不用依靠化石燃料的爆燃，只要存在溫差，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)就能運(yùn)轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生巨大的動(dòng)能。

方才還是一片寂靜的海域，突然開始咆哮。此時(shí)那艘二級(jí)戰(zhàn)艦依然保持著巡航的速度，似乎并沒有感覺到有一股激情似乎要從海底爆發(fā)出來。突然，敵人從最意想不到的位置出現(xiàn)了！神秘的印度王子、兼深邃哲人與科學(xué)狂人與一體的尼莫船長駕駛著“鸚鵡螺號(hào)”向“文明世界”傾泄出他全部的憤怒。目標(biāo)正對(duì)戰(zhàn)艦，“鸚鵡螺號(hào)”在海底全速前進(jìn)，借助無與倫比的動(dòng)能把戰(zhàn)艦刺穿一個(gè)大洞，隨后揚(yáng)長而去……

這就是19世紀(jì)的人對(duì)于超級(jí)動(dòng)力的想像。在凡爾納心目中的“鸚鵡螺號(hào)”是一個(gè)超級(jí)科技結(jié)晶體：它靜如處子，能夠深深隱藏在海底兩萬里；而又動(dòng)如脫兔，能夠在瞬間毀滅當(dāng)時(shí)任何其它海上交通工具。它的能量來自海水中俯仰皆是的鈉和水，而把這些不起眼的原料轉(zhuǎn)化為可供驅(qū)策的無窮能量的則是一臺(tái)熱氣機(jī)，也稱為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。

余熱轉(zhuǎn)化成能量

這臺(tái)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)不用依靠化石燃料的爆燃也能發(fā)出巨大的動(dòng)能。僅僅從鈉和水里面就能尋找出取之不盡的能量，這個(gè)想法至今依然超出人類的科學(xué)和技術(shù)水平。但是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)卻是一個(gè)在凡爾納生前就誕生的老東西了。然而，凡爾納想像不到的是，雖然“鸚鵡螺號(hào)”至今都造不出來，但是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)則居然能被用于家用電腦。

當(dāng)微星在CeBIT 2008上展出它最新的主板時(shí)，它的ECOlution散熱器也同樣迷倒了眾多電腦粉絲。這個(gè)風(fēng)扇樣式的北橋散熱設(shè)計(jì)的ECOlution散熱器就是采用了“斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)”（Stirling engine）的理論，用于芯片的散熱工作。與通常的散熱風(fēng)扇不同的是，這只風(fēng)扇轉(zhuǎn)起來不用電。

在理論上，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的效率被稱為卡諾循環(huán)效率，幾乎等于理論最大效率。它通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動(dòng)力的。微星設(shè)計(jì)的這種芯片組散熱風(fēng)扇采用無電源設(shè)計(jì)，等同于“被動(dòng)式”散熱器。目前，大多數(shù)的計(jì)算機(jī)主板都是采用“主動(dòng)式”散熱技術(shù)，在消除掉了芯片表面的熱量的同時(shí)卻消耗了大量的電力。據(jù)解釋，當(dāng)熱量聚焦到時(shí)，產(chǎn)生的壓力推動(dòng)位于散熱器中央的活塞，活塞的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)向上旋轉(zhuǎn)的齒輪，從而帶動(dòng)風(fēng)扇。從而，芯片組產(chǎn)生的熱能被轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能，與此同時(shí)，熱量也被發(fā)散出去。

微星解釋這種散熱器能把70%的熱功率轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。這意味著，芯片產(chǎn)生的熱能中的7分被用來轉(zhuǎn)化成風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能，并且用來消除剩余的3分熱量。當(dāng)芯片組不夠熱時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)無需工作，當(dāng)然它也無法工作。

深藏海底的殺人兵器

與“鸚鵡螺號(hào)”一樣，裝備了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)代潛艇，同樣讓人望而生畏。通常這種潛艇被稱為“亞核潛艇”。

因?yàn)?，常?guī)動(dòng)力潛艇在水下是靠蓄電池提供動(dòng)力，只能在水下航行幾十個(gè)小時(shí)，不得不經(jīng)常浮至海面“呼吸”，極易暴露目標(biāo)，遭敵致命打擊。而裝上斯特林該發(fā)動(dòng)機(jī)的潛艇可持續(xù)潛航達(dá)3周左右，其作戰(zhàn)性能將成倍增加，堪比小型核潛艇。

瑞典考庫姆公司從20世紀(jì)60年代末就開始斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作，目前已經(jīng)成功研制出71千瓦的 V4-275R 型斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，裝備于1995年2月2日下水的“哥特蘭”號(hào)潛艇。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)主要是在水下續(xù)航狀態(tài)下工作，與蓄電池并聯(lián)，向推進(jìn)電機(jī)、全艇輔機(jī)及其他用電設(shè)備供電。潛艇中的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞上室為熱室，它與另一活塞的下室相連，四個(gè)缸相互連接在一起，具體的是1號(hào)缸上部的熱室與2號(hào)缸下部的冷室相連，2號(hào)缸上部的熱室與3號(hào)缸下部的冷室相連，3號(hào)缸上部的熱室與4號(hào)缸下部的冷室相連，4號(hào)缸上部的熱室與1號(hào)缸下部的冷室相連，互相差90°角。它們使工作氣體在熱室和冷室之間來回移動(dòng)，使活塞運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)中國國防大學(xué)張召忠的介紹，由于是外部閉式循環(huán)的燃燒，所以只要有一罐氧氣就可以反復(fù)地燃燒。

日本由于受戰(zhàn)后國際條約和《和平憲法》的限制，不能發(fā)展核潛艇，因此很青睞這種所謂的“亞核潛艇”。4年前，日本川崎重工開始購買考庫姆公司的發(fā)動(dòng)機(jī)，并陸續(xù)將日本海上自衛(wèi)隊(duì)的所有“親潮”級(jí)潛艇及新研制的潛艇上加裝“不依賴空氣動(dòng)力裝置”（AIP）系統(tǒng)。目前，日本海上自衛(wèi)隊(duì)共擁有16艘潛艇，其中新型“親潮”級(jí)潛艇6艘、“春潮”級(jí)7艘和“夕潮”級(jí)3艘。日本計(jì)劃以每年更換一艘潛艇的速度，將所有的“夕潮”級(jí)潛艇及“親潮”級(jí)潛艇全部換裝為加裝AIP系統(tǒng)的新型“親潮”級(jí)潛艇。這是全世界最高的，其技術(shù)水平也堪稱世界一流的現(xiàn)役潛艇的更新?lián)Q代率。

用于海底軍事潛伏，這或許是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明者，倫敦的牧師羅巴特#8226;斯特林在1816年發(fā)明它時(shí)萬萬想不到的應(yīng)用方式。當(dāng)它出現(xiàn)時(shí)，相對(duì)于燃燒柴油的內(nèi)燃機(jī)，才被稱為外燃發(fā)動(dòng)機(jī)。它的運(yùn)動(dòng)過程是：當(dāng)燃料連續(xù)燃燒時(shí)，外燃機(jī)內(nèi)部被蒸發(fā)而膨脹氫氣（或氦）作為動(dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng)，膨脹氣體將在冷氣室冷卻而體積變小，如此周而復(fù)始地進(jìn)行循環(huán)的推動(dòng)過程。

斯特林最開始出于提高熱機(jī)效率的目的而開始熱力學(xué)理論的研究。當(dāng)時(shí)（18世紀(jì)末和19世紀(jì)初）的熱機(jī)普遍為蒸汽機(jī)，它的效率只有3％~5％，也意味著有95％以上的熱能得不到利用。熱機(jī)的效率直至1840年也僅僅提高到8％。

斯特林所提出的斯特林循環(huán)，是重要的熱機(jī)循環(huán)之一，亦稱“斯特林熱氣機(jī)循環(huán)”。這種循環(huán)，是封閉式的，采用定容下吸熱的氣體循環(huán)方式。循環(huán)過程是：一，等容吸熱加熱；二，由外熱源等溫加熱；三，等容放熱，供吸熱用；四，向冷體等溫放熱，完成一個(gè)循環(huán)。在理想吸熱的條件下，這種循環(huán)的熱效率，等于溫度上下限相同的卡諾循環(huán)。利用這種循環(huán)的“斯特林熱機(jī)”，具有很多特點(diǎn)，如采用外燃，或外熱源供熱等。由于這種循環(huán)是封閉式循環(huán)，可采用傳熱性能好的工質(zhì)，同時(shí)，工質(zhì)的腐蝕性也可以很小，如氮?dú)?、氫氣等氣體。充入的氣體工質(zhì)，還可以加大壓力，視封閉系統(tǒng)的情況，能夠采用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大氣壓力的高壓氣體工作，這樣可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的單位重量的功率，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和重量。斯特林熱機(jī)的逆向運(yùn)轉(zhuǎn)就是制冷機(jī)或熱泵機(jī)。斯特林循環(huán)的效率，即在理想狀況下，可以無限提高。當(dāng)然受實(shí)際可能的限制，不可能達(dá)到100％，但提供了提高熱效率的努力方向。

太陽能點(diǎn)燃外燃機(jī)

在美國加里福尼亞州大約7平方公里的土地上，聳立著超過20000臺(tái)太陽能板。這是繼瑞典考庫姆公司成功商業(yè)化斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)之后，南加州愛迪生電力公司與斯特林能源系統(tǒng)公司合作展開了史上規(guī)模最大的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目。這項(xiàng)與2005年開始的項(xiàng)目，在建成之后將能產(chǎn)生超過500兆瓦的電力，那將超過所有其它美國現(xiàn)行太陽能項(xiàng)目的總和，其能量總以供應(yīng)50萬戶家庭使用。

一組鏡子方陣將集中太陽能，并且傳送至接收端的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。此時(shí)接收器加熱氫氣并且使它膨脹。氣體膨脹推動(dòng)活塞做功，膨脹后的氣體在冷氣室冷卻，然后進(jìn)入下一個(gè)流程。整個(gè)能源轉(zhuǎn)換的過程處于一個(gè)密閉的環(huán)境中，絲毫不用其余的燃料，也不會(huì)產(chǎn)生任何的排放。

“這個(gè)項(xiàng)目對(duì)于我們的用戶和國家來說都堪稱實(shí)惠?！表?xiàng)目常設(shè)專家委員會(huì)首席執(zhí)行干事艾倫#8226;佛勒這么說，“我們甚至不需要國家補(bǔ)貼，而且還能提供更便宜的電力。測試表明搭配斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)電，比其他的太陽能技術(shù)大大地節(jié)約成本?！边M(jìn)行測試的專家委員會(huì)和桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)表明，這種技術(shù)的熱能轉(zhuǎn)化效率兩倍于其他的太陽能技術(shù)。

事實(shí)上，只要有一定值的溫度差存在，就可以形成斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。我們可以試試在一杯滾燙的咖啡杯上假設(shè)一臺(tái)微型的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。反之，如果下面是冰塊，因?yàn)榇嬖跍夭睿材苻D(zhuǎn)起來，甚至比里面是熱咖啡還要持久。有愛好者曾經(jīng)達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)小時(shí)的記錄。

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)可以使用多種的燃料，各種可燃?xì)怏w當(dāng)然是最佳材料，而在一些傳統(tǒng)的游牧地區(qū)，牛糞也可以用作燃料。而且它不但排氣潔凈，因?yàn)闆]有內(nèi)燃機(jī)所必須經(jīng)歷的氣體爆炸，所以也大大降低了噪音污染。同時(shí)，它除了燃燒室內(nèi)原有的空氣外，不需要其他空氣，所以也不排廢氣，這非常適用于對(duì)于環(huán)境日益重視的都市環(huán)境。

水不能變成油，無論它是一杯冰水或是一杯熱水。但是它可以像油一樣來驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。