Praėjusį lapkritį, laboratorijoje netoli Čikagos savaitę burzgė vidaus degimo variklis. Kas čia tokio? Šiame variklyje kuras uždegamas ne įprasta elektros kibirkštimi, o lazeriu, tad sudega efektyviau, nei įprastai. Lazerinio uždegimo varikliai gali reikšti švaresnius, žalesnius automobilius.
Įprastame vidaus degimo variklyje, kuro ir oro mišinys patenka į kamerą, kur padegamas žvakės kibirkštimi. Karšti besiplečiantys kuro degimo produktai spaudžia judančias dalis, pavyzdžiui, stūmoklį, taip sukurdami mechaninę energiją, kuri gali būti panaudota, tarkime, automobilių ratų sukimui. Bet kadangi kiekvienas uždegimo ciklas vyksta itin sparčiai, sunku kuro mišinį sudeginti visiškai. Ši problema kyla dėl to, kad žvakės gali padegti mišinį tik viename kameros gale, paaiškina Chuni Ghosh, Naujojo Džersio firmos „Princeton Optronics“, sukūrusios naują uždegimo sistemą, vykdantysis direktorius.
Ghosho variklyje kuras lazeriu uždegamas cilindro kameros viduryje. Taip sudega daugiau kuro ir degimo efektyvumas padidėja 27 %. Lazerinis uždegimas gali padidinti 1 litro kuro sunaudojimo efektyvumą, pavyzdžiui nuo 40 kilometrų iki 50. Geriau sudegant kurui, išsiskiria mažiau šalutinių taršos produktų, pavyzdžiui, azoto dioksido.
Lazeriai taip pat paprasčiau susidoroja su variklyje vykstančiais tūkstančiais ciklų per minutę. Taip pat jie gali būti tiksliau priderinti, kad uždegtų kurą optimaliu momentu. Jie netgi gali uždegti kurą keliose vietose to paties ciklo metu, taip dar padidindami sudegimo efektyvumą.
Variklis pirmą kartą buvo pristatytas ARPA-e energijos inovacijų samite praėjusią savaitę vykusiame Vašingtone. Pati idėja nėra nauja, bet „Princeton Optronics“ pirmieji parodė, kad tai veikia realiame variklyje, kur veikia tūkstančių apsisukimų per minutę sukeliamas karštis ir jėgos. „Toyota“ su panašia sistema žaidė 2011 metais, bet niekada jos nebandė tokiomis sąlygomis.
Tokios sistemos būtų naudingos ne vien automobiliams. Atsarginiams generatoriams ir laivams toks patobulinimas irgi išeitų į naudą. „Laivybos kompanijos labai spaudžiamos sumažinti laivų keliamą taršą, – pažymi Ghoshas. – Viena laivybos kompanija, su kuria kalbamės, domisi turimų variklių patobulinimu lazeriniu uždegimu.“
