Ciepło odpadowe do zasilania części silnika śmigłowców
Przechwytywanie ciepła ze spalin silnika i przekształcanie go w energię elektryczną stało się bardzo popularnym tematem w dzisiejszych czasach. Przekształcanie różnicy temperatur w energię elektryczną między dwoma materiałami jest głównym zjawiskiem leżącym u podstaw wytwarzania energii termoelektrycznej. Do tej pory energia termoelektryczna budziła małe zainteresowanie na rynku — była wykorzystywana głównie w zabawkach i elektronice użytkowej. Celem badaczy z zespołu projektu THETAGEN (Thermoelectric generator for engine control system) było zwiększenie liczby zastosowań zjawisk termoelektrycznych, głównie w układach statków powietrznych. Duża ilość ciepła wytwarzanego przez statki powietrzne obecnie marnuje się wokół silnika i chłodnic. Termoelektryczność może być wykorzystywana w wielu zastosowaniach na statkach powietrznych, jednak naukowcy skupili się poszukiwaniu sposobu zgromadzenia wystarczającej ilości energii cieplnej z silnika turbowałowego i przekształcenia jej na energię elektryczną do zasilania jednostki sterującej silnika. Dzięki temu jednostka sterująca silnika będzie autonomiczna, tj. niezależna od układu elektroenergetycznego statku powietrznego. Główną zaletą generatora termoelektrycznego jest to, że umożliwia on przywrócenie pracy w przypadku awarii głównego układu elektrycznego. W przeciwieństwie do innych generatorów nie zmniejsza on wydajności silnika. Chociaż prace w ramach projektu THETAGEN były prowadzone przy udziale producentów statków powietrznych i instytutów badawczych, nie udało się zaprojektować demonstratora generatora. Było to przede wszystkim spowodowane tym, że nie można dostosować generatorów termoelektrycznych do otoczenia silnika. Konieczne będzie rozważenie wprowadzenia kilku innowacji w projektach przyszłych silników turbowałowych: umieszczanie urządzeń na komorze spalania lub sprężarkach, chłodzenie układu paliwowego lub zbiornika paliwa i usprawnianie obiegu oleju. Ponadto konieczne jest znalezienie praktycznych źródeł ciepła i chłodzenia. Projekt THETAGEN był pierwszym przedsięwzięciem, w którym podjęto próbę wykorzystania zjawisk termoelektrycznych w śmigłowcach. Mimo, że nie udało się osiągnąć celów projektu, wskazano kilka punktów technicznych, które inżynierowie muszą uwzględnić podczas projektowania przyszłych produktów.
Słowa kluczowe
Ciepło odpadowe, śmigłowiec, termoelektryczny, THETAGEN, generator, sterowanie silnikiem
