Двигатели, работающие на нагреве воздуха (двигатели горячего воздуха, или калорические двигатели), разрабатывались несколькими изобретателями в разные периоды. Ниже — ключевые фигуры и их вклад.
- Гийом Амонтон (Франция, 1699 г.)
Спроектировал устройство под названием «Огненная мельница» — одну из первых известных конструкций двигателя горячего воздуха.
Принцип работы: вертикально ориентированное колесо с полостями, заполненными газом (внешние) и водой (внутренние). При нагреве газа он расширялся, выталкивая воду вверх; при охлаждении — сжимался, позволяя воде опускаться под действием силы тяжести. Это создавало вращение колеса.
Проект не получил развития из‑за сложности конструкции, высокого расхода топлива и ранней смерти изобретателя.
Джордж Кейли (Англия, 1807 г.)
Создал двигатель, в котором работу совершала смесь нагретого воздуха и продуктов сгорания твёрдого топлива.
Недостаток: быстрое изнашивание из‑за пыли, образующейся при сгорании.
Устройство не нашло широкого промышленного применения.
Роберт Стирлинг (Шотландия, 1816 г.)
Запатентовал конструкцию двигателя горячего воздуха, которая оказалась наиболее успешной среди ранних разработок.
Ключевое новшество: введение узла, названного «эконом» (ныне — «регенератор»). Он удерживал тепло в тёплой части двигателя, повышая эффективность за счёт повторного использования теплоты при охлаждении рабочего тела.
Двигатель работал по циклу Стирлинга (чередование изотермических и изохорических процессов) и получил распространение в XIX веке.
Преимущества: безопасность (в отличие от паровых машин, склонных к взрывам) и возможность работы на любом источнике тепла.
- Джон Эрикссон (США, шведского происхождения)
В 1830 и 1833 гг. разработал собственные модели двигателей горячего воздуха.
В 1851 г. создал ещё одну версию, которую позже использовал в корабельных установках.
Его двигатели были достаточно распространены в XIX веке, а цикл Эрикссона (близкий к циклу Стирлинга) стал основой для некоторых модификаций.
Итог:
- Первые идеи двигателей горячего воздуха появились ещё в конце XVII века (Амонтон).
- В XIX веке наиболее значимые разработки представили Стирлинг (с регенератором) и Эрикссон, чьи конструкции получили практическое применение.
- В XX веке интерес к таким двигателям возродился, особенно к двигателям Стирлинга, благодаря их эффективности и универсальности.