Четыре такта Антонова
Древние верили, что имя человека во многом определяет его судьбу. Правда это или суеверие, еще предстоит ответить ученым. А вот обратное утверждение, что дела людские прославляют фамилию, не нуждается в доказательствах. Причем некоторым фамилиям присуща особенная магия. Известен авиационный конструктор Олег Антонов, создатель знаменитых «Антеев» и «Русланов», творит в Москве незаурядный конструктор спортивных автомобилей Александр Антонов. А во Франции живет 49-летний болгарин Роумен Антонов, революционные разработки которого будоражат умы конструкторов-эволюционистов.
Сердца биение
Господин Антонов придумал... двигатель. В области силовых агрегатов далеко еще не все горизонты изведаны. Достаточно вспомнить роторно-поршневой двигатель (РПД) Феликса Ванкеля. Смело можно утверждать, что мотора Антонова не было бы без РПД. Сравнение напрашивается сразу по нескольким пунктам: как и у ванкеля, у системы Антонова нет четкого разделения на камеру сгорания и цилиндр. Воспламенение смеси происходит в той же полости, что и остальные три такта. Оба двигателя объединяет и необходимость в надежных уплотнениях из композитного материала. Именно некогда Феликс Ванкель преодолел проблему уплотнений между стенками корпуса-статора и вращающимся внутри него треугольным поршнем-ротором.
В основе идеи Ванкеля лежит треугольник, Антонова — параллелограмм. Площадь его вычисляется, как вы помните, произведением длины одной из сторон и высоты перпендикуляра. Таким образом, несколько параллелограммов с одинаковой длиной сторон могут иметь разную площадь в зависимости от их наклона.
На схеме рабочие части двигателя Антонова образуют фигуру, отдаленно напоминающую параллелограмм. Механизм способен увеличивать и уменьшать свой внутренний объем за счет изменения взаимоположения заключенных между плоскими стенками четырех рабочих частей... их так хочется назвать поршнями. Коленчатых валов здесь два, и вращаются они в противоположных направлениях, благодаря чему взаимно уравновешиваются моменты инерции.
Те из четырех частей, что шарнирно соединены с коленчатыми валами, господин Антонов называет rod (шатун). Если бы вообще традиционная терминология подходила к тому, что придумал Роумен Антонов! Действие его изобретения скорее напоминает сокращение желудочков человеческого сердца, нежели работу двигателя.
Между тем, как и в ванкеле, здесь происходят процессы, опробованные впервые Николаусом Аугустом Отто и названные четырехтактным циклом Отто. На такте впуска один из «шатунов» открывает впускное отверстие в боковой стенке, и через него камера сгорания наполняется топливовоздушной смесью до тех пор, пока увеличивается ее объем. Затем «шатун» перекрывает собой поступление смеси, и объем камеры уменьшается. В конце этого процесса происходит воспламенение, и газы вновь раздвигают камеру. При этом второй «шатун» освобождает отработавшим газам выход через выпускное отверстие. Прецизионного механизма газораспределения нет, и это, пожалуй, главное, что может привлечь потенциальных заказчиков господина Антонова.
Заинтересует их также пологая внешняя скоростная характеристика изобретенного Антоновым двигателя. Экспериментальный образец, рассчитанный на использование в микролитражном автомобиле Aixam, имеет две камеры сгорания суммарным объемом 500 «кубиков». Мощность — 6,25 л.с. при 1650 об/мин, а крутящий момент — 26,2 Нм при 1650 об/мин. Японский аналог, марки «Kubota», развивает 15 Нм при 3000 об/мин и почти не тянет на «низах». Вдобавок тракторные вибрации...
А как быть с токсичностью выхлопа? В традиционных моторах вопрос во многом решается организацией наполнения камеры сгорания. Сама камера, а также впускной и выпускной коллекторы получают специально рассчитанную форму. Многое определяется продолжительностью открытия и высотой подъема клапанов. Здесь же на первый взгляд нет возможностей регулирования. К тому же из-за необычной формы камеры сгорания ее наполнение и воспламенение смеси проистекают неравномерно. Во всяком случае, если процессы в традиционных двигателях всем знакомы, то природу 4-stroke еще предстоит изучить. В пользу изобретения говорят компактность и превосходная сбалансированность мотора. К тому же он обещает быть недорогим в производстве.
С целью привлечь внимание к фирме «Four Stroke» Антонов спроектировал концепт-кар. С детства ему запомнился Bugatti T57SC Atlantic, и вот конструктор решил сделать его реплику с кузовом из стеклопластика. Собственноручно изготовил для нее решетку радиатора. Автомобиль переднеприводный, длиной всего 3,5 м. Весит он 400 кг, что при использовании трехцилиндрового 700-кубового 54-сильного мотоциклетного мотора дает удельную массу, как у спортивного автомобиля — 4 кг/л.с. «Знаете, — говорит господин Антонов, — и в этом репликаре, и в моих двигателях и трансмиссиях многое от детских ощущений волшебства, исходящего от сложных механизмов». И добавляет, переиначивая известную фразу своего тезки-авиаконструктора: «Красивая машина хорошо работает!»