Юный техник, 2003 № 06

ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ ОКТАНОВОГО ЧИСЛА

Одним из основных требований к качеству бензинов является их антидетонационные свойства, выраженные октановым числом. Чем оно выше, тем больше степень сжатия, тем совершеннее и экономичнее двигатели.

А как быстро отличить низкооктановый бензин от высокооктанового? Экспресс-анализ топлива стал темой разработки Анатолия Найдина, ученика 10-го класса гимназии № 44 города Новокузнецка.

Обычная лабораторная установка для определения октановых чисел представляет собой одноцилиндровый четырехтактный ДВС, соединенный ременной передачей с мотор-генератором. Основная особенность такого двигателя — возможность изменять степень сжатия. Это достигается подъемом и опусканием цилиндра с помощью червячной передачи. Переменная степень сжатия позволяет создавать стандартный детонационный режим при работе на любых видах топлива. Фиксирование детонации на установке осуществляется электронным детонатором, который усиливает и преобразует импульсы, получаемые от датчика. В качестве вторичного эталонного топлива здесь применяется технический изооктан с октановым числом 99 +_0,5. И вот потому, что этот прибор очень громоздкий, с его помощью нельзя проводить экспресс-анализы в полевых условиях.

Как считает Анатолий, определять октановое число можно другим, более доступным, способом. Например, измерять давление насыщенных паров бензина в герметичном сосуде при нагревании, ведь оно зависит от температуры нагрева, а значит, и от октанового числа. Дело в том, что давление насыщенных паров бензина зависит от давления паров компонентов, входящих в его состав. При кипении сначала испаряются преимущественно низкокипящие фракции. Чем больше их содержится в бензине, тем больше у него октановое число.

Свое предположение Анатолий Найдин подтвердил серией опытов. Для этого собрал экспериментальную установку (см. рис.), которая состоит из стеклянной колбы, герметично соединенной с манометром резиновым шлангом.

В колбу по очереди заливаются равные количества бензинов с разными октановыми числами. Бензин — легковоспламеняющаяся жидкость, поэтому нагревание его даже до не слишком высоких температур необходимо проводить на водяной бане. Температура измерялась электронным термометром, имеющим преимущество в томности и инерционности измерения перед обычным. В первом случае взят бензин с октановым числом, равным 76, во втором — 92, а потом — 95. По полученным кривым можно судить, что при определенной температуре топлива с большим октановым числом давление насыщенных паров больше.

ЛУННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Валерий Громов, учащийся ЦТТУМ города Курска, предлагает проект энергетического комплекса «Молния», предназначенного для той же цели, что и КЭС (см. «ЮТ» № 5 за 2001 год), но имеющего ряд существенных отличий. Данный комплекс является доработкой проекта лунной базы, где будет производиться огромное количество электроэнергии. Зачем? Ответ таков: без АЭС не обойтись уже в ближайшем будущем. А из соображений безопасности их нужно строить не на Земле, а вынести подальше, и Луна как нельзя лучше подходит для этих целей. Как же представляет себе весь этот комплекс юный изобретатель?

Источником электрической энергии будет служить АЭС, состоящая из 10 энергоблоков, мощностью по 1,5 ГВт каждый. На них будут применены реакторы на тепловых нейтронах водо-водяного типа на уране-235 с гетерогенным расположением ядерного топлива.

Все основные узлы электростанции будут расположены под поверхностью Луны, на глубине около 100 м в слое базальтовых пород. Каждый энергоблок размещается в отдельной ячейке. Ядерное горючее будет доставляться с Земли, а позже возможна добыча природного урана из лунного грунта. Вода в последнем контуре будет охлаждаться в грунте Луны на глубине около 200 м либо использоваться для отопления помещений на лунной базе. Располагаться станция будет на экваторе Луны, на ее видимой с Земли стороне. Так что Земля постоянно будет находиться на минимальном расстоянии от лунного комплекса.

Недалеко от лунной базы будет оборудован аргоно-ионный лазер непрерывного действия. Именно благодаря ему электроэнергия будет преобразовываться в лазерное излучение. Активной средой послужит разряженная горячая плазма с высокой степенью ионизации.

Далее мощный лазерный луч через космическое пространство направляется на орбитальную станцию, расположенную на околоземной селеносинхронной орбите. Ее роль будет заключаться в преобразовании лазерного излучения в СВЧ-излучение с частотой 2,45 ГГц. Лазерное излучение примет развернутая в космосе конструкция диаметром 25 м, представляющая собой совокупность множества антенн. В них электромагнитные колебания возбуждают переменный ток высокой частоты. Соединив множество таких антенн с выпрямителями, можно получить устройство, преобразующее электромагнитные колебания высокой частоты в постоянный электрический ток. А тот, в свою очередь, будет использоваться для генерации СВЧ-колебаний.