса науки и промышленности в предыдущие годы), позволило сохранить квалифицированные кадры, иметь неплохие производственные результаты, а самое главное - финансирование для перспективных научных разработок и заделов в интересах ТЭК, гарантирующее лидерство в своей области науки и/или производства. Совершенно очевидно, что и дальнейшие успехи большинства этих субъектов связаны с финансовым благополучием ТЭК (рост которого наглядно виден из ежегодных публикаций известных списков журнала "Форбс"), так как и их благополучие косвенно, но тоже зависит от роста объёма экспорта "общенародного достояния" и темпов роста цен на топливо и энергию в России. "Сидя на нефтегазовой игле", они "не рады" конкурентоспособным энергетическим технологиям децентрализованной - (малой) энергетики, потому что при их внедрении условия становятся равными для всех разработчиков и потенциальных производителей. Готовых разработок, а тем более перспективных заделов по таким технологиям нет. "Перспективные разработки" по традиционной тематике у этих субъектов пропадают "вхолостую". Достигнутое ими лидерство (справедливости ради нужно подчеркнуть, что для его достижения даже при благоприятных финансовых условиях нужны знания, терпение и не малый труд) при этом не даёт особых преимуществ. Конкуренция возрастает, а главное - у них (как впрочем, и у всех остальных) нет источника финансирования для разработки бестопливных технологий (к сожалению, пока в России интерес к ним проявляется, в основном, со стороны энтузиастов и экологов, не являющихся потенциальными инвесторами). Сегодняшние социально-экономические условия создали парадоксальную ситуацию: ведущие научные и производственные структуры энергетического машиностроения - передовой отрасли науки и промышленности не только не проявляют должной инициативы в разработке и внедрении эффективных бестопливных энергетических технологий, но и сознательно тормозят эти процессы. Какими бы эффективными струйные технологии не были для потребителей (а они не только экологичны, но и способны повысить благосостояние всех членов общества), их освоение и масштабное использование в сложившейся ситуации противоречит интересам этих субъектов. В итоге - противодействие внедрению, в т. ч. манипулирование информацией о разработках, её замалчивание и искажение, дискредитация бестопливных струйных технологий.

Кто еще, кроме Вас, участвует в этом проекте? Есть ли у Вас партнеры?

Большую помощь в пропаганде и продвижении бестопливных струйных технологий оказывает прогрессивная научно-техническая интеллигенция. Статьи о разработках опубликованы во многих научно-технических журналах и на сайтах в Интернет. Силами энтузиастов начаты работы по созданию модульной конструкции демонстрационного образца. Есть предложения по сотрудничеству от зарубежных и российских фирм.

Пытались ли Вы запатентовать эту идею?

Пат. 2188960 RU F 02 C 3/32, 5/12 Способ преобразования энергии в струйной установке (варианты), струйно-адаптивном двигателе и газогенераторе / Б. М. Кондрашов // Бюл. Изобретений. 2002. № 25. Международная заявка PCT/RU2002/000338 F 02 C 3/32 Способ преобразования энергии в струйных двигателях / Б.М.Кондрашов//ВОИС PCT WO2004/008180A1

Что вы можете предложить инвестору со своей стороны?

Взаимовыгодное сотрудничество может иметь различные формы - от заключения лицензионных договоров на льготных для лицензиата условиях до совместного патентования по поданным заявкам РСТ, при котором возможность эффективной коммерциализации данной интеллектуальной собственности за рубежом позволит партнёрам иметь дополнительный источник средств и обеспечить ключевые позиции в производстве бестопливных ГТД и предоставлении энергетических услуг на территории страны патентования.

Почему Вы хотите принять участие в этом телешоу?

Хочу принять участие в телевизионной программе, посвященной пропаганде и внедрению передовых отечественных разработок для того, чтобы до широкой зрительской аудитории вашего канала была доведена объективная информация о сути, возможностях струйных энергетических технологий и о перспективах их внедрения и использования. Представляется, что данная тема плохо вписывается в формат развлекательного шоу. Поэтому хотелось бы, чтобы "шоу" носило научно-познавательный и информативный, а не развлекательный характер. Форма обсуждения такой достаточно серьёзной глобальной темы, должна, как минимум, не дискредитировать предлагаемую научно-техническую разработку, судьба которой, так или иначе, касается всех и каждого. Может быть, данная тема заслуживает отдельной передачи или цикла передач, а разработка - рассмотрения каждого способа преобразования энергии с акцентом на преимущества использования её неиссякаемого дарового экологически чистого источника - низкопотенциальной энергии внешней среды в наиболее интересных сферах применения этих способов. Автор разработки готов принять участие в подготовке такой передачи (написании сценария, постановке и т. д.), а также готов обсудить возможные формы взаимовыгодного сотрудничества в пропаганде и внедрении бестопливных струйных энергетических технологий.