— Алло, такой-то такойтович на связи?
— Да, это я.
— Ангелина из компании «Рога и Копыта». Нуждаетесь ли вы в услугах литья?
— Интересует литьё сплава N, 10 т. Можно расчёт?
— Замялась… Да, работаем с чем-то похожим.
— Отлично, свяжитесь со мной: детали обговорим.
— Передам менеджеру.
Прошёл месяц, а обратной связи всё нет — хотя речь шла о крупном заказе от «АналоговНет», климатического стартапа.
Вспышка интереса, 15 лет назад
В старших классах многие задавались вопросом: зачем нужно изучать синусы и косинусы, если они будто бы бесполезны? Я тоже считал тригонометрию самой скучной темой, но упорно штудировал её благодаря Ивану Владимировичу Бабушкину. И вот это обучение вернулось ко мне неожиданным образом.
Звонок начальника
Через 15 лет после школы раздался взволнованный голос босса: он на выставке в лучшем городе мира и хочет обсудить «что-то интересное», не связанное с нашей частной ракетой. Вскоре он сбросил контакт «человека, который занимается кондиционерами» — и началось.
- Он звонил прямо с технофорумa.
- Тема не про ракету, а про климатические системы.
- В молодости его поразила сложность компрессора кондиционера.
- Он активно поддерживает импортозамещение.
- Контакт: «специалист по системам кондиционирования».
В гостиной на обсуждении
Через час я оказался в гостиной и не сдержался:
— Ты серьёзно решил сконструировать собственный кондиционер?
— Да, именно так, — с улыбкой подтвердил он.
После его рассуждений об отечественном спиральном компрессоре я тоже загорелся идеей. Сложность проекта ещё не осознал, но был готов влиться в команду.
Начало лабораторных работ
Мы обосновались в хорошо оснащённой лаборатории климатотехники одного колледжа Екатеринбурга, вместе с местными экспертами по кондиционерам. Разобрали европейский прототип, задали техническое задание и дополнили его эксплуатационными требованиями, выверенными опытом.
При проектировании спиральных лопаток выяснилось, что в Рунете практически нет подробных описаний, в отличие от ракетных двигателей. Пришлось полагаться на редкие патенты и отрывочные публикации.
Первым шагом стало уравнение Архимедовой спирали:
ρ = k·φ
где ρ — радиальное расстояние от центра до точки, φ — угол поворота, k — шаг спирали.
Но несколько витков пересекались, вызывая утечки фреона. С помощью SciPy написал скрипт для численного расчёта оптимальной геометрии, и в итоге получил два сопрягаемых профиля без коллизий.
Первый пластиковый прототип
Для тестов распечатали на 3D-принтере микрокомпрессор по нашим спиральным профилям:
Алгоритм подтвердил работоспособность, осталось повторить на металле с точностью до микрон. Выбрали наносплав железа с углеродом для спиралей и коррозионностойкие сплавы для корпуса:
- Лабораторные испытания с агрессивными средами требуют устойчивости к коррозии.
- Мягкий сплав даёт возможность точной доводки напильником.
Серии неудач
Первая сборка в оригинальном корпусе провалилась: слабый расход воздуха и дерганья стрелки манометра. Переточка спиралей пять раз, абразивные пасты, смена сплавов — всё безрезультатно. Появились потерянные масляные канавки, забытые фаски и левое сверло по незнамо какой причине.
Генеральный и технический директора подключились, но тоже не решили проблему. Пришлось вернуться к теории и анализу.
Микропобеда
На пятой итерации обнаружили смещение одной из спиралей на < 1° из-за разницы в системах координат. Исправили угол, довели заготовки бормашинкой и словили в манометре долгожданный стрелочный ход.
Дальше — упаковали две сопрягаемые спирали в единый механизм, спроектировали BLDC-мотор и нашли отечественную серию двигателей с приемлемой ценой, договорившись о поставках.
В корпус мотор установлен, параметры: давление выше рыночного запаса, расход совпадает с оригиналом на 99%.
Коммерческий потенциал
Первый образец обошёлся втрое дороже аналогов, но сейчас часть деталей переведена на серийную технологию, а на остальные получены конкурентные предложения. В прототипе лишь один импортный элемент — пусковой конденсатор.
Параллельно готовятся два флагмана мощностью 20 кВт и 30 кВт. Пусть они потребуют множества итераций — рынок должен быть готов к нашему появлению.
От климатотехники к космосу
Проект начался с ракетных разработок, и компрессор разделяет с ними ресурсную базу. К тому же климатическая техника быстрее окупается, пополняя финансовые, технологические и кадровые резервы для нашей частной космической программы.
По вопросам сотрудничества и предложений: saetov@turkov.ru
