Они сказали, что это невозможно сделать:никто не мог создать автомобиль, способный проехать 100 миль (160,9 км) или более на одном галлоне (3,8 литра) бензина, или достичь аналогичной производительности, используя любой другой вид топлива.
А если бы кому-то и удалось построить такое транспортное средство, уж точно оно не было бы быстрым, юрким или аварийным. Но даже если вы дадите таким автомобильным фантазиям презумпцию сомнения, просто не было автомобиля, который смог бы выполнить все, что могло бы быть вместительным. Комфортом пришлось бы пожертвовать на алтарь экономичности. По крайней мере, так когда-то казалось.
Так уж получилось, что все эти сомнения, которые в свое время разделяли более чем несколько автомобильных «экспертов», оказались ошибочными. Справедливости ради, учитывая технологии, доступные до недавнего времени, эти аргументы имели смысл. Но попытки переосмыслить и перепроектировать автомобиль за последние пару десятилетий превращают ранее фантастические идеи в осуществимые.
Эмори Ловинс, основатель и главный научный сотрудник Института Роки-Маунтин (RMI), придумал название «Гиперкар», чтобы описать свою концепцию просторного автомобиля, похожего на внедорожник, который обеспечивает поразительную экономию топлива без каких-либо компромиссов, к которым обычно прибегают люди. автомобили эконом-класса. Концепция RMI Hypercar впервые вышла на общественную арену в 1990-х годах. Фирма Hypercar Inc. выделилась из исследования RMI (сегодня Hypercar Inc. называется FiberForge) для реализации этой концепции.
В последующие годы определение «гиперкар» расширилось и стало обозначать любое чрезвычайно эффективное моторизованное наземное транспортное средство. Главный, но несколько неопределенный параметр заключается в том, что автомобиль может проехать 100 миль (160,9 км) или более на энергетическом эквиваленте галлона (3,8 литра) бензина. Для любителей электроэнергии это то же самое, что 100 миль (160,9 км) на каждые 33,7 киловатт-часа энергии. Чтобы представить это в перспективе, мы говорим о количестве энергии, которое потребуется, чтобы 100-ваттная лампочка горела 10 часов в день (1 киловатт или кВтч) в течение месяца. (В этой статье более подробно объясняется, как работает сравнение эффективности бензиновых и электрических двигателей.)
Так что же не нравится в гиперкарах? Нам трудно думать о многих причинах, кроме того, что они так долго не появлялись для обычных людей. К 2012 году для человека со средним доходом по-прежнему было почти невозможно зайти в автомобильный салон и выехать с ключами и регистрацией на разрешенный для использования на дорогах гиперкар. Да, Chevy Volt от GM имеет рейтинг эффективности чуть менее 100 миль на галлон, но при цене 40 000 долларов за копию можно утверждать, что он все еще недосягаем для большинства потенциальных покупателей автомобилей.
Тем не менее, мы можем пускать слюни... э-э, превозносить достоинства гиперкара как идеи и как развивающегося класса транспортных средств, доступных сегодня — если у вас есть деньги (а в некоторых случаях и технические ноу-хау, чтобы построить один). В этой статье мы рассмотрим некоторые из самых впечатляющих качеств гиперкара. Прочитав статью, взвесьте свои мысли — стоит ли стремиться к эффективности гиперкара?
СодержаниеМы ничего не имеем против заправок, которые снабжают нас бензином, дизельным топливом, биотопливом и так далее. Ни против многих прекрасных людей, работающих на этих станциях. Но давайте смотреть правде в глаза, прерывать нашу повседневную жизнь, чтобы заправиться, довольно хлопотно. И в зависимости от транспортного средства это может быть очень дорого.
С гиперкаром вы могли бы тратить меньше времени на ожидание у заправки... или вообще не тратить время. Владение подключаемым электромобилем, работающим исключительно от аккумуляторов, означает, что все, что вам нужно, — это розетка. У каждого дома есть такие. Типичный автомобиль простаивает 95 % времени, поэтому даже зарядка в течение нескольких часов (например, в течение ночи) не должна причинять владельцам особых неудобств [источник:RenewGrid].
Настоящие гиперкары разрабатываются с почти рабским стремлением снизить вес. Чем меньше весит автомобиль, тем меньше энергии ему требуется для перемещения на заданное расстояние. Чем меньше энергии он должен выделять, тем меньше (и легче) могут быть его различные компоненты. Таким образом, в то время как этот большой тормозной комплект может выглядеть круто под 20-дюймовыми колесами на навороченном обычном автомобиле, на гиперкаре вам не понадобятся большие стопоры. Даже на очень быстром гиперкаре общий вес легкого автомобиля сделал бы тормоза монстра излишними.
Меньшие по размеру и легкие компоненты, а также использование легких конструкционных материалов, таких как углеродное волокно, обеспечивают феноменальную дальность полета гиперкаров. Остался еще один трюк — объединить все эти приемы и технологии в систему, позволяющую быстро и прибыльно производить массовое производство.
С самого начала человечества люди воевали за доступ к ресурсам. Сегодня одним из самых ценных ресурсов является нефть. Соединенным Штатам не чужды конфликты, запятнанные нефтью, и поддержание доступа к иностранной нефти стоило стране триллионы долларов, не говоря уже о многих тысячах жизней за последние несколько десятилетий.
Глобальный характер нефтяных рынков означает, что любая конкретная страна может быть вынуждена мириться со странами, которые ей не нравятся, — странами, которые экспортируют много нефти. Все ради поддержания внутренних цен на топливо на терпимом уровне. Это может означать, что нужно смотреть в другую сторону, когда правители богатых нефтью стран угнетают собственный народ или предоставляют помощь и убежище террористам.
Энергетическая независимость означает, что страна не слишком полагается на иностранные источники энергии для обеспечения бесперебойной работы своей экономики или национальной обороны. Это концепция, в которой многие военные стремятся отказаться от нефтяного стандарта, когда дело доходит до питания их машин [источник:ВМС США].
Используя меньше бензина или вообще не используя бензин, если он полностью электрический, гиперкар может нанести удар по демократии без единого выстрела. Нация гиперкаров проделает долгий путь к обеспечению энергетической независимости и лишит деспотичные и дружественные террористам государства доходов.
Холодная война не обязательно была забавным временем с геополитической точки зрения. Служили ли вы в армии в ту эпоху или нет, над вами постоянно висела угроза ядерного уничтожения. Несмотря на это, а может быть, и благодаря этому, Соединенные Штаты постоянно нуждались в инновациях.
Сегодня мы извлекаем выгоду из сотовых телефонов, ракет, которые могут достигать космоса, Интернета, GPS-навигации и бесчисленных других достижений, которые произошли в гонке между странами, входящими в Советский Союз, и Западом, чтобы технологически превзойти друг друга. Как выразились философы еще у Эзопа:«Необходимость — мать изобретения». Во время холодной войны «необходимость» заключалась в том, чтобы разработать как можно больше неядерных способов победить другую сторону.
Сегодня растет ощущение безотлагательности, связанной как с сокращением легкодоступных запасов нефти, так и с изменением климата. Как крупные компании, так и отважные изобретатели справились со многими проблемами.
Toyota лидировала среди крупных автопроизводителей со своим новаторским Prius еще в 1997 году. Хотя технически Prius не является гиперкаром (пока), Prius опирается на многие принципы гиперкара для достижения эффективности использования топлива намного выше среднего. Американские автопроизводители включились в игру сравнительно поздно, но после финансового кризиса 2008 года, находящегося на грани смерти, взяли курс на повышение эффективности.
Но инновации внедряют не только крупные компании. Отдельные лица, команды колледжей и даже группы старшеклассников совместно решают проблемы создания гиперкаров с помощью таких стимулов, как премия Progressive Automotive X Prize. Конкурс объявлен как «Конкурс на 10 миллионов долларов США за лучшие автомобили, способные производить 100 миль на галлон».
Если судить по прошлому, то завтра благодаря инновациям, происходящим сегодня, могут быть получены многочисленные побочные выгоды. Кто знает, какие огромные преимущества для бизнеса, личной продуктивности и общества в целом принесут технологии, появившиеся в результате исследований в области гиперкаров?
Когда мы водим наши автомобили внутреннего сгорания, мы берем углерод и другие элементы, извлеченные из-под земли, и выбрасываем их в атмосферу. Подобно нашим легким, атмосфера имеет лишь ограниченную способность фильтровать лишние частицы, прежде чем возникнут неприятные побочные эффекты. Наиболее заметным из них является глобальное повышение температуры.
Доказательства того, что происходит ускоренное изменение климата и что в значительной степени его причиной является деятельность человека, теперь «недвусмысленны», и даже бывшие скептики приходят к мысли, что планета нагревается [источники:Американское метеорологическое общество и Мюллер]. /Р>
По данным Агентства по охране окружающей среды США, автомобили несут ответственность за чуть более половины выбросов углекислого газа для одного домохозяйства. Во всем виноват базовый дизайн автомобилей. Традиционные автомобили печально известны своей расточительностью. По данным Ловинса из Института Роки-Маунтин [источник:Nova], только 0,3 % энергии, вырабатываемой автомобильным двигателем, расходуется на движение водителя.
Куда девается остальная часть? Ловинс говорит, что 87 процентов израсходовано в других частях автомобиля:двигателе, трансмиссии и аксессуарах... другими словами, везде, кроме колес. Несмотря на все свои достижения, современный автомобиль — это движущийся эквивалент протекающего дома со сквозняками.
С другой стороны, гиперкар настойчиво стремится исправить эти недостатки. Эффективность — это главное достоинство гиперкара. Toyota Prius, широко известный как высокоэффективный автомобиль, имеет рейтинг пробега EPA, равный 42 милям на галлон (17,9 километра на литр). Напротив, самый скупой из гиперкаров может достичь выносливости более 200 миль на галлон! (Институт Скалистых гор теперь стал называть этот класс автомобилей «сверхлегкими автомобилями с низким лобовым сопротивлением». Не так мелодично или сексуально, как «гиперкар», но мы можем видеть, как они хотят избежать путаницы с оригинальным гиперкаром. [источник:Институт Скалистых гор].
«Чистый» и «зеленый» часто являются субъективными ярлыками, поскольку бывает трудно отследить источники электричества. Но очевидно, что полностью электрический гиперкар может получать всю свою энергию из экологически чистых возобновляемых источников и, следовательно, быть полностью экологически чистым или углеродно-нейтральным.
Практически для каждой изобретенной новой технологии мы ожидаем улучшения с течением времени. Будь то летательные аппараты или персональные компьютеры, мы считаем, что радикальные изменения в течение нескольких десятилетий — это нормально.
Пример:одна из первых лампочек Томаса Эдисона с лучшими характеристиками могла проработать 1200 часов, прежде чем сгореть. Современная компактная люминесцентная лампа может обеспечивать свет в течение 10 000 часов. Технология нового поколения, светодиодные лампы, рассчитана на 25 000 часов работы.
Автомобили, с другой стороны, почти не двигались, по крайней мере, по одному важному показателю. Ford Model T, представленный в 1908 году, проехал на галлоне (8,9 километра на литр) внушительную 21 милю. Средний пробег автомобиля в 2012 году (в США) составлял 24 мили на галлон (10,2 км на литр) [источники:Ford Motor Company и Eisenstein].
Достигли ли двигатели внутреннего сгорания своего пика эффективности, как утверждают некоторые? Не совсем, но довольно близко. Плюс, справедливости ради, автомобили добились больших успехов в других областях. Но ясно, что для того, чтобы увеличить расход топлива и при этом сохранить безопасность, комфорт и производительность, автопроизводителям придется использовать другие методы, чем те, которые доминируют сегодня. Методы, подобные тем, которые использовались при создании гиперкара.
Мы не говорим о мечтательной, теоретической науке. Но настоящая разработка гиперкара может потребовать полного разрыва с большей частью ортодоксальности автомобилестроения. Возьмем, к примеру, Wikispeed SGT01, участника конкурса Progressive Automotive X Prize. Команда Wikispeed, возглавляемая консультантом по программному обеспечению Джо Джастисом, использовала методы управления (вместе называемые Agile) из мира разработки программного обеспечения, чтобы сократить стандартное время автомобильной промышленности на несколько лет для создания своего родстера SGT01. Полученный в результате автомобиль с кузовом из углеродного волокна стоит 25 000 долларов, разгоняется от 0 до 60 миль в час (от 0 до 96,6 километров в час) за 5 секунд и обеспечивает 108 миль на галлон (45,9 километров на литр) в комбинированном режиме езды по городу и шоссе. (Компромисс в настоящее время — суровая и шумная поездка.)
Для более индивидуальной, но все же спортивной езды есть Rimac Concept One из Хорватии. Эта скульптурная красавица размещает независимо управляемый электродвигатель на каждом колесе для максимальной скорости (от 0 до 60 миль в час всего за 2 секунды) и эффективности (114 миль на галлон). Они называют это «Векторизация крутящего момента на всех колесах». Мы называем это довольно умным решением проблемы потерь энергии в трансмиссии.
И еще множество примеров использования гиперкаров. Пробег на уровне гиперкара почти не верится, но, что примечательно, ноу-хау для его достижения сегодня в пределах досягаемости. Так что в следующий раз, когда вы услышите, как люди жалуются на цены на бензин или хвастаются своей машиной с пробегом 42 мили на галлон (17,9 км на литр), не стесняйтесь рассказать им немного науки:гиперкар оставляет наше автомобильное наследие, работающее на ископаемом топливе, в пыль.
Это прекрасное время для автопроизводителя, не связанного с одной из крупных и авторитетных автомобильных компаний. В прошлом поле было заминировано препятствиями для изобретателей и небольших автостроительных бригад. Бюджетные расходы на исследования и разработки. Труднодоступные детали и комплектующие. Несуществующий доступ к производству в прибыльном масштабе. И просто забудьте о раздаче. Однако сегодня, с появлением Интернета и глобального сотрудничества, эти ограничения рушатся.
Я рад видеть такое разнообразие размеров и национальностей в группах, пытающихся построить пригодные для производства гиперкары. Их работа расширяет совокупность знаний, которыми мы располагаем, чтобы помочь переосмыслить автомобиль и его роль в обществе. После десятилетий застоя крупных автопроизводителей группа нестандартных мыслителей помогает встряхнуть и расширить наши представления о том, каким может и должен быть автомобиль.
Что такое гибридный автомобиль? Как это работает?
Старт не работает:о чем мне говорят звуки?
Утечка жидкости гидроусилителя руля:причины, симптомы и способы устранения
4 оборудования для гаража, которые необходимы новичкам в ремонте автомобилей