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【梦天携带的斯特林热电转换实验装置 ， 是世界首次在太空测试的相关设备】
梦天实验舱这次带了一个非常简单 ， 同时又非常高级的东西 ， 那就是斯特林热电转换装置 ， 是国际上首次实现斯特林热电转换装置的空间应用 ， 全球独一份 。
斯特林发动机 ， 简单古老的动力系统
这类发动机是1816年英国科学家罗巴特·斯特林发明的 ， 与我们常见的汽油柴油或者涡喷涡扇发动机不同 ， 它是一种闭式外燃机 。 整个发动机最巧妙的地方 ， 就在不需要从外界补充燃油或者其他任何介质 ， 是个完全封闭的系统 。 只需要通过加热 ， 利用内部介质的热胀冷缩 ， 就能循环运动 。
简单到什么程度呢？有些商家甚至制作出简单的杯盖斯特林 ， 用茶水热气就能驱动它运动 ， 所以说他很古老简陋 。
【斯特林说原理的话其实很简单 ， 气体吸热膨胀 ， 遇冷收缩 ， 在飞轮的帮助下完成循环往复】
这个系统 ， 通过空气吸热膨胀 ， 然后再遇冷收缩的特性 ， 将温差变成自己动力的源泉 。 只要有合适的温差就能工作 ， 因此不挑燃料 ， 只要能发热就成 ， 无所谓是聚焦的太阳能、燃烧的垃圾、煤炭、木柴、燃油还是炽热的核燃料棒 。
但他有个缺点 ， 就是热效率不高 。 相比内燃机直接燃烧 ， 液体变气体驱动的强劲功率 ， 受制于温差所限的斯特林就差很远 ， 所以虽然发明200多年了 ， 使用的地方不是太多 。 只有像常规潜艇这种有特殊需求的场合 ， 才用这种安全简单可靠的外燃机 ， 也就是AIP系统 。
【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？
【具体到实际问题时 ， 原理简单的东西往往就会变得非常复杂 ， 这是NASA的一个太空斯特林发动机结构】
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