Алан Эпштейн (Alan Epstein) из его коллеги из Массачусетского технологического института (MIT) разработали миниатюрные газотурбинные двигатели для питания портативной электроники, построили и испытали их компоненты. Такой движок легко помещается на ладони.
По словам авторов проекта, очень тонкие компоненты новых двигателей, с размерами, измеряющимися миллиметрами и сантиметрами, нельзя было изготовить традиционными методами, а потом спаять вместе. Тем более что прочность такой конструкции была бы недостаточной. Вместо этого Эпштейн сотоварищи использовали приёмы, применяемые в так называемых «микроэлектромеханических системах» (Micro-Electro-Mechanical Systems — MEMS), — активно развивающейся новой отрасли на стыке механики и микроэлектроники.
Новые микродвигатели состоят из шести кремниевых пластин, положенных друг на друга, словно блины, и скреплённых вместе. Каждая пластина представляет собой цельный кристалл с атомами, «выстроенными по линейке», и поэтому отличается высокой прочностью. Для изготовления компонентов мотора каждую пластину индивидуально обрабатывали гравировкой, удаляя лишний материал.
Согласно пресс-релизу Массачусетского технологического института, из одной большой пластины авторы делали сразу по 60–100 деталей для нескольких двигателей, подобно тому, как из одной большой пластины кремния изготавливается множество микросхем.
В крошечной камере сгорания топливо и воздух смешиваются и горят при температуре плавления стали. Турбинки внутри вращаются на скорости 20 тысяч оборотов в секунду — в 100 раз быстрее, чем турбины реактивных двигателей. Небольшой компрессор нагнетает воздух и обеспечивает охлаждение: часть воздуха направляется не в камеру сгорания, а в полости её корпуса.
Мощность газотурбинного мини-генератора — 10 ватт. Правда, пока только в теории. Сотрудники института продемонстрировали «сырые», незаконченные образцы. Точнее, по словам Эпштейна, «все части двигателя успешно испытаны, но по отдельности, а теперь мы пробуем заставить их работать сразу и вместе». По плану создателей мини-турбины, полностью работоспособный двигатель они получат к концу нынешнего года.
Исследователи полагают, что такие двигатели, работающие на углеводородном горючем, смогут в 10 раз продлить срок работы переносной электроники, при равном весе с традиционными аккумуляторами. Пригодятся они и в боевых условиях — например, для питания средств связи.
Надо заметить, что эта работа — не единственная в своём роде. С теми же самыми целями и используя аналогичные методы MEMS, другие научные группы сейчас трудятся над созданием миниатюрных и даже микроскопических ванкелей и дизелей.
