Текст книги "100 великих рекордов в мире автомобилей"
Автор книги: Станислав Зигуненко
сообщить о нарушении
Текущая страница: 22 (всего у книги 25 страниц)
Экологичнейшее авто
Так шведские автостроители назвали экспериментальную модель «Вольво ЕСС». Последние буквы расшифровываются «Environmental Conecit Car», что можно перевести как «Концепция экологического автомобиля».
В отличие от многочисленных конкурентов, конструкторы «Вольво» пошли своим путем. Как сказал шеф одного из подразделений фирмы Хокон Веттер, этот автомобиль-гибрид способен ездить без регулярной подзарядки батарей.
У него два двигателя – электрический, питаемый от аккумулятора, и газотурбинный, потребляющий дизельное топливо. На городских улицах «Вольво ЕСС» будет использовать электричество, а на загородных шоссе перейдет на солярку. Причем водитель в случае нужды может использовать и смешанную тягу: бортовой компьютер включает газотурбинную установку, как только запас энергии в аккумуляторе упадет до 20 %. А поскольку с турбиной соединен мощный электрогенератор, он тотчас начинает подзаряжать батарею. Для той же цели можно использовать энергию, получаемую при торможении авто или при движении под уклон.
Прототип экологического автомобиля
Таким образом, при одной заправке бака 35 л солярки «Вольво ЕСС» способен преодолеть 670 км. Максимальная скорость – 175 км/ч; причем разгон с места до 100 км/ч занимает 13 с. Понятное дело, если использовать лишь электромотор, динамика и прочие показатели получаются несколько хуже. Так, пробег без подзарядки аккумулятора составляет 150 км. Но эффективность новой конструкции ее создатели видят как раз в гибридности.
А мало кому известная компания «Электроник Пауэр Текнолоджи» (штат Джорджия) недавно продемонстрировала электромобиль, особое устройство которого позволяет перезаряжать аккумуляторы за считанные минуты. При испытаниях он за 24 ч пробежал 1340 км, перезарядив батареи 12 раз. Тем самым мировой рекорд суточного пробега, установленный в 1993 году в Лос-Анджелесе, превзойден сразу на 320 км.
Самое удивительное, что сенсационный результат был достигнут с помощью стандартных аккумуляторной батареи и электронного устройства для зарядки. Словом, ничего не нужно было изобретать. Секрет успеха скрыт в разработанном компанией алгоритме самой зарядки, который не только быстрее восстанавливает электропотенциал, но и позволяет меньше изнашивать батареи. «Теперь электромобили можно заряжать электричеством столь же просто и быстро, как автомобили заправляют бензином», – заявляют сотрудники компании.
Действительно, во время демонстрации свинцово-кислотные аккумуляторы небольшого грузовичка перезаряжались всего за 19 мин, причем запасенной энергии хватало на 105 км пробега. Это, конечно, меньше, чем при заправке бензином, но вполне достаточно для многих транспортных операций. Причем учтите, заправка электричеством обходится намного дешевле. Суть же нового способа состоит в том, что электронная аппаратура за счет системы обратной связи непрерывно следит за режимом заряжаемой батареи, чередуя через несколько миллисекунд циклы зарядки с крошечными интервалами отдыха и даже некоторой разрядки. Таким образом, удалось оптимизировать энергетический КПД аккумулятора с обычных 65 % до 95 %.
К сказанному остается добавить, что состав группы изобретателей может вызвать у нас чувство сожаления и досады. Бывшие российские специалисты Юрий Подоржанский, Тамара Гейндлина и Ефим Кушарский предпочли использовать свой богатый опыт во благо нового отечества. И финансировало их исследования не Министерство обороны СССР, как бывало в застойные времена, когда, например, кандидат физико-математических наук Т. Гейндлина занималась источниками электропитания для «Бурана», а Пентагон.
На сегодняшний день многие производственники уже сделали ставку на автомобили-гибриды, совмещающие обычный ДВС и электромотор. Алгоритм езды тут таков. С места авто стартует и разгоняется до 20 км/ч на литиево-ионном аккумуляторе. Затем автоматически включается обычный двигатель внутреннего сгорания. Однако он крутит не колеса, а генератор, подзаряжающий аккумулятор. Такой прядок работы помогает экономить топливо и сокращает число вредных выхлопов, поскольку ДВС все время работает в экономичном стационарном режиме.
Однако, к сожалению, у мобильных электростанций есть свои слабые места; они неустойчивы к тепловому и механическому воздействию и весьма чувствительны к избыточной зарядке – могут и рвануть в случае чего.
Но вспомните: когда-то взрывались и котлы первых паромобилей, да и с бензиновыми двигателями наши прадедушки намучились. Так что, возможно, не за горами то время, когда и сегодняшние авто, работающие на бензине, будут выглядеть столь же архаичными, как экипажи с паровыми двигателями.
Водородное грядущее: первые шаги
В августе 2008 года в США состоялся первый автопробег экологически чистых машин, работающих на водороде. Пробег Hydrogen Road Tour, длившийся без малого две недели, привлек внимание прессы и автопроизводителей. Однако он же указал и на массу проблем.
Итак, 11 августа на стартовую площадку в Портленде (штат Мэн) сразу девять ведущих автоконцернов выкатили свои новинки. Среди участников пробега были футуристичный Honda PCX Clarity, переоборудованные внедорожники Hyundai Tucson, Toyota Highlander и Kia Sportage, а также люксовый седан BMW седьмой серии с системой bi-fuel (бензин/водород).
Авто на водороде
Автомобилям предстояло преодолеть 6500 км по дорогам восемнадцати штатов. Завершился пробег в Лос-Анджелесе, спустя тринадцать дней после старта.
Перед участниками вовсе не стояла задача показать максимальную скорость. Главная цель мероприятия заключалась в демонстрации последних достижений транспорта на альтернативном топливе.
Хотя в целом автопробег прошел успешно, о массовом распространении водородных автомобилей говорить пока преждевременно. Турне показало, что водородных заправочных станций катастрофически не хватает – в США действует всего-то около 60 пунктов продажи водородного топлива, но только два из них готовы обслужить клиентов без предварительной записи.
Кроме того, водородное горючее дороже бензина, а существующие технологии хранения несовершенны и вызывают претензии борцов за безопасность движения.
Так что, даже по самым оптимистичным прогнозам, к 2020 году вряд ли удастся реализовать более 2 млн электромобилей, работающих на водороде, что пока не идет ни в какое сравнение с объемами продаж авто с привычными бензиновыми и дизельными моторами.
Самый раскрученный
«Концептуальный автомобиль», изготовленный фирмой «Американ Флайхил Системз», интересен тем, что в нем используется не аккумулятор, а маховик. Такое нововведение позволило обойтись без двигателя, коробки скоростей, радиатора, стартера и уж, конечно, без выхлопной трубы.
Основа замысла конструкторов такова. Электроток от стационарного источника используется для раскрутки супермаховика из легких, но прочных на разрыв углеродных волокон. Когда он наберет обороты, напряжение отключается. Однако вращение продолжается несколько часов, поскольку супермаховик заключен в герметичную капсулу, из которой выкачан сопротивляющийся воздух, а магнитный подвес устраняет трение в подшипниках.
Профессор Н. Булиа эксперементирует с маховиками
В результате, как полагает один из создателей проекта Ал Коккони, автомобиль с супермаховиком способен разгоняться до 96,5 км/ч всего за 6,5 с. Пробег без подзарядки также обещает быть впечатляющим – 597 км. Названа и цена авто – 30 тысяч долларов.
Пока, правда, имеется прототип батареи с маховиком, мощности которого хватает лишь для того, чтобы питать цветной телевизор и видеомагнитофон; с их помощью компания показывает рекламный ролик о своем детище. Но при этом стоит, видимо, учесть, что проект «концептуального авто» был задуман и выполнен всего за три года.
У нас же финансирования подобных разработок профессор Н.В. Гулиа безуспешно добивается уже четверть века. Так что впору снова кидаться вдогонку, раскручивая маховик собственной инертности.
Авто на полупроводниках: рекордсмены, которых еще нет
В годы Великой Отечественной войны можно было увидеть такую картину. Автомобиль останавливался, из кабины выскакивал шофер и принимался заправлять его… березовыми чурками. Точнее, дрова закладывались в жерло газогенератора – специального устройства, которое, пережигая топливо по специальному циклу, давало газ, который и шел уже в цилиндры автомобиля.
Автомобиль с газогенератором
Устройство это было достаточно капризным, автомобили на древесном газе ездили плохо, поэтому от газогенераторов отказались тотчас, как прекратились перебои с обычным бензином.
Однако сама по себе идея вовсе не забыта окончательно. Одно время в нашей стране проводили эксперименты по заправке автомобилей… углем. Излишки угольной пыли и мелочи, которые миллионами тонн вывозили в отвал, предлагали брикетировать – то есть прессовать в брикеты, которые затем и использовались в качестве топлива.
Оказалось, что при нагревании без доступа воздуха до 600–700 градусов угольная мелочь начинает размягчаться и слипаться. Затем ее пропускают через вальцы со взаимно совпадающими углублениями. И из вальцов выходят непрерывным потоком прочные и чистые брикеты, напоминающие размером и формой куски туалетного мыла.
Новые брикеты настолько прочны, что совершенно не крошатся и не истираются при перевозке. Но важней всего то, что это – совершенно бездымное топливо высокой калорийности.
Предполагалось, что им и можно будет заправлять «полупроводниковые» автомобили. Вот как это должно выглядеть на практике.
Вместо обычного бака в багажнике, машины находятся по бокам вместительные ящики – бункеры – для брикетов обычного или древесного угля. Из них топливо специальным транспортером подается в находящуюся здесь же, багажнике продолговатую, но невысокую нагревательную печь. В ней, как и в обычных печах, есть колосники, на которых горит топливо. Но здесь колосники особые. Это довольно густая и массивная с виду решетка, высокие выступы которой находятся в самом горячем слое раскаленных углей. Снизу под колосниковой решеткой тоже есть выступы – ребра. Они интенсивно охлаждаются наружным воздухом, который вентиляторы подают в печь для горения топлива.
Получаются очень выгодные условия для работы полупроводниковой батареи, находящейся внутри колосниковой решетки. Разность температур холодных и горячих спаев достигает 800 градусов. Ведь охлаждаемые спаи находятся в нижних ребрах колосниковой решетки, а нагреваемые – в верхних.
Общая мощность таких батарей вполне достаточна для работы автомобильного электродвигателя, установленного под сиденьем пассажиров и имеющего боковые валы для передачи вращения на переднее и на заднее колеса.
Такие неприхотливые и простые в эксплуатации автомашины нашли бы широкое применение на лесных просторах Сибири, на Дальнем Севере и во многих других местах, где много «подножного корма» – древесного угля или угольных брикетов. Неплохим топливом явились бы и небольшие горючие шашки, спрессованные из соломы и даже из сухого тростника.
Однако таких автомобилей пока нет и в скором будущем не предвидится. Почему? Пока на земле не истощены запасы нефти, инженеры не видят смысла возиться с термобатареями, повышая их КПД. У нынешних же коэффициент полезного действия не лучше, чем у паровоза. И кто захочет возиться с силовой установкой, требующей ежедневной очистки от золы и заправки угольными брикетами?
В общем, эта идея пока лежит в запаснике. И если ситуация с топливом в будущем изменится, кто знает, как еще обернется дело…
Суперавто для спецагентов
Как известно, суперагент 007 очень любит необычные автомобили. И за сорок лет своей деятельности на экране, в 21 фильме он уже продемонстрировал и угробил немало всякой техники.
Но даже создатели фильмов, наверное, не думали, что некоторые из их выдумок будут реализованы конструкторами на практике. Более того, вскоре мы сможем увидеть автомобили, которые даже Джеймсу Бонду не снились…
Так, недавно американские военные специалисты попытались разработать автомобиль, который бы, подобно авто Джеймса Бонда, обладал пуленепробиваемым кузовом, мог поливать дорогу позади себя скользким составом, отстреливаться от наседающего сзади противника или даже вести круговую оборону. В результате у них получился концептуальный внедорожник «SmarTruck».
Скажем сразу: использовать все придумки киношного Кью инженерам не удалось, несмотря на то что для проектирования его и изготовления были привлечены лучшие силы экспертов из Национального автомобильного центра США (Мичиган), работавших в рамках исследовательской программы «U.S. Army Tank-automotive & Armaments Command».
Обычный с виду внедорожник они смогли оснастить бронированным кузовом и стеклами, мощной светотехникой, которая может ослепить нападающих системой создания дымовой завесы, и другими электронными штучками. Автомобиль также способен избавляться от преследователей, поливая землю маслом, создавая дымовую завесу и разбрасывая позади себя гвозди на дороге. Кроме того, на крыше есть турели для автомата с лазерным прицелом и гранатомета с дальнобойностью в 300 метров, а над каждой дверью расположено устройство, способное распространять слезоточивый газ высокой концентрации. А если даже эти методы защиты не сработают и нападающие смогут приблизиться к автомобилю, первого же из них ударит электрический разряд от ручки двери.
Кроме того, внутри салона есть мощная компьютерная система, управляющая всей спецтехникой, приборы ночного видения и глобальной навигации, сенсоры, чувствительные к взрывчатке. Украсть машину невозможно, так как она проверяет отпечатки пальцев каждого, кто садится за руль.
Автомобиль-подлодка уже не фантастика…
Однако авторы проекта все же не смогли добавить сюда пилы для разрезания препятствий, наградить авто способностью плавать по воде и под водой, летать, дооснастившись крыльями, а также самостоятельно двигаться без помощи хозяина.
Впрочем, главный инженер проекта Жермен Фуллер оправдывается тем, что «SmarTruck» предназначен для обороны в городских условиях – главным образом против террористов и гангстеров, которые не сильны в технике. Тем не менее стоит это «чудо», судя по некоторым данным, около 1,5 млн долларов, а разместить все оборудование удалось не на легковушке, а лишь на грузовичке-пикапе.
Правда, в будущем авторы проекта обещают еще усовершенствовать его, оснастив «SmarTruck» системой, которая позволит автомобилю существенно увеличить маневренность, осуществляя фантастические повороты. Также планируется поставить гибридный электродвигатель, который позволит в случае необходимости двигаться практически бесшумно.
Впрочем, «SmarTruck» – не единственный в своем роде. Правда, глава швейцарской фирмы Rinspeed Фрэнк Риндеркнехт честно признается, что на идею создания автомобиля-подлодки его вдохновил фантаст Жюль Верн. А один из очередных фильмов о похождениях Джеймса Бонда лишь подсказал, какой именно должна быть такая машина. Однако сам Фрэнк не думал, что путь от мечты до реализации займет около 30 лет – такой сложной оказалась задача.
Взяв за основу «Lotus Esprit», местные кулибины превратили спорткар в амфибию sQuba – аппарат, который способен перемещаться под водой со скоростью 3 км/ч. От обычного Esprit при этом, конечно, мало что осталось. Достаточно сказать, что машину пришлось оснастить сразу тремя электромоторами: один приводит колеса на суше, остальные же вращают винты, когда «батискаф» оказывается в воде. SQuba также оснастили парой подвижных реактивных сопел – через них прокачивается вода, ориентируя аппарат в нужном направлении.
Заботясь о безопасности ездоков, создатели лишили свое детище крыши. Очевидно, что в экстренной ситуации выбраться из кузова с открытым верхом водителю и пассажиру будет гораздо проще. Кроме того, герметично закрытая кабина заставила бы утяжелить автомобиль. Поэтому пилоты sQuba вынуждены надевать при погружении гидрокостюмы и дышать через кислородные маски. Да и материалы для отделки салона пришлось выбирать особые, не боящиеся соленой морской воды.
Инженерам пришлось не только обеспечить устойчивый «полет» на глубине до 10 м, но и сделать так, чтобы на берегу машина не теряла ездовых свойств. Кстати, даже на асфальте детище Rinspeed далеко не обычный Lotus. Она не только способна развивать скорость до 120 км/ч, но и умеет ездить без водителя, прощупывая дорогу лазером.
Разработка «водомобиля» обошлась Rinspeed примерно в 1,5 млн. долларов. Однако выпускать sQuba, пусть даже по спецзаказам, компания пока не планирует. Спорткар «живьем» показали свое детище на Международном женевском автосалоне, а теперь думают: не позвонить ли Джеймсу Бонду?..
Автомобиль работает на… воздухе?
В 1934 году голландские газеты оповестили мир о сенсационном изобретении. Дескать, 21-летний крестьянский сын Йоханнес Варденир придумал двигатель, который работает… совсем без топлива.
Однако вскоре было сообщено, что изобретатель попал в психиатрическую лечебницу, а чертежи его мотора таинственно исчезли. Так, быть может, тут и говорить больше не о чем? Мало ли на что переводят бумагу сумасшедшие. Она ведь, как говорится, все терпит…
Прототип пневматического авто, мотор которого работает на сжатом воздухе
Но вот что интересно. Известно, что Варденир пробыл в больнице совсем недолго. А выйдя оттуда, зажил на широкую ногу. Носил шикарные костюмы, курил дорогие сигары и не работал до самой смерти, последовавшей в 1960 году.
Да и по дошедшему до нас краткому описанию двигателя Варденира можно понять, что изобрел его вовсе не сумасшедший. Дело в том, что крестьянский сын придумал мотор, который работал на… воздухе.
Нет, воздух не вступал в химическую реакцию, как в обычном двигателе внутреннего сгорания. В данном случае поршни приводил в движение сжатый воздух, который проходил через цилиндры, соединенные с коленвалом, затем через компрессор и снова через цилиндры по новому циклу, постепенно отдавая запасенную в нем энергию. Причем утверждают, что, однажды запущенный, двигатель мог работать при непрерывной циркуляции воздуха до трех месяцев кряду.
Правда, похоже, подобная эффективность – из ряда фантастики. Однако на рубеже XIX и XX веков двигатели на сжатом воздухе и в самом деле было довольно распространены. Они исправно двигали трамваи, приводили в движение морские торпеды и локомотивы в шахтах, где малейшая искра могла привести к взрыву. А изобретатель Чарльз Ходжес даже наладил серийное производство автомобилей с пневматическими двигателями собственного изобретения. И, говорят, они пользовались совсем неплохим спросом.
За последнее десятилетие сжатый воздух в качестве альтернативного источника энергии обрел новую жизнь. Было запатентовано несколько новых конструкций транспорта на сжатом воздухе. Одну из них, кстати, предложили наши бывшие соотечественники, ныне работающие в США.
Правда, многие специалисты относятся к таким двигателям сдержанно или даже скептически. Говорят, что сжатый воздух несет слишком мало энергии, зато при сжатии сильно нагревается, а чтобы аккумулировать тепло, требуются сложные и громоздкие устройства… При расширении же в цилиндрах воздух, наоборот, охлаждается и, чтобы повысить КПД, его надо подогревать, а для этого приходится ставить либо специальные горелки (как в пневмолокомотивах вековой давности), либо эффективные теплообменники. А это тоже усложняет конструкцию. Наконец, чтобы пневмомобили могли ездить повсюду, придется создавать сеть насосных станций, которые закачивали бы в баллоны сжатый воздух.
Однако если эти проблемы удастся решить, то пневматический двигатель окажется весьма привлекательным вариантом. Ведь он проще аккумулятора с электромотором. Баллон для сжатого воздуха можно перезаряжать неограниченное число раз, в отличие от электрических батарей, а для изготовления воздушной системы не нужны дорогостоящие материалы, которые используются в современных батареях или водородных топливных элементах.
Некоторые конструкторы уже перешли от слов к делу. Так, машину OneCat, движимую сжатым воздухом, сконструировал французский конструктор Ги Негрэ.
OneCat – пятиместный автомобильчик с кузовом из стекловолокна – весит всего 350 кг и приводится в движение сжатым воздухом, запас которого хранится во вмонтированных в ходовую часть баллонах. Автомобиль также сможет «питаться» дизельным или иным топливом. Эта возможность будет использоваться для езды на скорости выше 50 км/час или в том случае, если запасы воздуха исчерпаются.
По заявлениям Негрэ, расход топлива будет меньше, чем у любого из современных автомобилей, – всего около двух с половиной литров на сотню. В городе же на OneCat и вовсе можно будет кататься на одном лишь воздухе, не загрязняя атмосферу.
По замыслу конструктора, заправлять баллоны владельцы авто смогут на станциях, оборудованных мощными компрессорами. Весь процесс займет около трех минут. Кроме того, машина будет оснащаться бортовым компрессором, работающим от обычной электросети. Правда, в этом случае для наполнения «топливных» баков понадобится примерно четыре часа.
Без дозаправки OneCat сможет проехать более двухсот километров, развивая скорость около 100 км/час.
Негрэ работает над проектом уже десять лет. В свое время изобретатель обещал, что «воздухомобиль» начнет колесить по улицам в начале 2002 года. Сотрудникам его компании Motor Development International (MDI) почти удалось убедить муниципалитет Мехико заменить обычные такси пневматическими автомобилями своей конструкции. Городские власти спасовали в последний момент, заявив, что еще никто в мире так не делает…
Высказывались предположения, что OneCat был враждебно встречен крупнейшими игроками автопрома, посчитавшими воздушную силовую установку бесперспективной. Однако Негрэ не бросил начатое и смог заручиться поддержкой известной индийской компании Tata уже нацелившейся на еще одно «чудо» – автомобиль ценой 2500 долларов.
Ожидается, что на начальном этапе OneCat или Air Car будет продаваться только в Индии примерно за 5000 «зеленых». В перспективе, рассчитывает Негрэ, заводы по выпуску транспортных средств, работающих на сжатом воздухе, появятся и в других странах.
Сердцем Cat является четырехпоршневой двигатель. Сжатый воздух плотностью 125 кг/см3 хранится в легких баках вместимостью более 9000 декалитров, изготовленных из термопласта и покрытых оболочкой из углеволокна (их выпускает фирма Airbus Industries). Из баков воздух поступает в небольшую камеру, где расширяется и охлаждается. Под давлением расширяющегося воздуха поршень уходит вниз. Камера начинает нагреваться, стремясь достичь температуры окружающей среды, и нагревшийся воздух переходит во вторую камеру, где снова расширяется, заставляя поршень подняться вверх.
В отличие от четырехтактных ДВС, в которых половина тактов уходит на заполнения камеры смесью воздуха и горючего, а также выпуск выхлопных газов, пневматический двигатель использует каждый такт для движения.
И не беда, что бак Air Car содержит в себе энергию, эквивалентную менее чем 4 литрам бензина, – КПД двигателя, уверяют его создатели, позволяет машине проехать на одной зарядке до 200 км в городских условиях. Правда, если гонять на скорости под сотню, то дистанция сокращается до 80 км. Все равно, не всякий электромобиль может похвастаться такими способностями!
Переключение передач автоматическое. Необходимость в сцеплении отпадает, поскольку в статическом положении двигатель не работает. «Выхлоп» у Air Car состоит из воздуха температурой от 0 до 15 градусов ниже нуля (не забудьте, что при расширении воздух охлаждается) и направляется не в выхлопную трубу, а через углеродный фильтр в систему кондиционирования салона.
Корпус пневматического автомобиля склеен из стекловолокна и пенопластика. Шасси алюминиевое, опять-таки клееное.
В MDI тоже не сидят сложа руки. Сотрудники фирмы уже довольно просто решили проблему дозаправки: машину можно подключить к обычной розетке, и мотор начинает работать от генератора, запуская процесс в обратном направлении – наполняя баки сжатым воздухом. Для полной заправки необходимо 4–5 часов. А в будущем MDI планирует развивать сеть автозаправок, где баки можно будет наполнять сжатым воздухом за три минуты – примерно за столько же накачивают сегодня шины в шиномонтажных мастерских.
В MDI также разработали несколько моделей пневмомобиля: трехместные легковушки ОпеСАТ и MiniCAT, пикапы CityCAT и микроавтобусы MultiCAT. Кроме того, есть варианты с гибридным топливно-пневматическим приводом для дальних поездок; на умеренной скорости такая машина сможет преодолеть до 1500 км на трех литрах солярки или бензина.
Серийный выпуск первых пневмомобилей MDI планирует начать на своем французском заводе осенью 2008 года.
