【常规潜艇使用的AIP系统,用来在水下发电,虽然功率低,也没有太多选择】

太空开发,斯特林动力获得新生

斯特林虽然功率不高,但优点是不需要补充燃油或者其他消耗品,也不怕燃料爆炸,整个设备造完理论上就不用动了,有温差就能工作。所以,美国从冷战太空争霸时期,全球率先开始研究斯特林发动机在太空中的应用。

太空目前使用的主要是光电板,利用光电效应发电。但是一旦离开太阳太远,光电效应就大打折扣,甚至都不起作用。

月球也有类似情况。空间站上一昼夜是45分钟,没有太阳时,电池能支撑半个多小时即可。月球一昼夜是一个月,没有光照的这半个月,玉兔探测器靠休眠熬过去,但未来月球基地的人可不能关机,这半个月的电力如何确保?太阳能发电肯定指望不上。若是用电池那需要多少组?那只能建造复杂沉重的核电站了吗?

这时,斯特林动力就体现出自己的价值,只要给个热源就能发电。热源就简单了,我们有成熟的核燃料技术,寿命长热量高,发热稳定不需要氧气,又小又方便。两者搭配,就是完美的电力系统,虽然热效率低一些,但性价比已经非常高了。

比如这个月球斯特林发电机想象图,白色的是散热板,主体埋在月壤里屏蔽辐射。设想中这种发电机能提供40千瓦发电能力,连续工作至少15年。

斯特林发动机,也是复杂又科幻的系统

方向虽然确定了,原理也很简单,但是想把这个系统放在太空使用,比登天还难。

我们可以看到,斯特林是一个靠密闭气体膨胀收缩工作的系统。那么,这套系统的气密性如何确保?气密性确保的前提下,怎么解决活动部件的润滑问题?怎么确保系统功率达到最优?怎么确保这套系统可以在恶劣的太空或月球,可靠的使用数年甚至十几年?在以上基础上,如何确保系统设计重量最轻,结构最简单,发射成本最低?