Из серии Это интересно. Часть 7

Из серии: «Это интересно». Часть 7.

Водород (Н2) – распространённый элемент во
Вселенной. И самый лёгкий. В таблице Менделеева,
он – на первом месте. На планете его очень много, если
Добывать его из водородосодержащих молекул. Но
зачем добывать его, ему и в молекулах неплохо. Для чего
нам нужен свободный водород, ведь он очень горюч и
взрывоопасен? А вот как раз в силу этих свойств он
и может нам понадобится. Водород – идеальное ТОПЛИВО!
Нужна только безопасность в получении и его использовании.

Первая часть.

А именно проблемы эти:
По безопасности его
Добычи, также примененья –
Не дадут, чтоб лидером стал.

Что водородное топливо
До сих пор всё ж не заняло
В мире уже первое место
Среди других топлив Земли.

(Хотя над решением этой задачи продолжают
Работать учёные и инженеры многих стран)

А началось давно всё это.
Более 200 лет назад.
Уже в 1820 – ом
В Англии был прочтён доклад.

Уильям Сесил, в философском
Кембриджском обществе прочёл
Доклад: «О водородном газе…»
Этот учёный первым стал.

(«О применении водородного газа для производства
Движущей силы в машинах»)

Он предложил стать водороду
Для двигателей топливом.
Но, разумеется, не чистый.
Осознавали – ВЗРЫВНОЙ он.

Поэтому и предлагали
ВОЗДУШНО – ВОДОРОДНУЮ
СМЕСЬ. Двигатель на ней же
Совсем простой конструкции.

Когда в цилиндре смесь взрывалась,
Расширяющийся объём
Газов, двигал там этот поршень,
Но в одном направлении.

А когда ж газы остывали
Поршень тот возвращался вспять.
В исходное то положенье –.
Вот и вся кинематика.

Практического ж примененья
Это изобретение
Сесила, тогда не получит,
Лишь через 20 лет – прорыв.

1841 год

В тот год двигатель водородный
Который разработал там
Последователь уж Сесила –
Патент английский получил.

Изобретенье показалось
Всем многообещающим.
И вызвало волну дальнейших
Различных разработок там.

1852 год

Из Мюнхена Христиан Тейтман,
Часовщик короля, собрал
Модель действующего уже
Там двигателя «ДВС». 

(Короля - Максимилиан (2). Баварского. Двигатель
На воздушно – водородной смеси)

Примерно уже в это время
Начался дирижаблей век.
Модели первых аппаратов,
Начали появляться там.

И стал вопрос чем заполнять их
Там оболочку? Водород,
Приемлемым всем показался,
И безопасным даже там.

(Мол, более безопасным, чем ДВС –
Никаких, мол, взрывов)

А значит, применять в них стоит
И чистый водород тогда ж.
Что многократно больше б дало
Грузоподъёмность их тогда.

(К началу 20 века оболочки дирижаблей стали
Заполнять чистым водородом, а фирма «Цеппелин»
Стала использовать и в двигателях своих дирижаблей
Но уже в составе смеси)

Победное же шествие тех
Аппаратов прервалось там,
Серией катастроф их страшных,
Чистый водород всех подвёл.

Свой показал взрывной характер.
И чтоб больше не рисковать
Конструкторы тех дирижаблей
На ГЕЛИЙ тогда перешли.

(Более тяжёлый, более дорогой, но практически
Безопасный в употреблении)

Вторая часть.

На поверхности ж земли нашей
Никто не собирался всё ж
Отказываться от такого
Топлива. И с ним – перспектив.

ДВС - ом на водороде
Вплотную занялись уже
В далёких тех годах 20 - х
Прошлого века на Земле.

Английские же инженеры
Рикардо Г. и А. Брустел
С воздушно – водородной смесью
Работали упорно там.

И первыми те обнаружат
Эффект побочный в деле том:
Не самый, кстати, и приятный –
ОБРАТНУЮ ВСПЫШКУ тогда ж.

Проблему той обратной вспышки
Тогда частично смог решить
Инженер немец, Рудольф Эррен -
Другую смесь он предложил.

На ВОДОРОДНО – КИСЛОРОДНОЙ
Смеси он сделал ДВС.
В США перебравшись, он получит
Патент на двигатель такой.

(Он уехал в 1939 году из гитлеровской Германии)

В двигателе на такте ВПУСКА
В цилиндр подавалась смесь
КИСЛОРОДА с ВОДЯНЫМ ПАРОМ
В такте СЖАТИЯ – ВОДОРОД…

В цилиндр водород давался -
Через его СТЕНКУ уже,
Это опасность там снижало
Возникновенья вспышки той.

(Обратной)

Плюс преимущество там было
В том ДВС, который мог
Работать БЕЗ ОБРАТНОГО там
ВЫХЛОПА. Это был прогресс.

(А значит, был пригоден для использования
На ПОДВОДНЫХ ЛОДКАХ)

Эррен перевести задумал
На смеси водородные
Наземный транспорт, что работал
На дизельном топливе там.

(Автобусы и грузовики. Но дальше некоторых
Успешных испытаний (в частности, автобус
«Лейланд») дело не пошло)

В нашей стране топливо это
Использовалось более
Всё ж продуктивней. Б.И. Шелищ
Инженер – лейтенант…………………

1941 год

Он перевёл автомобили
Многие их на «водород».
«ГАЗ – АА» на смеси этой
Неплохо ездили тогда.

Смесь добывал он с отслуживших
Своё и потерявших уж
Летучесть тех аэростатов,
Боролся и со «вспышкой» той.

(С помощью придуманных им самим мер)

1942 год

К году тому он переделал
Более же 400
Двигателей автомобильных,
Те применялись в ПВО.

(Противовоздушной обороне Москвы и Ленинграда.
Они использовались для привода лебёдок аэростатов
Заграждения воздушного пространства от самолётов врага.)

Третья часть.

После Второй мировой войны
Развитие двигателей
На водороде в разных странах,
Очень замедлилось уже.

Потому – что топливо это
В сравненье с топливом другим
Было пока ещё ж дороже,
В использованье не простым.

(И к тому же небезопасным)

К середине 70 – х
Годов лишь, возвратились там
Вновь к разработкам -
Заставил «КРИЗИС НЕФТЯНОЙ».

А как всё же там получают
Этот СВОБОДНЫЙ ВОДОРОД?
Попробуем в том разобраться,
Всю технологию пройдём.

На самом деле газ сей чистый
То есть водород, вовсе же
ЦВЕТА совсем там НЕ ИМЕЕТ.
Но для удобств – их несколько.

Этих «цветов», чистого газа.
Чтобы удобней называть.
И цвет названия зависит
От способа полученья.

«Красный» водород получают -
С помощью АТОМНОЙ уже
Энергии, из ВОДЫ. Процесс
ЭЛЕКТРОЛИЗА там идёт.

«Серый» и «голубой» газ этот,
С МЕТАНА выделяют там.
Разными способами только.
Два основных имеются.

«Коричневый» ещё ж бывает
Получают при помощи
ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ же –
Пары воды «прут» над углём.

(Над углём, разогретым до 1000 *С)

А для «зелёного», (как «красный») –
ЭЛЕКТРОЛИЗ нужен воды,
С возобновляемым там только
Источником энергии.

Не дёшевы, энергоёмки
Все эти способы пока.
Последний, что даёт «ЗЕЛЁНЫЙ»
Самый дорогостоящий.

И пока – простой, безопасный,
Недорогой способ к тому ж,
Не найдут, там для полученья
Водорода. Бензин - в цене.

(Из самого доступного и ненужного сырья (к примеру
Из биологических отходов). А пока водородный двигатель
Будет проигрывать бензиновому, дизельному или работающим
На углеводородной смеси (пропан – бутан)

И есть серьёзная ж проблема
С безопасностью связана
Использованья водорода:
А, кстати - где его держать?

В обычны бензобак, конечно,
Не закачаешь водород...
В нашей стране этой проблеме,
Особое внимание.

Хранения с транспортировкой.
И впечатляющие есть,
Экспериментов, результаты
Что могли б в практику прийти.

Если бы не развал СССР там. 
Ведь именно ж тогда в стране
Изобрели способ храненья
Топлива водородного.

МЕТАЛЛОГИДРИДНЫЙ есть способ,
И КРИОГЕННЫЙ, и ещё ж
То – КОМБИНИРОВАННЫЙ также.
В СССР изобрели.

(Переоборудованные образцы советских автомобилей
«Волга» ГАЗ – 24 и «Жигули» ВАЗ – 2101, а также
Микроавтобусов «РАФ» прошли опытную эксплуатацию
И показали приемлемые технические характеристики и
Соответствие нормам безопасности)

Четвёртая часть.

1973 год

«Нефтяной кризис» того года
И первые серьёзные,
Об ухудшении, сигналы,
Природы – всех вернут назад.

Заставили опять вернуться
К проектам водородным тем.
Положенным под сукно после
Второй мировой той войны.

Технологии производства
Топливных элементов там
И полученья водорода,
Всё ж сохранились ещё ж там.

Образцы двигателей также,
С ресурсом больше десяти
Тысяч часов их там работы
С храненьем водорода есть.

(На борту автомобиля, обеспечивающими запас
Хода на 500 километров – также имелись в наличии)

Но стоимость одного только
Элемента топливного,
Превышала там ДЕСЯТЬ ТЫСЯЧ
Долларов страны США.

И это всё не позволяло
В 20 веке перейти
На «водород» всем повсеместно,
И сейчас невозможно то.

(На массовый переход на «водород»)

Но есть подвижки по сниженью
Стоимости способов там
Полученья, также храненья
Водородного топлива.

Можно надеяться, на нашем
Веку сможем уже застать
Топливо, по цене доступным,
Для машин и автобусов.

2021 год

В тот год один с автомобилей
Опытных, даже там попал
В Книгу рекордов Гиннеса там
На водородном топливе.

То – переделали «Тайоту»
Она проехала тогда ж
1360 километров
И на одной заправке лишь.

(Японская «Tayota Mirai» потратила 5,65 кг водорода)

В Японии же запустили
В экспериментальной серии
Автобусы их городские
На водородном топливе.

Хоть стоимость на них проезда
Ещё ж там очень высока,
Желающих в них прокатиться
Достаточно довольно там.

(Как заявили в мэрии Токио, у этих средств
 Передвижения есть всё же большой плюс –
Во время землетрясений или других стихийных
 Бедствий, при повреждении электросетей
Водородные автобусы можно использовать
Как - МОБИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ)

В США уже продаются
На водородном топливе
Автомобилей две модели
«Hyundai Nexo» и «Toyota Mirai»

Владельцам их пришлось столкнуться
С ценой высокой, и к тому ж
В стране заправок водородных
Маленькое очень число.

2022 год

В Германии же запустили
Первый в мире поезд уже
На «водороде». Запас хода
В 1000 километров там.

(И скорость 140 км/ час. «Goradia Ilint»)

Участвует также Россия
В новой «гонке за водород».
РДЖ присоединилась
В одно время с Германией.

Пока лишь экспериментально
Следуют разработки тут.
И в эти годы состоятся
Ходовые испытанья.

А в работе над автомобильным водородным
Транспортом подключились отечественные
Гиганты, как «АвтоВАЗ» и РКК «Энергия»
Имени С. П. Королёва.

Также внимание особо
Водородным двигателям
Уделяют в авиационной
И в отрасли космической.

В СССР на базе сверхзвукового самолёта «Ту – 154»
Создали самолёт ПЕРВЫЙ в МИРЕ на криогенном топливе
Используя водород «Ту -155». Он установил 14 мировых
Рекордов. Потом были опытные модели: «Ту -160 Б», «Ту -360»
«Ту – 156», «Ту -200» космический самолёт. На западе разрабатывали
Фирма «AirBus», «Zero». Но с распадом СССР работы были
Приостановлены.
В США в те 70 – е годы водородные двигатели
Ставили на 3, 2 ступени ракеты «Сатурн -5», которая
Осуществляла полёты на Луну. У челнока «Space Shuttle»
Внешний топливный бак на 2/3 был заполнен водородом.

В «Энергии» использовали двигатель на водороде «РД- 0120»,
Сейчас для ракеты «Ангара - А5В» для её 3 ступени готовят
Двигатель «РД – 0150»