Бензин уже является топливом прошлого. Может показаться, что это не так, когда вы заправляетесь по дороге на работу, но нефть, используемая для ее производства, постепенно заканчивается. Он также загрязняет воздух, дышать которым становится все более нездоровым, и люди больше не хотят платить высокие цены, которые берут за него нефтяные компании. Производители автомобилей знают все это и потратили много времени и денег, чтобы найти и разработать топливо будущего.
Идет поиск, но каким будет это топливо будущего? Готовое топливо, такое как нефть, становится все труднее найти, и производители автомобилей обращаются к более экологичным источникам энергии, таким как аккумуляторы. Эти батареи можно заряжать энергией и размещать в автомобиле, где эта энергия может быть высвобождена. Какой бы хорошей ни казалась эта идея, некоторые производители считают, что воздух может стать еще лучшим источником энергии.
Воздух? На первый взгляд идея запуска автомобиля в воздухе кажется слишком хорошей, чтобы быть правдой. Если мы можем использовать воздух в качестве топлива, зачем думать об использовании чего-то еще? Воздух вокруг нас. Воздух никогда не заканчивается. Воздух экологически чистый. Лучше всего то, что воздух свободен.
К сожалению, воздух сам по себе не может быть использован в качестве топлива. Во-первых, в нем приходится запасать энергию, плотно сжимая воздух с помощью механического воздушного компрессора. Как только сжатый воздух выпущен, он расширяется. Этот расширяющийся воздух можно использовать, например, для привода поршней двигателя. Идея использования сжатого воздуха для приведения в движение автомобиля не нова:первые прототипы пневматического транспортного средства появились еще в середине 19-го го . века, еще до изобретения двигателя внутреннего сгорания.
По крайней мере, один производитель считает, что готов продавать аэромобили американскому населению. Если все пойдет хорошо, эти автомобили могут быть доступны в Соединенных Штатах относительно скоро [источник:Салливан]. На следующих нескольких страницах мы рассмотрим эту технологию, причины, по которым вы, возможно, захотите ее использовать, и несколько причин, по которым вы, возможно, не захотите.
Содержание
Законы физики диктуют, что неудерживаемые газы заполняют любое заданное пространство. Самый простой способ увидеть это в действии — надуть воздушный шар. Эластичная оболочка воздушного шара плотно удерживает воздух внутри, но в тот момент, когда вы используете булавку, чтобы сделать отверстие в поверхности воздушного шара, воздух расширяется наружу с такой большой энергией, что воздушный шар взрывается. Сжатие газа в небольшом пространстве — это способ хранения энергии. Когда газ снова расширяется, эта энергия высвобождается для совершения работы. Это основной принцип движения воздушной машины.
В первые воздушные автомобили будут встроены воздушные компрессоры. После быстрой езды вы сможете отвезти машину домой, поставить ее в гараж и включить компрессор. Компрессор будет использовать воздух со всего автомобиля для наполнения ресивера сжатым воздухом. К сожалению, это довольно медленный метод заправки, и для полной заправки может потребоваться до двух часов. Если идея воздушного автомобиля приживется, то на обычных заправках станут доступны воздушные заправочные станции, где можно гораздо быстрее заправить бак уже сжатым воздухом. Наполнение бака через насос, вероятно, займет около трех минут [источник:Cornell].
Первые воздушные автомобили почти наверняка будут использовать двигатель сжатого воздуха (CAE), разработанный французской компанией Motor Development International (MDI). Воздушные автомобили, использующие этот двигатель, будут иметь баки, которые, вероятно, вмещают около 3200 кубических футов (90,6 килолитров) сжатого воздуха. Акселератор автомобиля управляет клапаном на его баке, который позволяет воздуху поступать в трубу, а затем в двигатель, где давление расширения воздуха будет давить на поршни и вращать коленчатый вал. Этого будет достаточно для скорости около 35 миль (56 километров) в час. Когда воздушный автомобиль превысит эту скорость, двигатель включится, чтобы привести в действие воздушный компрессор в автомобиле, чтобы он мог сжимать больше воздуха на лету и обеспечивать дополнительную мощность двигателю. Воздух также нагревается при попадании в двигатель, увеличивая его объем, позволяя автомобилю двигаться быстрее [источник:Корнелл].
Одним из основных преимуществ использования сжатого воздуха для питания двигателя автомобиля является то, что транспортное средство, работающее на чистом сжатом воздухе, не загрязняет выхлопную трубу. В частности, автомобили на сжатом воздухе, которые мы, вероятно, увидим в ближайшем будущем, вообще не будут загрязнять окружающую среду, пока не достигнут скорости, превышающей 35 миль в час. Именно тогда включается внутренний воздушный компрессор автомобиля для достижения дополнительной скорости. Двигатель, который приводит в действие этот воздушный компрессор, потребует топлива, которое будет производить небольшое количество загрязнения воздуха. Некоторое количество топлива (вы можете использовать экологически чистое биотопливо или ископаемое топливо) также будет использоваться для нагрева воздуха, выходящего из резервуара. Новейшие двигатели на сжатом воздухе также предлагают водителям возможность использовать ископаемое топливо или биотопливо для нагрева воздуха, поступающего в двигатель. Тем не менее, эта технология представляет собой заметное улучшение по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, которые производят значительное количество загрязняющих веществ на любой скорости.
Воздушные автомобили также спроектированы так, чтобы быть легче обычных автомобилей. Благодаря алюминиевой конструкции эти автомобили весят менее 2000 фунтов (907 кг), что очень важно для экономии топлива и помогает им двигаться быстрее в течение более длительных периодов времени.
Еще одно преимущество воздушных автомобилей заключается в том, что топливо должно быть удивительно дешевым, что является важным фактором в эпоху нестабильных цен на газ. По некоторым оценкам, автомобили проедут эквивалентно 106 милям (171 километру) на галлон, хотя сжатый воздух, вероятно, не будет продаваться галлонами. Более разумная оценка заключается в том, что для заполнения резервуара со сжатым воздухом может потребоваться всего 2 доллара электроэнергии, хотя вам также понадобится бензин для питания электродвигателя, который сжимает воздух во время движения [источник:Корнелл].
Сами автомобили также будут относительно дешевыми. Zero Pollution Motors, которая планирует выпустить первые воздушные автомобили в Соединенных Штатах и предполагает, что ее цена составит около 17 800 долларов США, что сделает эти автомобили доступными для экономных американских покупателей [источник:Макс].
В то время как воздушный автомобиль не производит загрязнения, работая на уже сжатом воздухе в его баке, загрязнение, тем не менее, возникает при сжатии воздуха, как во время движения автомобиля, так и во время его заправки. Как мы упоминали ранее, воздушный компрессор автомобиля, вероятно, будет работать на бензине, а этот газ при сжигании будет загрязнять окружающую среду.
Воздушный компрессор на заправке, вероятно, будет питаться от электричества. Производство этого электричества может загрязнять окружающую среду, а может и не загрязнять ее, в зависимости от того, как это электричество вырабатывается. Например, электроэнергия, работающая на угле, может привести к значительному загрязнению окружающей среды. Более чистые источники электроэнергии, такие как атомная энергия или гидроэнергетика, приведут к гораздо меньшему загрязнению. По данным веб-сайта Gas 2.0, воздушный автомобиль в Соединенных Штатах будет производить около 0,176 фунтов выбросов углекислого газа на милю, исходя из среднего сочетания источников электроэнергии во время дозаправки. Для сравнения, Toyota Prius Hybrid, сочетающая в себе электродвигатель с батарейным питанием и двигатель внутреннего сгорания, вырабатывает около 0,34 фунта углекислого газа на милю. Таким образом, хотя воздушный автомобиль не совсем экологически чистый, он все же представляет собой улучшение по сравнению с одним из самых популярных гибридных автомобилей на рынке [источник:Nuccitelli].
Расстояние также может стать недостатком, в зависимости от ваших привычек путешествий. Расстояние, которое воздушный автомобиль может преодолеть без дозаправки, имеет решающее значение, потому что поначалу очень немногие заправочные станции будут иметь доступные насосы сжатого воздуха. Если вы планируете использовать свой воздушный автомобиль только для коротких поездок на работу — на расстояние менее 100 миль — все будет в порядке. Тем не менее, ожидание от одного до двух часов, пока встроенный воздушный компрессор автомобиля не сожмет полный бак с воздухом, может стать проблемой в поездках по пересеченной местности. Zero Pollution Motors — американское подразделение MDI и компания, которая, скорее всего, выпустит первый воздушный автомобиль для рынка США — стремится вскоре выпустить автомобиль, способный проехать от 800 до 1000 миль на одном баке воздуха плюс 8 галлонов топлива. газ [источник:Корнелл]. Ранние прототипы, однако, преодолевали расстояния, близкие к 190 милям, что достаточно для ежедневных поездок на работу, но не совсем для дальних поездок [источник:Мотавалли].
Что будет, если воздушный автомобиль пострадает в аварии? В конце концов, баллоны со сжатым воздухом могут быть опасны. Чтобы уменьшить эту опасность, воздушные резервуары сделаны из углеродного волокна и предназначены для того, чтобы трескаться, а не разбиваться при аварии. Эта трещина позволила бы «топливу» безвредно выйти в окружающий воздух. Производители опасались, что воздух, выходящий из одного конца бака, может создать эффект ракеты и привести автомобиль в движение на воздушной струе. Клапан на топливных баках автомобилей был размещен сбоку, чтобы свести к минимуму этот эффект.
Несмотря на эти меры предосторожности, есть некоторые опасения, что легкая конструкция аэромобилей может затруднить выполнение ими строгих американских требований безопасности и что это может задержать появление аэромобилей на рынке США. На первый план вышли и другие факторы, о которых мы узнаем далее.
Индийская Tata Motors, скорее всего, выпустит первый воздушный автомобиль на рынке в ближайшие несколько лет. Воздушный автомобиль Tata Motors также будет использовать двигатель CAE. Хотя Tata объявила в августе 2008 года, что они не совсем готовы запустить свои воздушные автомобили в массовое производство, Zero Pollution Motors по-прежнему планирует производить аналогичные автомобили в Соединенных Штатах. Эти автомобили, известные под общим названием FlowAIR, будут стоить около 17 800 долларов. Компания, базирующаяся в Нью-Палтце, штат Нью-Йорк, сообщает, что начнет принимать заказы в середине 2009 года для поставок автомобилей в 2010 году. Компания планирует выпустить 10 000 самолетов в первый год производства [источник:Макс]. MDI также недавно представила AirPod, управляемый джойстиком, новейшее дополнение к своему арсеналу воздушных автомобилей. Хотя AirPod развивает максимальную скорость всего в 70 км/ч, он также очень легкий и не производит вредных выбросов.
Крупные автопроизводители с интересом наблюдают за рынком воздушных автомобилей. Если первые модели придутся по вкусу потребителям, они, скорее всего, разработают собственные модели воздушных автомобилей. В настоящее время несколько небольших компаний планируют вывести на рынок воздушные автомобили вслед за транспортными средствами на основе MDI. К ним относятся:
Первоначально автомобили MDI будут единственными воздушными транспортными средствами на рынке. Однако, как сообщается, MDI предоставила лицензию на технологию производителям в дюжине разных стран, поэтому скоро воздушные автомобили должны быть доступны по всему миру.
Автомобильный регулятор напряжения (как он работает + как его протестировать)
Как зарядить кондиционер в автомобиле
Как проверить усилитель автомобиля?
Как работает автомобильный кондиционер? Пояснительное руководство
Как работает муфта вентилятора в автомобиле