• Мнения
  • |
  • Обсуждения
Михаил Груздев Грандмастер

Что будем заливать в топливные баки автомобилей будущего? Воздух!

Воздух — в топливные баки? А почему бы и нет? Ведь двигатель обычного авто, работающего на бензине, в принципе, работает очень просто.

Steve Mann Shutterstock.com

В камеру сгорания попадает горючая смесь, которая, резко расширяясь при возгорании, толкает поршень. Далее работа поршня с помощью кучи всяческих механизмов просто вращает колёса.

А если не поджигать горючую смесь, а создавать давление, которое толкает поршень непосредственно с помощью сжатого воздуха? Почему бы и нет? Какая нам разница, что будет толкать этот самый поршень, лишь бы колёса крутились!

То есть принципиальных ограничений преобразования бензинового двигателя внутреннего сгорания в пневматический мотор просто нет. Мало того, на протяжении недолгой истории автомобиля как средства передвижения такие попытки предпринимались неоднократно.

Один из первых патентов на использование сжатого воздуха в качестве «движителя» повозки был выдан в Великобритании ещё в 1799 году! А в XIX веке пневматический движок пытались ставить на паровозы, трамваи, автомобили. Больше всего продержался пневмопривод на железной дороге: некоторые английские поезда ходили с таким двигателем более 30 лет.

Транспортные средства на сжатом воздухе приводятся в движение пневмодвигателями, использующими сжатый воздух, запасённый в баллонах. Такой привод называется пневматическим. Вместо смеси топлива с воздухом, её сжигания в двигателе и последующей передачи энергии поршням от горячих расширяющихся газов, в транспортных средствах на сжатом воздухе передача энергии поршням осуществляется от сжатого воздуха. Один из производителей заявил о разработке пневмодвигателя, имеющего 90% КПД. Источник: Википедия.

1. Главная выгода от использования сжатого воздуха в качестве «топлива» — экологичность. Автомобиль заправляется обычным атмосферным воздухом. Никаких химических преобразований в процессе езды не происходит, выхлоп — такой же атмосферный воздух. Холодный. Следовательно, кондиционер для такого авто представляет собой простой обдув «выхлопной» трубы.

2. Существенное, по сравнению с бензиновым ДВС, упрощение конструкции двигателя. Не надо хранить горючие жидкости, не надо тянуть проводку и придумывать сложные схемы зажигания. Вся силовая установка такого авто — бак для сжатого воздуха, промежуточный механизм для подачи нужной порции сжатого воздуха и рабочая зона с турбиной. Всё! Ломаться нечему, надёжность такой системы просто феноменальная! Ну, для заправки ещё обычно ставят электрический компрессор, который сжимает атмосферный воздух и закачивает его в бак.

3. Ну, и феноменальная дешевизна «топлива» для пневмомобилей тоже играет не последнюю роль.

На этом достоинства пневмоавтомобиля заканчиваются, «вылезает» множество недостатков.

Принципиальная проблема состоит в том, что сжатый до 300 бар воздух (стандартное давление для современных авторазработок), заключает в себе примерно 1% того количества энергии, которое характерно для высоокоотанового бензина. При низких температурах «энерговооруженность» сжатого воздуха ещё меньше. Отсюда и проблемы.

1. Невысокая скорость. Рекорд, занесённый в книгу рекордов Гиннесса для пневмоавтомобилей, составляет 129,2 километра в час.

2. Невысокая мощность. Максимальная мощность работающих сегодня (2012 г.) пневмоприводов составляет всего 75 л.с.

3. Небольшой запас хода на одной заправке. Хотя, например, фирма «Дженерал Моторс» заявила, что её пневмо-концепт Cadillac Aera проедет на одной заправке 1600 км, документальных подтверждений этому пока ещё нет. Самый «дальнобойный» работающий сегодня «воздухомобиль» проходит на одной заправке 200 км.

Однако не всё так плохо. Рыночные ниши, где не требуется высокая скорость, мощность и «дальнобойность», уже начали оснащаться пневмомобилями. Так, руководство крупных французских аэропортов уже приняло программу закупки пневмотранспорта для развоза пассажиров от аэропорта до ближайших гостиниц. Пневмотранспорт уже сейчас применяется на предприятиях и складах с парами легковоспламеняющихся материалов. Здесь очень опасно использовать даже электротранспорт: одна искра может спровоцировать взрыв огромной силы.

Феноменальная экологичность пневмоавтомобилей привлекла внимание властей Мехико, самого загрязнённого города в мире. С 2010 года в этом городе идёт постепенная замена всех городских такси на «воздушную тягу». В городском парке австралийского Мельбурна все транспортные средства оснащены пневмомоторами. Работают тихо, экологично, дёшево.

И это ещё не все! В 2008 года индийская автомобильная компания «Тата» объявила о проекте выпуска «народного автомобиля» на сжатом воздухе. Планы грандиозные. Причём свой автомобиль индийцы разрабатывать не стали, а купили уже «обкатанную» конструкцию французской компании «MDI», которую основал бывший инженер-испытатель двигателей в Формуле-1 Гай Негре (Guy Negre).

Подобная машина, OneCat, уже продаётся как городское такси во Франции. Запас хода такого авто — не менее 200 километров в городском режиме движения. Посадочные места для водителя и четырёх пассажиров. Максимальная скорость — до 110 километров в час. Баки для сжатого воздуха сделаны по специальной технологии, при аварии они не взрываются, а раскалываются.

Объявленная стоимость — 5000 долларов. Практически полный конкурент бензиновому автомобилю.

Строительство заводов для производства или отвёрточной сборки пневмобилей развёрнуто в Южно-Африканской республике, Мексике, Испании и Австралии.

Видимо, автомобильный мир стоит на пороге революции.

Пневмореволюции!

Статья опубликована в выпуске 30.03.2012
Обновлено 15.12.2019

Комментарии (64):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети:

  • Мир уже на пороге электромобильной революции подустал стоять, а тут еще одна А уж сколько топлива потребуется "экологично" сжечь для заправки баллонов...

    • Mike Mike, тоже хотел этот довод привести, но... В статье чётко и недвусмысленно сказано как будут заправляться баллоны. Перечитайте повнимательнее, плиз, обязательно увидите пояснения автора по данной проблеме.

      Оценка статьи: 5

      • Сергей Русич, в упор не вижу. Расскажете?

        • Mike Mike, цитирую статью:
          "...2. Существенное, по сравнению с бензиновым ДВС, упрощение конструкции двигателя. Не надо хранить горючие жидкости, не надо тянуть проводку и придумывать сложные схемы зажигания. Вся силовая установка такого авто – бак для сжатого воздуха, промежуточный механизм для подачи нужной порции сжатого воздуха и рабочая зона с турбиной. Всё! Ломаться нечему, надёжность такой системы просто феноменальная! Ну, для заправки ещё обычно ставят электрический компрессор, который сжимает атмосферный воздух и закачивает его в бак.

          Оценка статьи: 5

          • Сергей Русич, ну так электричество-то откуда берется?

            • Mike Mike, связка: двигун-маховик-генератор-компрессор не подойдет? Кроме того, можно заправялть баллоны (съемные баки) заранее и хранить их на АЗС, которые с дизеля и бензина перейдут на торговлю сжатым воздухом. Баки-баллоны будут там же, на АЗС, заправляться при помощи электро компрессоров. Вот тогда и возникнет проблема с складированием и хранением баллонов.

              Оценка статьи: 5

              • Сергей Русич, когда в каком-то занюханном году я занимался подводным плаванием, была простая мысль зарядки аппаратов: сжимаемая цистерна с воздухом (резиновая) с подключенным аппаратом погружается на глубину, соответствующую 150/200 атм (давление в аппарате) - воздух перетекает в аппарат и вентиль закрывается. Все это - сморщенная цистерна и забитый воздухом аппарат поднимаются на поверхность.

                Оценка статьи: 5

                • Юрий Лях, вряд ли будет использовано. Объем резиновой цистерны необходимый для заправки 200 л. стального баллона не позволит ей, вспомним дедушку Архимеда, погрузиться и на 10 метров.

                  Оценка статьи: 5

                  • Сергей Русич, ну, на пару метров - без проблем - вспомним приливы-отливы. Цистерну ко дну прикрутить намертво и два раза в сутки получим избыточное давление. А дальше - клапаны, рычаги всех родов и т.д.

                    Оценка статьи: 5

                    • Юрий Лях, пары-тройки метров не хватит. На глубине 10 м. водного столба давление будет равно 2 атмосферам. На 100 м. - 102 атм. На 200 м. - 202 атм. Чтобы воздух из резиновой цистерны перешел в стальной баллон нужно погрузить огромный объем на глубину 220-250 м. Я не знаю таких мощных приливно-отливных мест в Мировом океане с указанной глубиной. Так что ко дну прикрутить не получится.

                      Оценка статьи: 5

  • Михаил, оЧепятка вроде есть. См. сами.
    1. Главная выгода от использования сжатого воздуха в качестве «толива» – экологичность. Если я не ошибаюсь, то должно быть - "топлива"?
    Что касаемо самой статьи, то весьма занимательно и обнадёживающе!

    Оценка статьи: 5

  • Сергей Дмитриев Сергей Дмитриев Мастер 30 марта 2012 в 03:50 отредактирован 30 марта 2012 в 03:52 Сообщить модератору

    1. ДВС и на воздухе сохраняет свой главный родимый недостаток - возвратно-поступательное движение поршней. Может уж лучше запустить воздух в Ванкель? Или сделать некую торойдную силовую установку,ведь зажигания-сгорания не будет.
    2. Меня не раз гнобили и терзали за идею силового движка по схеме трансмиссии велика. Из изложенного в статье следует, что нет никаких проблем сделать "пневматическую ногу" для отдельно взятого велосипедиста, хотя бы немного сильнее, чем у победителя вело-тура по Франции. Цепи не порвутся, их можно усилить до мотоциклетных.
    3.Надо, чтоб баллоны закачивались от энергии ГЭС для полной экологии.
    4. Допустить к производству авто на воздухе с вместимостью не больше двух человек, чтоб исключить злоупотебления с незаполненым до половины салоном.
    Могут быть дополнения, оценка 5

    • "ДВС и на воздухе сохраняет свой главный родимый недостаток - возвратно-поступательное движение поршней"
      Сергей Дмитриев, да, были и такие пневмоприводы, использовались в Советском Союзе на предприятиях с повышенной опасностью. А сегодня пневмотехнологии ушли далеко вперёд.

  • Прим Палвер Прим Палвер Дебютант 30 марта 2012 в 10:19 отредактирован 30 марта 2012 в 11:57 Сообщить модератору

    Всё хорошо расписали.
    За исключением одного "но".
    Где энергию брать на накачивание этого экологически чистого воздуха в баллоны? Проблема не в том, чтобы найти носитель энергии. Проблема в источнике энергии. А сжатый воздух - это не источник энергии, а аккумулированная энергия из какого-то другого источника. Как и водород, который при его добывании поглощает энергию. Так откуда сама энергия браться будет?

    Идея мне напоминает теорию панспермии. Ладно, жизнь прилетела из космоса, но там она как появилась?

  • Сергей Казиник Сергей Казиник Мастер 30 марта 2012 в 12:47 отредактирован 30 марта 2012 в 13:03 Сообщить модератору

    Отличная статья! Есть только несколько "НО".
    - никакой революции, а всего лишь появление новых форм плюсом к существующим ДВС и электро.
    - массовым этот привод все равно не будет, т.к. у нефтянки огромное лобби во всех правительствах. Локально - да.
    - экологичность - миф, так как что бы надуть баллоны, где-то и как-то надо сжечь ту же нефть. Без сжигания углеводородов у мире сейчас вырабатывается всего 3-7% электроэнергии. (Посмотрел сейчас в Вики, там утверждается что 20% дает атомная энергетика)

    Оценка статьи: 5

    • Сергей Казиник, не раз встречаю это "лобби нефтянки" в качестве причины торможения прогресса в альтернативных движках.Имхо,это преувеличение: просто нет убойных вариантов, а так бы они быстро переквалифицировались. Такое бывало.

      • Сергей Дмитриев, к примеру:
        Тесла еще в коком-то 190..(шестом по-моему) году на базе стандартного Форда сделал электромобиль не требующий регулярной зарядки от сети, а способный добывать энергию "...из мирового эфира...", как тогда говорили.
        Ездил на этой машинке более месяца, о чем осталось множество документальных свидетельств.
        Должным образом запатентовал изобретение и продал (по другой версии отдал за долги) знаете кому? Моргану, чьи наследники сейчас совладельцы ФРС. А Морган в то время был крупнейшим нефтедобытчиком и нефтепоставщиком, да и сейчас не особо много изменилось.
        Так вот, какова судьба этого изобретения? И если Тесла был мошенник, а изобретение фуфло, зачем Морган его приобретал?
        Ответ очевиден по-моему...

        Оценка статьи: 5

        • Сергей Казиник, разве этот волшебный мобиль не миф?

          • Mike Mike, я на эту тему по каналу культура док.фильм видел, потом в сети что-то попадалось. А добил в этом смысле меня препод из Бауманки, который говорил об этот как о доказанном научном факте. Признаваемым научной общественностью, но просто замалчиваемом, т.к. в стандартные рамки он не особенно-то лезет.

            Оценка статьи: 5

            • Сергей Казиник, да нет никакого факта и наука молчит Одни инет-легенды, в основном. Ну и фильмы, конечно.

              • Mike Mike, а что для вас факт? мнение специалиста? Может ошибаться. Документальный фильм? Могут врать. Статья на соответствующем портале в сети? А вдруг утка?
                Т.е. мы скатываемся на то, что если что-то прямо сейчас руками потрогать нельзя, то этого как бы и нет. А даже если и потрогали, тогда что? Другие же не потрогали, им сказать об этом надо, а они ответят - ложь.
                Так что разговор бессмыслен, ибо то, что я готов рассматривать как стоящее доверия и внимания, вами отвергается сразу и бесповоротно.

                Оценка статьи: 5

        • Сергей Казиник, я тоже сомневаюсь в достоверности этих тесловских легенд. Как-будто кроме Моргана о феномене никто не знал,не слышал? Подобную легенду я слышал из Румынии, где якобы сделали прорыв в экономии дизтоплива, но его точно таким же образом схавали нефтяные магнаты.

        • Сергей Казиник, за давностью лет, как понимаю, Морган уже не собственник этого патента. Аналогично слышал, что IBM (или Intel - не помню) в конце прошлого тысячелетия в своей области скупала патенты по своей тематике и складывала на полку, чтоб никто не смог воспользоваться.

          Оценка статьи: 5

    • Михаил Груздев Михаил Груздев Грандмастер 30 марта 2012 в 16:05 отредактирован 30 марта 2012 в 16:05 Сообщить модератору

      "- экологичность - миф, так как что бы надуть баллоны, где-то и как-то надо сжечь ту же нефть"
      Сергей Казиник, тогда экологичность любой автомобильной технологии вообще миф. Чтобы заправить аккумуляторы, нужно сжечь нефть, чтобы добыть водород нужно сжечь нефть... Даже для того, чтобы жать педали велосипеда надо сначала сьесть продукты, а чтобы вырастить их и завести в супермаркет тоже надо сжигать нефть... Круг замкнулся...

      • Михаил Груздев, да, в большей части вы правы. Если говорить о открытой системе. Если же Вы живете, к примеру, на юге Италии и заправляете свой электромобиль энергией полученной со своей солнечной батареи, то все в порядке. В аналогичных случаях тоже. Но это не система. А для системы все так: "где-то что-то сжигается, а я типа и не в курсе, так что я весь такой из себя борец за экологию и все у меня в порядке". Самообман.

        Оценка статьи: 5

  • лет 10 назад видел импортные авиамодельные моторчики, работающие на балончике с СО2, как для сифонов. А еще раньше - детские игрушки, едущие от надутого воздушного шарика.
    А может - романтичнее - чтоб у каждой машинки был парус - в городе вдоль улиц поставить вентеляторы, а за городом - и так ветра хватает.. По крайней мере за опоздание к ужину жене можно будет сказать, что попал в штиль.

    Оценка статьи: 5

    • Юрий Лях, кстати, немного не в тему может, но вот вашим комментом навеяло. Я никогда не мог понять людей, которые с такой радостью отзывались о ветряках, например. Ведь энергия для ветряков берется из замкнутой системы, то есть неизбежно влияет на нее. И недавно совсем прочитал, что ученые подсчитали, что применение ветряков для получения энергии в промышленных масштабах приведет к изменению розы ветров, а далее - Фукусима раем покажется.
      Кстати, теоретически, и солнечные батареи при применении в промышленных масштабах приведут к изменению альбедо планеты. Так что термояд рулит - единственная абсолютно экологичная технология. Вот только победить его до конца не могут наши физики, к сожалению.

      • Андрей Лебедкин, я не могу представить и понять, как ветряки могут изменить розу ветров? Всё-таки ветер просачивается сквозь пропеллер ветряка. БОльшим препятствием движению ветра можно считать здания, дома "небольших деревень и больших городов"(С). Как изменили розу ветров мегаполисы США, высотки ОАЭ и пр. города и веси?
        "...энергия для ветряков берётся из замкнутоой системы", закольцованной на Солнце. Так о с чего такие страшилки?
        ...А вот термояд след бы повсеместно "вывести из моды" из-за проблемы утилизации отходов и потенциальных катастроф с долгоиграющими последствиями.

        • Сергей Дмитриев, то есть, вы хотите сказать, что сила ветра не изменяется? А энергия тогда откуда берется? Божья благодать? Если вы себе на даче пару ветряков поставите, ничего страшного с розой ветров не случится. Я говорю о проектах получения энергии ветра в промышленных масштабах, когда большими ветряками заставляются гектары.
          Насчет термояда - вы гелий собрались утилизовывать?

          • Андрей Лебедкин, я хотел протащить мысль, что энергия берётся всё от того же Солнца. И как римейк, разве гектары мегаполисов не "промышленный масштаб" отбора энергии ветра?
            По гелию не копенгаген. В реале есть его применение?

            • Сергей Дмитриев, мысль понял, сначала не заметил. Действительно, если уж совсем теоретизировать, то энергия ветра тоже берется, в конечном итоге, из энергии солнца.
              Гектары мегаполисов, конечно, ветрам мешают, но их ветер огибает, в меру своих сил. А вот гектары ветряков эту энергию у ветра забирают.
              Гелием шарики воздушные надувают. Еще можно вдыхать его и разговаривать придурошным голосом.

          • Андрей Лебедкин, ещё прикиньте, сколько энергии ветра отбирается на морские волны на кв км площадей, на нагибание дереьев на гектарах леса, на колебания листьев(особенно осины) и тогда гектары ветряков покажутся ничтожной малостью.

            • Сергей Дмитриев, да, ничтожной малостью, особенно по сравнению с энергией, забираемой морскими волнами. Но это происходит в рамках уже устоявшихся воздушных течений.
              Ту статью, про которую упоминал, я искать не стал, там более интересно было написано, но цитату из Вики вставлю:
              Ветрогенераторы изымают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс, что приводит к снижению скорости их движения. При массовом использовании ветряков (например в Европе) это замедление теоретически может оказывать заметное влияние на локальные (и даже глобальные) климатические условия местности. В частности, снижение средней скорости ветров способно сделать климат региона чуть более континентальным за счет того, что медленно движущиеся воздушные массы успевают сильнее нагреться летом и охлаждаться зимой. Также отбор энергии у ветра может способствовать изменению влажностного режима прилегающей территории. Впрочем, учёные пока только разворачивают исследования в этой области, научные работы, анализирующие эти аспекты, не дают количественную оценку воздействия широкомасштабной ветряной энергетики на климат, однако позволяют заключить, что оно может быть не столь пренебрежимо малым, как полагали ранее.

              • Андрей Лебедкин, зрительно энергия волн превышает энергию ветра их породившего, это уже как бы полуфабрикат для дальнейшей переработки. Если бы были эффектные сборники энергии "на гектарах волн", это не вызвало бы беспокойства у учёных и мореплавателей.
                Скорость ветра по высоте очень разная: чем выше, тем больше скорость, это можно заметить по движению облаков. И эти прижатые к земле ветряки вряд ли "переделают общую погоду".

  • Да, статья интересная, но меня тоже этот вопрос заинтересовал - сколько и чего нужно сжечь, чтобы баллоны эти самые заправить. КПД итоговый каков будет? Подозреваю, что на баллонах этих дороже будет ездить, чем бензин заливать. Но вот для специфических производств, о которых Михаил пишет, вещь незаменимая.