แนวคิดเครื่องยนต์โรตารีขนาดเล็กโฉมใหม่ ทนทาน-มีประสิทธิภาพมากขึ้น เหมาะกับการใช้งานสำหรับกองทัพ

บริษัทลิควิดพิสตัน (LiquidPiston) ผู้พัฒนาและผลิตเครื่องยนต์จากสหรัฐอเมริกา เผยโฉมเครื่องยนต์ เอ็กซ์ทีเอส-210 (XTS-210) เครื่องยนต์แบบใหม่ ขจัดปัญหาด้านประสิทธิภาพ การหล่อลื่น และประเภทเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์โรตารีไปได้อย่างหมดจด

สำหรับเครื่องยนต์โรตารี (Rotary engine) หรือ เครื่องยนต์วันเคล (Wankel engine) เป็นรูปแบบของเครื่องยนต์ ที่ใช้หลักการหมุนแทนที่การใช้งานลูกสูบ นอกเหนือกว่านั้นการออกแบบเครื่องยนต์แบบลูกสูบที่ใช้กันทั่วไปเครื่องยนต์วันเคลให้ข้อได้เปรียบกว่าในเรื่องของความเรียบง่าย, ราบรื่น, กระทัดรัด, ด้วยจำนวนรอบการหมุนที่มีรอบต่อนาทีที่มีค่าสูง

XTS-210 จากบริษัทลิควิดพิสตัน เป็นเครื่องยนต์ 2 จังหวะแบบซูเปอร์ชาร์จ ระบายความร้อนด้วยของเหลว ซึ่งจะให้กำลังมากกว่าเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเดียวกันถึง 5 เท่า และเพิ่มแรงบิดได้มากขึ้น 3 เท่า แต่มีขนาดประมาณลูกบาสเกตบอล หนักเพียง 19 กิโลกรัมเท่านั้น

ด้านความจุ XTS-210 เป็นเครื่องยนต์ขนาด 210 ซีซี และสามารถใช้เชื้อเพลิงหลายประเภท รวมทั้งน้ำมันดีเซลและน้ำมันก๊าด หรือน้ำมันอากาศยาน บริษัทตั้งเป้าให้ XTS-210 ผลิตกำลังเครื่องได้ 26.8 แรงม้า และให้แรงบิด 29.4 นิวตันเมตร (21.7 ปอนด์-ฟุต) ในรอบเครื่องยนต์ 6,500 รอบต่อนาที

ลิควิดพิสตันยังเคลมว่า ตัวเลขเหล่านี้เปรียบเทียบได้กับกำลังขับของ Kohler KDW1003 E536A ที่มีกำลังสูงสุดขนาด 25.2 แรงม้า ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ดีเซลที่มีขนาดใหญ่กว่า XTS-210 ประมาณ 5 เท่า โดยการออกแบบ XTS-210 จะใช้ชิ้นส่วนหลักในการเคลื่อนที่เพียงสองส่วน ได้แก่โรเตอร์และเพลา เท่านั้น โดยการใช้งานของ XTS-210 จะมุ่งเป้าไปที่การใช้งานทางการทหาร การใช้ในเชิงพาณิชย์ และอุตสาหกรรมอวกาศ

อเล็ก สโกลนิค (Alec Shkolnik) ผู้ร่วมก่อตั้งและประธานบริหาร (CEO) ของ ลิควิดพิสตัน อธิบายว่า สำหรับเครื่องยนต์วันเคล ซึ่งมีโรเตอร์ทรงสามเหลี่ยมภายในตัวเรือนเครื่องยนต์ แต่เครื่องยนต์ XTS-210 จะเป็นโรเตอร์รูปถั่วลิสงในตัวเครื่องยนต์ทรงสามเหลี่ยม 

"เครื่องยนต์วันเคลแบบเก่า มีห้องเผาไหม้ที่ยาว แคบ และมีชิ้นส่วนที่ขยับได้ แต่ XTS-210 มีห้องเผาไหม้แบบติดอยู่กับที่ ผู้ขับขี่สามารถปรับแต่งเครื่องยนต์นี้ให้มีกำลังอัดสูงได้ เพียงแค่ทำให้ห้องเผาไหม้เล็กลง และเนื่องจากชิ้นส่วนมันไม่สามารถขยับได้ เราจึงสามารถฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปได้โดยตรง ซึ่งเครื่องวันเคล ไม่สามารถทำได้ ดังนั้น ข้อดีสองประการของดีเซลคืออัตราส่วนกำลังอัดสูงและระบบหัวฉีดแบบไดเรคอินเจกชัน ที่มีประสิทธิภาพ”

"โดยพื้นฐานแล้ว เราแก้ปัญหาของเครื่องยนต์โรตารีรุ่นเก่า ๆ ด้วยระบบเผาไหม้และระบบจ่ายน้ำมันแบบใหม่ ซึ่งเครื่องยนต์โรตารีแบบเก่าก่อให้เกิดทั้งปัญหาด้านความทนทานและปัญหาการปล่อยมลพิษ การทำให้ส่วนประกอบเหล่านั้นอยู่กับที่จึงเป็นการยกระดับการทำงานของมันให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นมาก"

ลิควิดพิสตัน ได้สร้างเครื่องยนต์โรตารี X-engines มาแล้วเป็นเวลาเกือบ 20 ปี และมีการทดสอบตัวเครื่องต้นแบบในเครื่องบินขนาดเล็ก และรถโกคาร์ทหลายต่อหลายครั้ง นอกจากนี้ เครื่องต้นแบบอื่น ๆ ของ XTS-20 ยังสามารถสร้างกำลังสูงสุดได้ถึง 40 แรงม้า และยังมีเครื่องยนต์แบบ ฟอร์ซ-อินดักชัน (Forced-Induction) ที่มีกำลังสูงสุดมากถึง 70 แรงม้าเป็นทางเลือก ในการทดสอบยังมีการใช้น้ำมันดีเซล น้ำมันเบนซิน ไฮโดรเจน และโพรเพน ในการขับเคลื่อน และขณะนี้ยังมีการทดสอบโดยใช้เชื้อเพลิง JP-8/Jet-A ที่ใช้กันแพร่หลายในอุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ, การบิน และอุตสาหกรรมอวกาศ

ลิควิดพิสตันกำลังเดินหน้าแผนการจัดจำหน่าย XTS-210 ด้วยสัญญามูลค่า 9 ล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือ 306 ล้านบาทให้กับกองทัพสหรัฐฯ คาดว่าจะมีการส่งมอบเครื่องต้นแบบในปี 2024 ซึ่งจะช่วยเพิ่มมูลค่าสัญญาทางทหารของบริษัทให้มีมูลค่ารวมกว่า 30 ล้านดอลลาร์ หรือประมาณ 1.02 พันล้านบาท โดยคาดว่ากองทัพสหรัฐฯ จะใช้งานเครื่องยนต์โรตารี XTS-210 กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพกพาและอากาศยานไร้คนขับ (UAV) ในเบื้องต้น

ขณะที่สโกลนิค CEO ของลิควิดพิสตัน กล่าวในการแถลงข่าวว่า  “ยังไม่มีเครื่องยนต์ดีเซลกำลังขนาด 25 แรงม้าในปัจจุบันที่เหมาะสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ และการทหารเคลื่อนที่”

“น้ำหนัก ขนาด ที่ลดลง ความสามารถในการใช้เชื้อเพลิงของ XTS-210 ที่หลากหลาย จะช่วยเพิ่มประโยชน์ต่อกองทัพ ลดภาระด้านการบริหารจัดการขนส่งในยุคที่กองทัพต้องเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา”

อย่างไรก็ตาม เมื่อยุคการใช้พลังงานไฟฟ้าเริ่มต้นขึ้นแล้ว ต่อจากนี้จึงเป็นช่วงเวลาแห่งการพิสูจน์ตัวสำหรับแนวคิดเครื่องยนต์สันดาปโรตารี XTS-210 แบบใหม่แต่แน่นอนว่ากองทัพสหรัฐฯ จะยังไม่ใช้เครื่องยนต์ไฟฟ้าเต็มรูปแบบในเร็ว ๆ นี้

ที่มาของข้อมูล Newatlas

ที่มาของรูปภาพ LiquidPiston