Шотландец Роберт Стирлинг. XIX век
Как это нередко бывает с гениальными открытиями, история дала «стирлингу» отлежаться. О нем вспомнили лишь спустя столетие. По словам Мухина, в 1930-е годы им занялись крупнейшие фирмы: «Дженерал Моторс», «Форд», даже «Филипс». Но когда был проведен весь цикл научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ – исследователи зашли в тупик. И бросили двигатель до лучших времен. Решили, что если такие времена настанут, в общем-то, хорошему «стирлингу» суждено расцвести в новом тысячелетии.
Свет в конце тупика
Как нас учили, ничего идеального нет. Нет и идеальных двигателей. Все они чем-то грешат – одни больше, другие меньше – и задача конструктора свести эти грехи до минимума. В разные времена осуждаются разные вещи. В годы энергетических кризисов не очень любят излишне прожорливых (вот почему, например, не пошел роторно-поршневой мотор, не сумевший доказать обратное). В эпоху борьбы за здоровый образ жизни от моторов требуют суровой чистоты выхлопов. А за дешевизной вообще гнались всегда. Ну, а сегодня свет сошелся клином сразу на всех трех пожеланиях.
Насколько я понял, «стирлинг» в 30-е годы провинился дважды. Во-первых, он оказался негерметичным. Рабочее тело двигателя – а это гелий или водород под высоким давлением (в среднем 200 атмосфер) – легко ускользало из цилиндра. Газы быстро улетучивались через уплотнения манжет, едва прикрывающих место ввода вала вращения. При этом моментально терялось давление, а значит, и мощность мотора. А возить в багажнике запас довольно дефицитного «тела», чтобы подкачивать его у каждого столба, – явно не лучшее решение. К тому же довоенный двигатель оказался очень громоздким и дорогим – дороже всех известных.
Кто-то должен был спасти честное имя Стирлинга. И почти сорок лет назад, в конце 1960-х, Валерий Александрович подхватил то, что скрепя сердце похоронили все ведущие двигателисты.
Если «опустить» длинный список всех тягот и лишений, о которых писали даже в его родной вазовской газете, – Мухин излечил-таки обе ахиллесовы пяты «стирлинга». Облегчить и удешевить движок он смог, придумав принципиально новое устройство, где проходит цикл. Рабочий цилиндр превратил в объемную роторную машину. Заодно избавил его от лишнего литья (в том числе цветного) и деталей: кривошипно-шатунного механизма, картера и прочих, несвойственных ротору, атрибутов. В результате габариты и масса двигателя уменьшились в пять раз. Мощность не пострадала. Но это была лишь половина успеха.
Эврика – всегда эврика
Вторая половина, как это часто случается, оказалась гениально-простой. Как спасти двигатель от утечек, Мухину подсказала сантехника. Примерно так же, как Архимеду один из его чудесных законов.
Изобретателю помог обыкновенный вантуз. Оттолкнувшись мыслью от этой неброской штуковины, он изобрел свой герметичный ввод вращения (ГВВ), который впоследствии и был вознагражден серебром в Брюсселе. Между прочим, международная выставка так и называлась, по-архимедовски лаконично – «Эврика-96».
«Когда я взглянул на этот вантуз, у меня сразу идея появилась, – запросто рассказывает Мухин. – Так вот, я сделал эту резинку, хорошую, надежную, и получил патент. А потом мне пришла в голову идея: сделать эту хреновину стальной. Ведь резина имеет свойство размягчаться, а сталь выдержит температуру до 400 градусов. И теперь, если закачать гелий или водород, ни одной молекулы не выйдет. Год, два, сколько угодно не выйдет».
По словам Мухина, медаль могла бы быть и золотой. Просто, опасаясь промышленного шпионажа, российский представитель на выставке показал европейским экспертам самый худший вариант его ГВВ. Но дело не в серебре или золоте. А в том, что успех нашего земляка уже сегодня позволяет заслуженно дать заброшенному некогда двигателю двойную фамилию: «Стирлинг-Мухин». Но это пока мало кого интересует: тольяттинский инженер-изобретатель никак не может объяснить даже своим собратьям по цеху (не говоря уже о прочей братии), что эта вещь – стоящая. Хотя, по его данным, оживленно обсуждается в Научно-техническом центре ВАЗа. Но до руководства доводят информацию, что устройство бесполезно. «А как же патенты? – удивляется мастер. – Разве могут выдать десяток патентов на бесполезное устройство? Разве могут выдать на бесполезное устройство престижную европейскую медаль?..»
Но, как известно, «мандатам доверия нету». А от кулуарных похвал Мухину было не жарко, не холодно. Годами прозябал он без денег и лаборатории. И даже однажды был вынужден отказаться от десяти из пятнадцати свидетельств: ведь за поддержание права числиться первооткрывателем нужно платить госпошлину.
Кто памятник воздвигнет?..
О своем двигателе он готов рассказывать часами. И правильно: если верить Мухину, он стоит того. Во-первых, двигатель почти бесшумен, поскольку нет присущих ДВС взрывов в цилиндре: во внешнем источнике топливо горит постоянно, как конфорка на кухне. Причем любое топливо. Причем сгорает полностью, а значит, нетоксично. А значит, не источает канцерогены и аллергены подобно извергающим сажу и сизый дым дизелям. «Стирлинги» выбрасывают в 5 раз меньше углеводородов, нежели обычный двигатель, – а если ввести катализаторы (например, напылить платину), можно добиться почти идеального горения.
Вообще, цикл Стирлинга считается самым экономичным. Движку не нужен глушитель. Ему не требуется смазка, а значит, эшелоны масла. Нет системы зажигания – соответственно, и карбюратора. На все цилиндры одна форсунка… И так далее – все это изложено в литературе. А роторный «стирлинг», придуманный Валерием Александровичем, теперь и вовсе делает его состоящим из одних плюсов. И даже роторные ДВС, которыми в свое время увлекся ВАЗ, не идут с ним ни в какое сравнение. И вообще, считает Мухин, ДВС исчерпали себя. Будущее за «стирлингами». И он готов работать на это будущее вопреки всей суматохе буден.
Некоторые его идеи действительно кажутся фантастикой. Например, Мухин придумал, как сделать на базе своего двигателя тепловой насос для отопления целого города. Берет такой насос холодную воду из водоема – и делает из нее горячую. Причем, без сжигания топлива. Об этом писали как-то в журнале «Изобретатель и рационализатор». Одобрили идею и в «Технике – молодежи». Таких задумок у него много. И пока наши не чешутся, может случиться, что Запад снова перехватит инициативу. Или Восток.
По словам Валерия Александровича, японцы уже приценивались: выясняли, сколько будут стоить наработки русских (читай – его изобретения) по «стирлингу». И ребята из столичных технических журналов вместе с представителем патентного ведомства назвали им сумму в 1 миллиард долларов. Именно во столько обойдется информация о герметичном вводе всегда умевшим читать наши журналы патриотичным японцам.
– Миллиард долларов – это если собрать все: сколько стоит проблема фреона, который можно сберечь от утечек, сколько – памятники старины, которые разъедают выхлопы, и так далее... Герметичный ввод все это «закроет»… Информация стоит миллиард, а вы на этом сотни миллиардов возьмете – был такой разговор, – подтверждает Мухин.
Он уверен, что переход от ДВС к «стирлингу» произойдет непременно, дизели сами собой умрут. Вот только грустно ему, что Россия может оказаться в стороне от этой исторической битвы.
Он, конечно, рассуждает со своей колокольни – но с цифрами в руках. Вот, в газете писали: чтобы создать национальную систему впрыска, нужно 1,5-2 миллиарда долларов. Но зачем впрыск, если есть роторный «стирлинг» с герметичным вводом?
У него нет ни учеников, ни единомышленников – за все без малого сорок лет ему не попался ни один человек, который знал бы о «стирлинге» хотя бы чуточку больше, чем написано в популярных статьях (да и те все реже). Таких фанатов больше нет: все уперлись в ДВС и не хотят глянуть за горизонт.
Годами Мухин мечтал, чтобы нашлась фирма, которая бы финансировала проектирование, изготовление и испытание «Стирлинга-Мухина». Рассчитывает на богатых и патриотически настроенных людей, которые помогли бы создать крошечную лабораторию. И поддержать бесценные патенты.
«И всё-таки он вертится!»
После стольких лет тягостных раздумий Мухин не испытывал сомнений, что такие патриоты отыщутся. И представьте себе – нашлись.
Началось с того, что лет пять назад пришло приглашение из Киева: двигателем Мухина заинтересовалась одна контора – как выяснилось впоследствии, образованная бывшими старшими офицерами КГБ. Как это часто бывает, отставные гэбисты подались в коммерцию, для чего создали некий фонд содействия новым технологиям. И хорошо забытым старым – в частности, самопальному «стирлингу», полуфабрикат которого продемонстрировали гостю. По-достоинству оценив плод их труда, Мухин ласково назвал устройство «шариком» – в противовес своему куда более совершенному, технологичному «блинчику». И в благодарность за гостеприимство дал любопытным братьям-славянам несколько советов...
Только не думайте, что, растроганный теплым приемом, наш земляк стал легкой находкой для коварных промышленных шпионов. Конечно, он был польщен вниманием, – но ухитрился остаться на высоте. Тем более что грамотные, в общем-то, парни не только впервые услышали от него имя Стирлинга, но и ровным счетом ничего не знали о герметичном вводе, без которого двигатель – все равно что одноразовый. Держатель авторского права, Мухин до сих пор никому не выдал своего ноу-хау, а мир до этого еще не дорос: интерес к «стирлингу» не остыл, но герметичного ввода никто кроме Валерия Александровича не придумал. А если и сказал наш инженер что-то лишнее, это его не пугает: у киевлян информация устарела, а мозги-то остались при нем. Утечки, на которую так рассчитывали украинские «спецы», не произошло...
А дальше и вовсе чудеса пошли. По возвращении из Киева Мухина ждал сюрприз: двигателем заинтересовалась одна из тольяттинских автомобильных фирм, да не на шутку. Верите или нет, но ему сходу предложили все и сразу: подъемные, командировки, оплату всех расходов на исследовательские работы. И доход пополам в случае успеха. Предел мечтаний ученого, уставшего скрести по сусекам.
Надо ли объяснять, с какой благодарностью принял Мухин этот нежданный-негаданный дар судьбы. А, приняв, с утроенной силой погрузился в творчество. Пока в памятное время дефолта щедрых поборников прогресса не накрыл кризис продаж. Но нашего героя это не смутило: за благословенный год ему удалось свернуть горы.
– За тот год я сделал жуткий рывок, – рассказывает инженер. – Подал ряд новых заявок на изобретения. Изготовил макет своего «стирлинга». Сделал четыре образца принципиально нового ГВВ: теперь в герметичную камеру можно вводить не только вращение, но и любые другие движения – и на этой основе создать новые поршневые машины, мотор-насосы с новыми уникальными свойствами. А ведь это чуть ли не революция в гидравлике, в пневматике!
В качестве примера Мухин приводит американский торпедный «стирлинг» барабанного типа и утверждает, что его изобретение позволит сделать кое-что покруче. Он готов предложить и кое-какие революционные решения для ракетных двигателей, да мало ли чего для оборонки? Но делиться секретами с каждым встречным Мухин опять не спешит, чтоб не иметь проблем с «компетентными органами». Поэтому в его длинном списке пока только мирные пункты – те, что на взгляд патриотичного инженера, очень бы пригодились отечественному производству, в том числе его родному, вазовскому.
Не думайте, что тольяттинская автофирма отказалась от услуг Мухина. Когда кризис миновал, работы продолжились. И это был неплохой альянс, выгодный и предпринимателям, и изобретателю. Кажется, удалось даже провести ресурсные испытания герметичного ввода, без которых ни сам ввод, ни двигатель Стирлинга-Мухина не смогут получить допуск на рынок. Но это не предел мечтаний…
Каждому спонсору – своё время
По словам Валерия Александровича, все, что им создано, могло бы принести немалую пользу. Взять хотя бы «экологию», которая дает прикурить всем. Хотим мы этого или нет, но угроза локальных и глобальных катастроф – очень даже высока. Пример – утечка хлора на ВАЗе, о которой сообщалось в прессе. А чем сегодня пытаются сдержать напор агрессивных жидкостей и газов? Единственное, чем вооружены сегодня заводы и трубопроводы – сальниками, печально известными своей «пропускной» способностью. Ладно бы через зазоры утекали только рубли (мало ли их выброшено на ветер?) – а люди-то ради чего страдают? Так вот, по утверждению Мухина, своими изобретениями, основанными на принципах герметичного ввода, он может закрыть любые дыры, в десятки раз уменьшить вероятность аварий: на ТЭЦ, химзаводах, нефте- и газопроводах, в промышленных холодильниках (все знают: утечки фреона – сущий бич озонового слоя земли).
А сколько еще открытий чудных готовит это изобретение... При этом КПД теплонасоса Мухина превышает 100 процентов, и он может это легко доказать. А особо неверующих отослать к официальным авторитетам: по словам Валерия Александровича, с его расчетами согласны даже профессора кафедры «Теплотехника и тепловые двигатели» прославленного Самарского государственного аэрокосмического университета. Того самого, что подарил миру «Прогресс».
– В СГАУ подтверждают: да, это все реально. Потому что там есть люди, которые занимались космической тематикой, в том числе «стирлингами». Мы с ними говорили профессионально, как коллеги, с полуслова понимая друг друга. Те же, кто занимается двигателями внутреннего сгорания, и слушать не хотят, – все еще расстраивается, казалось бы, привыкший ко всему, битый-перебитый изобретатель. Я сам читал заключение именитых самарцев, в котором те выразили готовность вместе с Мухиным участвовать в доведении до ума его теплового насоса. Были бы средства...
Эксперты военно-промышленного комплекса «МАПО» тоже очень высоко оценили мухинские изобретения и прочили им большой экономический эффект. И даже занесли координаты Мухина в банк данных ВПК: до лучших времен.
Но когда они настанут – лучшие? Валерию Александровичу уже за шестьдесят. В его багаже – чемоданы чертежей, заявок, патентов, восторженных отзывов. Его голова под завязку забита знаниями, идеями, ноу-хау. И ему искренне жаль, что никто вокруг не спешит постичь глубинный смысл афоризма Ли Якокки, которого так любят цитировать все кому не лень. Мудрый такой афоризм: «Знания, сосредоточенные в одной голове, принесут больше пользы, чем знания, сосредоточенные в одной комнате». Так вот, это как раз про его голову, которую Мухин готов хоть сейчас положить на священный алтарь технического прогресса. Был бы на это спонсор...
Одержимый, скажете? Но если разобраться, только на них и держится мир.
© Мельник Сергей Георгиевич
Фотографии Олега Капитонова и из открытых источников
3 апреля 2013 г.