У цих автомобілях немає ні баків з паливом, ні акумуляторів, ні сонячних батарей. Не потрібні цим машинам водень, дизпаливо, бензин. Надійність? Та тут майже нема чому ламатися. Але хто сьогодні вірить у ідеальне рішення?

Перший в Австралії автомобіль на стиснутому повітрі, що надійшов у реальну комерційну експлуатацію, Нещодавно приступив до своїх обов'язків у Мельбурні.

Апарат збудований австралійською фірмою Engineair інженера Анджело Ді П'єтро (Angelo Di Pietro).

Головною проблемою, над якою задумався винахідник, було зниження маси двигуна за збереження високої потужності та повноти використання енергії стисненого повітря.

Тут немає жодних циліндрів і поршнів, немає трикутного ротора, як у двигуна Ванкеля, або турбінного колеса з лопатками.

Натомість у корпусі мотора обертається кільце. Зсередини воно спирається на два ролики, ексцентрично встановлені на валу.

Двигун австралійського італійця Ді П'єтро у розрізі (фото із сайту gizmo.com.au).

6 окремих змінних об'ємів у цій розширювальній машині відсікають рухомі напівкруглі пелюстки, встановлені в розрізах корпусу.

Є ще система розподілу повітря камерами. Ось майже все.

До речі, двигун Ді П'єтро видає максимальний момент, що крутить, відразу — навіть у нерухомому стані і розкручується до цілком пристойних обертів, так що особливої ​​трансмісії зі змінним передатним числом йому не потрібно.

Так можна влаштувати привід легкового автомобіля за системою Ді П'єтро. Два роторні пневмодвигуни, по одному на колесо. І жодної трансмісії (ілюстрація із сайту gizmo.com.au).

Ну, а простота конструкції, малі розміри та низька її вага – це ще один плюс у скарбничку всієї ідеї.

Що зрештою? Ось, наприклад, пневмокар від Engineair, який проходить випробування на складі одного з продуктових магазинів австралійської столиці.

Вантажопідйомність цього візка – 500 кілограмів. Об'єм балонів з повітрям – 105 літрів. Пробіг на одній заправці – 16 кілометрів. Заправка займає кілька хвилин. У той час як зарядка аналогічного електромобіля від мережі зайняла б годинник.

Дивний зв'язок поршня і колінвала у французькому пневмодвигуні дозволяє поршню зупинятися в мертвою точкоюпри збереженні рівномірного обертання вихідного валу двигуна (ілюстрація із сайту mdi.lu).

Логічно уявити, як подібну установку більшої потужностіможна змонтувати на невеликому легковому автомобілі, призначеному для руху головним чином межі міста.

Тут слід згадати важлива перевагапневмомобілів перед електромобілями, яких також пророкують на роль перспективного засобу пересування в місті, що дбає про чистоту повітря.

Акумулятори, навіть прості свинцево-кислотні — дорожчі за балони і є забруднювачами довкілляпісля вироблення ресурсу. Акумулятори важкі, та й електродвигуни теж. Що підвищує витрати енергії машини.

Правда, при стисканні повітря в компресорах станції «пневмозаправки» він нагрівається, і це тепло без толку гріє атмосферу. Це мінус у плані загальних витрат і витрати енергії (того ж викопного палива) на заправку таких машин.

Але все ж таки в багатьох ситуаціях (для центрів мегаполісів) краще примиритися з цим, отримавши натомість автомобіль з нульовим вихлопом за помірною ціною.

Пневматичні CityCAT's Taxi і MiniCAT's від Motor Development International (фото із сайту mdi.lu).

Отже, Ді П'єтро має підстави вважати, що саме йому вдасться вивести автомобілі, які працюють на повітрі — на «велику орбіту».

Нагадаємо, ідея використовувати стиснене повітря як енергоносій на транспортному засобі — дуже стара.

Один з таких патентів був виданий у Великій Британії в 1799 році. І, як повідомляє А. В. Моравський у книзі «Історія автомобіля», наприкінці XIX століття, зі створенням надійних балонів, розрахованих на високий тиск, такі машини набули певного поширення в Європі та США — як внутрішньозаводський технологічний транспорт і навіть як міські. вантажівки.

Однак енергоємність стисненого повітря, навіть якщо тиск доводили до 300 атмосфер, була низька. Бензин виглядав набагато вигідніше, а про забруднення повітря навряд чи хтось тоді думав.

Потрібно було ще сто років, щоб нове покоління винахідників знову вивело пневмомобілі на дороги.

У цій новій "повітряній" хвилі австралійський інженер не був першим. Скажімо, ми вже розповідали про француза Гі Негре (Guy Negre).

Його компанія — Motor Development International, зайнята розробкою та просуванням оригінального пневмодвигуна Негре та автомобілів на його основі — як і раніше сповнена райдужних надій, але про серійне виробництво поки що нічого не чути, хоча досвідчених зразків зроблено чимало.

Конструкція його двигуна (а, по суті - це поршневий мотор), зауважимо, постійно зазнає змін. Зокрема, потрібно відзначити цікавий механізм зв'язку поршня і колінвала, що дозволяє поршню на якийсь час зупинятися в мертвій точці і потім з прискоренням зриватися вниз - при рівномірному обертанні вихідного валу.

Силовий агрегат машин CAT's (ілюстрація із сайту mdi.lu).

Ця «запинка» потрібна, щоб встигнути подати в циліндр більше повітря, а потім повніше використовувати його розширення.

До речі, ще одну здорову ідею запропоновано французами.

Автомобільчики Негре можуть заправлятися не лише безпосередньо від компресорної станції, а й від розетки як електромобілі.

При цьому генератор, встановлений на пневмодвигуні, перетворюється на електромотор, а сам пневмодвигун - на компресор.

/ 11
Найгірший Найкращий

Те, що пневмомобілі зможуть стати повноцінною заміною бензиновому та дизельному транспорту, поки що викликає сумніви. Однак у двигунів, що працюють на стислому повітрі, є свій безумовний потенціал. Автомобілі на стислому повітрі використовують електричний насос – компресор для стиснення повітря до високого тиску (300 – 350 Атм.) і акумулюють його в резервуарі. Використовуючи його для руху поршнів, типу двигуна внутрішнього згоряння, виконується робота та автомобіль рухається на екологічно чистій енергії.

1. Новизна технології

Незважаючи на те, що автомобіль з повітряним двигуном видається інноваційною і навіть футуристичною розробкою, сила повітря використовувалася в керуванні автомобілями ще наприкінці дев'ятнадцятого – початку ХХ століття. Однак точкою відліку в історії розвитку повітряних двигунів слід вважати сімнадцяте століття та розробки Дені Папіна для Академії наук Великобританії. Таким чином, принцип роботи повітряного двигуна відкрито понад триста років тому, і тим дивнішим здається той факт, що ця технологія так довго не знаходила застосування в автомобільній промисловості.

2. Еволюція автомобілів із повітряним двигуном

Спочатку двигуни, що працюють на стислому повітрі, використовувалися у громадському транспорті. У 1872 році Луї Мекарскі створив перший пневматичний трамвай. Потім, у 1898 році Хоудлі та Найт удосконалили конструкцію, продовживши цикл роботи двигуна. Серед батьків-засновників двигуна на стислому повітрі також часто згадують ім'я Чарльза Портера.

3. Роки забуття

Приймаючи до уваги довгу історіюповітряного двигуна, може здатися дивним, що ця технологія не отримала належного розвитку у ХХ столітті. У тридцятих роках був спроектований локомотив з гібридним двигуном, який працював на стиснутому повітрі, проте домінуючою тенденцією в автомобілебудуванні стала установка двигунів внутрішнього згоряння. Деякі історики прозоро натякають на існування «нафтового лобі»: на їхню думку, могутні компанії, зацікавлені у зростанні ринку збуту продуктів нафтопереробки доклали всіх зусиль, щоб дослідження та розробки у сфері створення та вдосконалення повітряних двигунів ніколи не були опубліковані.

4. Переваги двигунів, що працюють на стислому повітрі

У характеристиках повітряних двигунів легко помітити безліч переваг, порівняно з двигунами внутрішнього згоряння. Насамперед, це дешевизна та очевидна безпека повітря, як джерела енергії. Далі, спрощується конструкція двигуна та автомобіля в цілому: у ньому відсутні свічки запалювання, бензобак та система охолодження двигуна; виключається ризик протікання зарядних батарей, а також забруднення природи автомобільними вихлопами. Зрештою, за умови масового виробництва, вартість двигунів на стислому повітрі, швидше за все, виявиться нижчою, ніж вартість бензинових двигунів.

Однак не обійдеться і без ложки дьогтю: згідно з проведеними експериментами, двигуни на стислому повітрі в роботі виявилися більш шумними, ніж бензинові двигуни. Але це не головний їхній недолік: на жаль, за своєю продуктивністю вони також відстають від двигунів внутрішнього згоряння.

5. Майбутнє автомобілів з повітряним двигуном

Нова ера для автомобілів, що працюють на стислому повітрі, почалася в 2008-му році, коли колишній інженер Формули 1 Гай Негре представив своє дітище під назвою CityCat – автомобіль з повітряним двигуном, який може розвивати швидкість до 110 км/год та долати без підзарядки відстань 200 кілометрів Щоб перетворити пусковий режим пневматичного приводу на робітник, було витрачено більше 10 років. Заснована з групою однодумців компанія стала називатися Motor Development Internation. Її початковий проект не був пневмомобілем у повному розумінніцього слова. Перший двигун Гая Негре міг працювати не тільки на стисненому повітрі, але також на природному газі, бензині та дизелі. У моторі MDI процеси стиснення, займання горючої суміші, а також сам робочий хід проходять у двох циліндрах різного об'єму, що з'єднуються між собою сферичною камерою.

Випробовували силову установку на хетчбеку Citroen AX. На низьких швидкостях (до 60 км/год), коли споживана потужність не перевищувала 7 кВт, автомобіль міг пересуватися тільки на енергії стисненого повітря, але при швидкості вище вказаної позначки силова установка автоматично переходила на бензин. В цьому випадку потужність двигуна зростала до 70 кінських сил. Витрата рідкого палива в шосейних умовах склала всього 3 літри на 100 км - результат, якому позаздрить будь-який гібридний автомобіль.

Проте команда MDI не стала зупинятися на досягнутому результаті, продовживши роботу над удосконаленням двигуна на стислому повітрі, а саме над створенням повноцінного пневмомобіля, без живлення газового або рідкого палива. Першим став зразок Taxi Zero Pollution. Цей автомобіль «чомусь» не викликав інтерес у розвинених країн, які в той час сильно залежали від нафтової промисловості. Проте Мексика зацікавилася цією розробкою, і в 1997 році уклала договір про поступову заміну таксопарку Мехіко (одного з найбільш забруднених мегаполісів світу) на «повітряний» транспорт.

Наступним проектом став той самий Airpod із напівкруглим склопластиковим кузовом та 80-кілограмовими балонами зі стисненим повітрям, повний запас яких хапав на 150-200 кілометрів шляху. Однак повноцінним серійним пневмомобілем став проект OneCat - сучасна інтерпретація мексиканського таксі Zero Pollution. У легких і безпечних карбонових балонах під тиском 300 бар може зберігатися до 300 літрів стисненого повітря.

Принцип роботи двигуна MDI наступний: у малий циліндр засмоктується повітря, де він стискається поршнем під тиском 18-20 бар та розігрівається; підігріте повітря йде у сферичну камеру, де змішується з холодним повітрям з балонів, яке миттєво розширюючись і нагріваючись, збільшує тиск на поршень великого циліндра, що передає зусилля на колінвал.

Декілька років тому світ облетіла новина про те, що індійська компанія Tata збирається запустити в серію автомобіль, що працює на стислому повітрі. Плани так і залишилися планами, але пневматичні автомобілі стали трендом: щороку з'являється кілька цілком життєздатних проектів, а компанія Peugeot 2016 року планувала поставити на конвеєр повітряний гібрид. Чому ж пневмокари раптово увійшли до моди?

Все нове – це добре забуте старе. Так, електромобілі наприкінці XIX століття були популярнішими за бензинових побратимів, потім вони пережили сторічне забуття, а потім знову «повстали з попелу». Те саме стосується і пневмотехніки. Ще 1879 року французький піонер авіації Віктор Татен спроектував літак A? roplane, котрий мав підніматися у повітря завдяки двигуну на стиснутому повітрі. Модель цієї машини успішно літала, хоча у повному розмірі літак збудований не був.

Родоначальником пневмодвигунів на наземному транспортістав інший француз, Луї Мекарскі, який розробив подібний силовий агрегат для паризьких та нантських трамваїв. У Нант машини випробували наприкінці 1870-х, а до 1900 Мекарскі володів парком з 96 трамваїв, що доводило ефективність системи. Згодом пневматичний «флот» було замінено електричним, але початок було покладено. Пізніше пневмолокомотиви знайшли собі вузьку сферу повсюдного застосування шахтну справу. У той же час почалися спроби поставити повітряний двигун на автомобіль. Але до початку XXI століття ці спроби залишалися одиничними і не вартими уваги.

Плюси: відсутність шкідливих викидів, можливість заправки автомобіля в домашніх умовах, невисока вартість через простоту конструкції двигуна, можливість застосування рекуператора енергії (наприклад, стискання та накопичення додаткового повітря за рахунок гальмування автомобіля). Мінуси: низькі ККД (5-7%) та щільність енергії; необхідність у зовнішньому теплообміннику, оскільки при зменшенні тиску повітря двигун сильно переохолоджується; низькі експлуатаційні показники пневмоавтомобілів

Переваги повітря

Пневматичний двигун (або, як кажуть, пневмоциліндр) перетворює енергію повітря, що розширюється в механічну роботу. За принципом дії він аналогічний гідравлічному. "Серце" пневмодвигуна - поршень, до якого прикріплений шток; навколо штока навита пружина. Повітря, що надходить у камеру, зі збільшенням тиску долає опір пружини та переміщає поршень. На фазі випуску, коли тиск повітря падає, пружина повертає поршень у вихідне положення і цикл повторюється. Пневмоциліндр цілком можна назвати двигуном внутрішнього незгоряння.

Більш поширена мембранна схема, де роль циліндра виконує гнучка мембрана, до якої так само прикріплений шток з пружиною. Її перевага полягає в тому, що не потрібна така висока точність посадки рухомих елементів, які не потрібні мастильні матеріалиа герметичність робочої камери підвищується. Існують також роторні (пластинчасті) пневмодвигуни – аналоги ДВЗ Ванкеля.

Крихітний тримісний пневмоавтомобіль французької MDI був представлений широкому загалу Женевському автосалоні 2009 року. Він має право пересуватися виділеними велодоріжками і не вимагає наявності водійських прав. Мабуть, найперспективніший пневмокар.

Основні плюси пневмодвигуна - це його екологічність і низька вартість"палива". Власне, через безвідходність пневмолокомотиви і набули поширення у шахтній справі — при використанні ДВЗ у замкнутому просторі повітря швидко забруднюється, різко погіршуючи умови роботи. Відпрацьовані гази пневмодвигуна — це звичайне повітря.

Один із недоліків пневмоциліндра — відносно низька щільність енергії, тобто кількість енергії, що виробляється на одиницю об'єму робочого тіла. Порівняйте: повітря (при тиску 30 МПа) має густину енергії близько 50 кВт год на літр, а звичайний бензин- 9411 кВт год на літр! Тобто бензин як паливо ефективніший майже у 200 разів. Навіть з урахуванням не дуже високого ККДбензинового двигуна він "видає" в результаті близько 1600 кВт год на літр, що значно вище, ніж показники пневмоциліндра. Це обмежує всі експлуатаційні показники пневмодвигунів та рухомих ними машин (запас ходу, швидкість, потужність тощо). Крім того, пневмодвигун має відносно невеликий ККД - близько 5-7% (проти 18-20% у ДВЗ).

Пневматика XXI століття

Актуальність екологічних проблем XXI століття змусила інженерів повернутися до давно забутої ідеї використання пневмоциліндра як двигун для дорожнього транспортного засобу. По суті, пневмоавтомобіль екологічніший навіть за електромобіль, елементи конструкції якого містять шкідливі для навколишнього середовища речовини. У пневмоциліндрі ж повітря і нічого крім повітря.

Тому основним інженерним завданням було приведення пневмокара до виду, в якому він міг би конкурувати з електромобілями по експлуатаційним характеристикамта вартості. Підводних каменів у цій справі безліч. Наприклад, проблема дегідратації повітря. Якщо в стислому повітрі буде хоча б крапля рідини, то через сильне охолодження при розширенні робочого тіла вона перетвориться на лід, і двигун просто затихне (або навіть вимагатиме ремонту). Звичайне літнє повітря містить приблизно 10 г рідини на 1 м 3 і при наповненні одного балона потрібно витратити додаткову енергію (близько 0,6 кВт год) на дегідратацію - причому ця енергія непоправна. Даний фактор зводить нанівець можливість якісної домашньої заправки - обладнання для дегідратації неможливо встановити та експлуатувати в домашніх умовах. І це лише одна із проблем.

Проте тема пневмоавтомобіля виявилася надто привабливою, щоб про неї забути.

На повному баку та повній заправці повітрям Peugeot 2008 Hybrid Airможе проїхати до 1300 км.

Відразу у серію?

Одне з рішень, що дозволяють мінімізувати недоліки пневмодвигуна, – полегшення автомобіля. Справді, міській мікролітражці не потрібен великий запас ходу та швидкість, а от екологічні показники у мегаполісі відіграють значну роль. Саме на це розраховують інженери франко-італійської. компанії Motor Development International, які на Женевському автосалоні 2009 року представили світові пневмоколяску MDI AIRpod та її більш серйозний варіант MDI OneFlowAir. MDI почали «боротися» за пневмокар ще в 2003-му, показавши концепт Eolo Car, але лише через десять років, набивши безліч шишок, французи прийшли до прийнятного для конвеєра рішення.

MDI AIRpod — це щось середнє між автомобілем та мотоциклом, прямий аналог мотоколяски-«інвалідки», як її часто називали в СРСР. Завдяки 5,45-сильному повітряному двигуну триколісна малолітражка масою всього 220 кг може розігнатися до 75 км/год, а запас її ходу становить 100 км у базовому варіанті або 250 км у більш серйозній конфігурації. Цікаво, що AIRpod взагалі не має керма — машина керується джойстиком. Теоретично вона може пересуватися як дорогами загального користування, так і велодоріжками.

У AIRpod є всі шанси на серійне виробництвоОскільки в містах з розвиненою велоструктурою, наприклад в Амстердамі, такі машинки можуть бути потрібні. Одна заправка повітрям на спеціально обладнаній станції займає близько півтори хвилини, а вартість пересування становить у результаті близько 0,5 на 100 км - дешевше просто нікуди. Тим не менш, заявлений термін серійного виробництва (весна 2014 року) вже минув, а віз і нині там. Можливо, MDI AIRpod з'явиться на вулицях європейських міст 2015-го.

Кросовий мотоцикл, побудований австралійцем Діном Бенстедом на шасі Yamaha, здатний розганятися до 140 км/год і їхати безупинно протягом трьох годин на швидкості 60 км/год. Повітряний двигун системи Анжело ді П'єтро важить лише 10 кг.

Другий передсерійний концепт – це відомий проект індійського гіганта Tata, автомобіль MiniCAT. Проект був запущений одночасно з AIRpod, але, на відміну від європейців, індуси заклали у програму нормальний, повноцінний мікроавтомобіль із чотирма колесами, багажником та традиційним компонуванням (у AIRpod, зауважимо, пасажири та водій сидять спинами один до одного). Маса Tata трохи більше, 350 кг, максимальна швидкість - 100 км/год, запас ходу - 120 км, тобто MiniCAT загалом схожий на машину, а не на іграшку. Цікаво, що в компанії Tata не мучилися з розробкою повітряного двигуна «з нуля», а за $28 млн придбали права на використання розробок MDI (що дозволило останній утриматися на плаву) і вдосконалили двигун для руху більшого транспортного засобу. Одна з фішок цієї технології - використання тепла, що виділяється при охолодженні повітря, що розширюється, для нагріву повітря при заправці балонів.

Спочатку Tata збиралася поставити MiniCAT на конвеєр у середині 2012 року та виробляти близько 6000 одиниць на рік. Але обкатка продовжується, а серійне виробництво відкладено до найкращих часів. За час розробки концепт встиг змінити ім'я (раніше він називався OneCAT) та дизайн, так що яка його версія надійде у результаті у продаж, не знає ніхто. Здається навіть представники Tata.

На двох колесах

Чим легше автомобіль на стислому повітрі, тим ефективніший у плані експлуатаційних та економічних показників. Логічний висновок із цього твердження — чому б не зробити скутер чи мотоцикл?

Цим перейнявся австралієць Дін Бенстед, який у 2011 році продемонстрував світові кросовий мотоцикл O 2 Pursuit з силовим агрегатом, розробленим фірмою Engineair. Остання спеціалізується на згаданих роторних повітряних двигунах розробки Анжело ді П'єтро. По суті, це класичне компонування «ванкелі» без згоряння — ротор приводиться в рух подачею повітря в камери. Бенстед пішов під час розробки від зворотного. Спершу він замовив Engineair двигун, а потім побудував навколо нього мотоцикл, використавши раму та частину елементів від серійної Yamaha WR250R. Машина вийшла напрочуд енергоефективною: на одній заправці вона проходить 100 км і в теорії розвиває максимальну швидкість 140 км/год. Ці показники перевищують аналогічні у багатьох електричних мотоциклів. Бенстед дотепно зіграв на формі балона, вписавши його в раму, — це дозволило заощадити місце; двигун вдвічі компактніший за свого бензинового побратима, а вільне місце дозволяє встановити другий балон, збільшивши пробіг мотоцикла вдвічі.

Але, на жаль, O 2 Pursuit залишився лише одноразовою іграшкою, хоч і був номінований на престижну винахідницьку премію, започатковану Джеймсом Дайсоном. Через два роки ідею Бенстеда підхопив інший австралієць, Дарбі Бічено, який запропонував створити за схожою схемою не мотоцикл, а суто міське транспортний засібскутер. Його EcoMoto 2013 має бути зроблений з металу та бамбука (ніякого пластику), але далі рендерів та креслень справа поки що не просунулась.

Крім Бенстеда і Бічено, подібну машину в 2010 році збудував Евін І Ян (його проект називався Green Speed ​​Air Motorcycle). Всі три конструктори, до речі, були студентами Королівського технологічного інституту Мельбурна, і тому їхні проекти схожі, використовують один і той же двигун і не мають шансу на серію, залишаючись дослідницькими роботами.

В 2011 році спортивний автомобіль Toyota Ku: Rin встановив світовий рекорд швидкості для транспортних засобів, що рухаються енергією стисненого повітря. Зазвичай пневмоавтомобілі не розганяються більш ніж до 100-110 км/год, концепт Toyota показав офіційний результат 129,2 км/год. Зважаючи на «заточеність» на швидкість, Ku: Rin на одній зарядці міг проїхати всього 3,2 км, але більше триколісного одномісного боліда і не потрібно. Рекорд встановлено. Цікаво, що до того рекорд становив лише 75,2 км/год і був встановлений у Бонневіллі болідом Silver Rod конструкції американця Дерека Макліша влітку 2010 року.

Корпорації на старті

Вищесказане підтверджує, що у повітряних автомобілів майбутнє є, але, швидше за все, не в чистому вигляді». Все-таки вони мають обмеження. Той же MDI AIRpod провалив абсолютно всі краш-тести, оскільки його надлегка конструкція не дозволяла належним чином захищати водія та пасажирів.

А ось використовувати пневмотехнології як додаткове джерело енергії в гібридному автомобілі цілком реально. У зв'язку з цим компанія Peugeot оголосила про те, що з 2016 року частина кросоверів Peugeot 2008 випускатиметься в гібридному варіанті, одним із елементів якого буде встановлення Hybrid Air. Ця система розроблена у співпраці з Bosch; суть її в тому, що енергія ДВС запасатиметься не у формі електроенергії (як у звичайних гібридах), а в балонах зі стисненим повітрям. Плани, щоправда, так і залишилися планами: зараз на серійні автомобілі установка не встановлюється.

Peugeot 2008 Hybrid Air зможе рухатися, використовуючи енергію ДВЗ, повітряного силового агрегатучи їх комбінації. Система сама розпізнаватиме, яке з джерел енергоефективніше в тій чи іншій ситуації. У міському циклі, зокрема, 80% часу використовуватиметься енергія стисненого повітря — він надає руху гідронасосу, який обертає вал при відключеному ДВЗ. Сумарна економія палива за такої схеми становитиме до 35%. Під час роботи на чистому повітрі максимальна швидкість автомобіля обмежується 70 км/год.

Концепт Peugeot виглядає абсолютно життєздатним. З урахуванням екологічних переваг подібні гібриди цілком зможуть потіснити електричні протягом п'яти-десяти років. І світ стане трішки чистішим. Або не стане.

Однією з значних проблем сучасності є проблема забруднення довкілля. Щодня людство викидає в атмосферу величезну кількість вуглекислого газу. Кожна машина, що працює на двигуні внутрішнього згоряння, шкодить нашій планеті та робить екологічну ситуацію ще гіршою. На жаль, це не все. Енергетична проблема стоїть не менш гостро, адже запаси нафти не нескінченні, ціни на бензин все зростають, і немає причин для їхнього зменшення. У пошуках альтернативних джерел паливо було винайдено безліч проектів, але вони або занадто дорогі, або малоефективні. Хоча один із них виглядає дуже обіцяючим. Судячи з нього, можливо, новим паливом майбутнього стане повітря!

Звучить фантастично, чи не так? Хіба це можливо, щоби автомобіль їздив на повітрі? Звісно, ​​це можливо. Але це повітря не в такому вигляді, в якому ми їм дихаємо зараз – щоб рухати автомобіль, потрібне стиснене повітря. Стиснутий, та перебуває під високим тиском, повітря рухає поршні двигуна, та автомобіль рухається! Після того, як він відпрацював у двигуні, повітря повертається в атмосферу абсолютно чистим. Бака достатньо на 200 кілометрів шляху, і швидкість теж дуже вражає – до 110 кілометрів на годину! (Як не дивно, автомобільні двигуни на стиснутому повітрі мають дуже давню історію. Вперше ця технологія була застосована ще у вісімдесятих роках дев'ятнадцятого століття, коли Луї Мекарскі запатентував свій винахід, який отримав назву «пневматичний трамвай».) Цей автомобіль не тільки цілком екологічний, він також суттєво заощадить гроші своєму власнику! Одна повна заправкастисненим повітрям коштуватиме півтора євро, і за лічені хвилини автомобіль знову буде готовий до подорожей. Півтора євро практично рівні за ціною двом літрам бензину. Порахуйте, скільки проїде ваша машина на двох літрах - напевно цифра буде набагато меншою за 200 кілометрів. Адже після невеликих та нескладних підрахунків, щоденна заправка автомобіля стисненим повітрям обійдеться як мінімум у 10 разів дешевше! Винахідник цього цікавого концепту, невтомний француз Гі Негр (Guy Negre), колишній інженер «Формули 1», працював над своїм проектом понад десять років. Оригінальна схема двигуна, схожа на звичайний ДВС, дозволяла рухати автомобіль за рахунок стисненого повітря, що зберігається в балонах. Ідея була запозичена Негром саме з конструкції гоночних болідів, В яких для розгону використовується турбіна, що живиться стисненим повітрям зі спеціального балона. Почав Гі Негр із оригінальної концепції гібридного автомобіля, який на малих обертах рухався б за рахунок повітря, а на великих – запускав звичайний двигунвнутрішнього згоряння. Цей автомобіль був розроблений у середині 90-х, проте винахідник вирішив піти ще далі. Результатом 10 років напруженої роботи стало кілька моделей, що їздили виключно на стислому повітрі. В основі " повітряного автомобіля” Гі Негра лежить мотор, за конструкцією дуже схожий на стандартний ДВС. У двигуні два робочі і два допоміжні циліндри. Тепле повітрязасмоктується прямо з атмосфери та додатково підігрівається. Потім він потрапляє в камеру, де поєднується з охолодженим до -100 градусів Цельсія стисненим повітрям. Повітря швидко розігрівається, різко збільшується в обсязі і штовхає поршень головного циліндра, який надає руху колінчастий вал. Перші прототипи чисто повітряного автомобіля, створеного французами з фірми Гі Негра Motor Development International (MDI), були продемонстровані на початку 2000-х, а зараз, нарешті, дійшло до масштабного впровадження цієї чудової розробки. Компанія Tata Motors, найбільший виробник автомобілів в Індії, домовилася з MDI про запуск ліцензійного виробництва невеликого тримісного екомобіля, що працює на стислому повітрі. Модель MiniC.A.T оснащена балоном із вуглеволокна, що вміщає 90 куб. м. стисненого повітря. На одній заправці повітрям машина здатна проїхати від 200 до 300 км, з максимальною швидкістю 110 км/год. За допомогою компресорів, встановлених на АЗС, її можна буде заправити за 2-3 хвилини, сплативши при цьому 1,5 євро. Можливий і альтернативний варіантзаправки за допомогою вбудованого компресора, що підключається до звичайної мережі змінного струму. Щоб повністю заповнити "бак", йому знадобиться 3-4 години. Незважаючи на те, що електрика виробляється в основному за рахунок спалювання викопної сировини, повітряний екомобіль виявляється набагато ефективнішим за автомобілі з ДВС. По ККД він перевершує звичайні автомобілі вдвічі, а електромобілі - в 1,5. Крім того, його відрізняє повна відсутність шкідливих вихлопів, а також крайня невибагливість в обслуговуванні: завдяки відсутності камери згоряння масло в двигуні можна міняти не частіше, ніж через кожні 50 тис. км. пробігу. Екомобіль MiniC.A.T випускатиметься у чотирьох модифікаціях. Вони включають тримісну легкову модель, п'ятимісне таксі, міні-вен та легкий вантажний пікап. Автомобілі будуть продаватися за ціною близько 5 500 фунтів (приблизно 11000 доларів), що досить доступно.. У планах компанії Tata - щорічне виробництво не менше 3 тисяч "повітряних автомобілів". можливо й у всьому світі. Почин індійців підтримала американська компанія Zero Pollution Motors, яка оголосила про швидке виведення на американський ринок автомобілів, що працюють на стислому повітрі та побудовані за технологією Гая Негре. Zero Pollution Motors планує виробляти автомобілі CityCAT з варіантом двигуна (6-циліндровий, 75-сильний Dual-Energy), що дозволяє працювати у двох режимах: просто на стиснутому повітрі, або зі споживанням невеликої кількості палива для підвищення температури повітря в балонах і потужності. У такому режимі автомобіль споживає близько 2.2 літрів бензину на 100 кілометрів поза містом. CityCAT – шестимісний автомобіль з містким багажником. Кузов складається із склопластикових панелей, що кріпляться до алюмінієвого каркаса. Автомобіль зможе проїжджати в місті 60 кілометрів на одному запасі повітря, а за містом при невеликі витратибензину – 1360 кілометрів. Швидкість авто при роботі лише на стислому повітрі – 56 км/год, при використанні бензину – 155 км/год. Орієнтовна вартість авто – 17.8 тисяч доларів. Перша партія має надійти на ринок у 2010 році. Сподіватимемося, що це не останній крок для розвитку екологічно чистих способів пересування. Втім, відгуки про "повітромобілі" у ЗМІ із захоплених поступово перетворилися на скептичні. Про них – нижче.

2000 року численні ЗМІ, зокрема ВПС, пророкували, що на початку 2002 року почнеться масове виробництвоавтомобілів, які використовують повітря замість палива.

Приводом для такої сміливої ​​заяви стала презентація автомобіля під назвою e.Volution на виставці Auto Africa Expo2000, що відбулася в Йоганнесбурзі.

Здивованій громадськості повідомили, що e.Volution може без дозаправки проїхати близько 200 кілометрів, розвиваючи швидкість до 130 км/год. Або ж протягом 10 годин із середньою швидкістю 80 км/год. Було заявлено, що вартість такої поїздки коштуватиме власнику e.Volution 30 центів. При цьому важить машина лише 700 кг, а двигун – 35 кг. Революційну новинку представила французька фірма MDI (Motor Development International), яка оголосила про намір почати серійний випуск автомобілів, обладнаних двигуном на стислому повітрі. Винахідником двигуна є французький інженер-моторобудівник Гай Негр (Guy Negre), відомий як розробник пускових пристроїв для болідів «Формули 1» та авіаційних двигунів. Негр заявив, що йому вдалося створити двигун, який працює виключно на стиснутому повітрі без будь-яких домішок традиційного палива. Своє дітище француз назвав Zero Pollution, що означає нульовий викид шкідливих речовину атмосферу. Девізом Zero Pollution стало «Простий, економічний та чистий», тобто наголос було зроблено на його безпеку та нешкідливість для екології. Принцип роботи двигуна, за словами винахідника, такий: «Повітря засмоктується в малий циліндр і стискається поршнем до рівня тиску 20 бар. У цьому повітря розігрівається до 400 градусів. Потім гаряче повітря виштовхується у сферичну камеру. У „камеру згоряння“, хоча в ній вже нічого не згоряє, під тиском подається і холодне стиснене повітря з балонів, воно відразу ж нагрівається, розширюється, тиск різко зростає, поршень великого циліндра повертається і передає робоче зусилля на колінчастий вал. Можна навіть сказати, що „повітряний“ двигун працює так само, як і звичайний двигун внутрішнього згоряння, але жодного згоряння тут немає». Було заявлено, що викиди автомобіля не небезпечніші за вуглекислий газ, що виділяється при диханні людини, двигун можна змащувати рослинним маслом, а електрична системаскладається лише з двох дротів. На заправку такого повітромобіля потрібно близько 3 хвилин. Представники Zero Pollution заявили, що для заправки "повітромобіля" достатньо наповнити повітряні резервуари, розташовані під дном автомобіля, що займає близько чотирьох годин. Втім, у майбутньому планувалося побудувати «повітрозаправні» станції, здатні наповнити 300-літрові балони лише за 3 хвилини. Передбачалося, що продаж «повітряних автомобілів» розпочнеться в Південній Африці за ціною близько $10 тисяч. Також йшлося про будівництво п'яти фабрик у Мексиці та Іспанії та трьох – в Австралії. Ліцензію на виробництво автомобіля нібито вже отримали більше дюжини країн, а південноафриканська компанія начебто отримала замовлення на виробництво 3000 автомобілів замість запланованої експериментальної партії 500 штук. Але після гучних заяв і загального тріумфу щось сталося. Раптом все стихло і про «повітряномобіль» майже забули. Тиша видається тим більше зловісною, що деякий час тому «затих» офіційний сайт Zero Pollution. Причина безглузда: сторінка нібито не справляється із величезним потоком запитів. Втім, творці сайту в розпливчастій формі обіцяють його колись покращити. Поява повітромобілів на дорогах мала стати серйозним викликом традиційному транспорту. Є думка, що екологічну розробку саботували автомобільні гіганти: передбачивши наближення краху, коли бензинові двигуни, що випускаються ними, нікому не будуть потрібні, вони нібито вирішили вискочку «задушити на корені» Цю версію частково підтверджує Deutsche Welle: «Авторемонтні підприємства та нафтові концерни одностайно вважають автомобіль із повітряним двигуном „недопрацьованим“. Втім, це можна списати на їхню упередженість. Однак і багато незалежних експертів налаштовані швидше скептично, тим більше, що низка великих автомобілебудівних концернів - наприклад, "Фольксваген" - вже в 70-х і 80-х роках вели дослідження в цьому напрямку, але потім згорнули їх через повну безперспективність». Майже такої ж думки дотримуються і захисники довкілля: «Потрібно дуже багато часу, щоб переконати автомобільних виробників розпочати випуск повітряних двигунів. Автомобільні компаніївже витратили величезну кількість грошей на експерименти з електричними автомобілями, які виявилися незручними та дорогими. Їм більше не потрібні нові ідеї». Zero Pollution – двигуни з нульовим викидом шкідливих речовин. Крім цього, вони легкі та компактні. Але Deutsche Welle звертає увагу на те, що в різних публікаціях «опис двигуна та принципова схемайого роботи грішать неточностями та помилками, а, крім того, версії різними мовами не тільки неабияк різняться, а часом і прямо суперечать одна одній. Чи не в кожному виданні наводяться свої, відмінні від інших, технічні параметри. Розкид цифр настільки великий, що мимоволі задаєшся питанням: невже вони ставляться до одного й того автомобіля? Ще одна дивна закономірність полягає в тому, що з кожною наступною публікацією параметри автомобіля покращуються: то потужність підросте, то ціна впаде, то зменшиться маса, то ємність балонів збільшиться. Отже, сумніви тут цілком доречні та виправдані. Проте чекати лишилося недовго. Ймовірно, вже наступного року ми точно дізнаємося, що таке цей розроблений фірмою MDI двигун на стиснутому повітрі - революція в автомобілебудуванні або у всіх сенсах слова «дута» сенсація». Тим часом цілком можливо, що й у 2002 році інтрига зі «повітромобілем» не вирішиться. В результаті тривалих пошуків інформації в Мережі було виявлено один більш-менш «живий» сайт, який обіцяє серійне виробництво революційних автомобілів 2003 року. До речі, під час пошуків було знайдено багато цікавого на «повітряну» тему. Цікаво, що на міжнародному ярмарку іграшок, що відбувся в лютому 2001 року в Нюрнберзі, канадська фірма Spin Master запропонувала покупцям модель літака, оснащеної двигуном, що працює на стислому повітрі. Міні-резервуар можна надувати будь-яким насосом, і пропелери забирають оригінальну іграшку в небеса. Крім того, в Інтернеті є комерційна пропозиція, адресована, мабуть, уряду Москви. У цьому документі одна столична компанія пропонує чиновникам ознайомитися з пропозицією автомобільної фірми MDI (Франція) про виробництво в Москві абсолютно екологічно чистих і економічних автомобілів». Зустрілася і пропозиція В. А. Конощенка, який повідомляє про винайдений ним автомобіль, який працює на стисненому повітрі, додаючи опис пристрою. Також потрапив на очі винахід Раїса Шаймухаметова – «Садохід», який «наводиться в рух від стисненого повітря: під капотом невеликий двигун та серійний компресор. Повітря обертає автономно один від одного два блоки (ліворуч і праворуч) ексцентричних роторів (поршнів). Ротори в блоці через ходові колеса з'єднані гусеничним ланцюгом». У результаті склалося двояке враження: з одного боку не до кінця зрозуміла історія з французьким «повітряномобілем», а з іншого - куди чіткіше відчуття, що «повітряний» транспорт давно використовується і особливо чомусь у Росії. І до того ж з позаминулого століття. Є дані про те, що спроектований самоуком І. Ф. Александровським 33-метровий підводний човен з двигуном, що працює на стислому повітрі, влітку 1865 був спущений на воду, успішно пройшов ряд випробувань і тільки після цього затонув. МАШИНА НАГРА - ДУТА СЕНСАЦІЯ Ошарашуюча ідея - автомобіль на стислому повітрі - виявилася міфом Сергій ЛЕСКОВ Відомих на Землі запасів нафти вистачить не більше ніж на 50 років. Чим тільки не намагаються замінити бензин, який, до того ж, є головним джерелом забруднення повітря у великих містах. І зрідженим природним газом, і різноманітних синтезованими газами і рідинами, і навіть спиртом. Довго надії покладалися на електромобіль, та його технічні характеристикиневисокі, а утилізація джерела енергії виявилася проблемою для екології. І ось нова, приголомшлива ідея - автомобіль на стислому повітрі. Французький інженер Гі Негр отримав популярність в автомобільному світі своїми стартерами для болідів "Формули-1" та авіаційних моторів. У його конструкторському досьє 70 патентів. Це говорить про те, що Негр не самоучка з-поміж тих, хто докучає своїми відкриттями всім автомобільним фірмамсвіту. Декілька років тому шановний Негр створив фірму MDI (Motor Development International), яка зайнялася розробкою двигунами на стислому повітрі. Перша реакція будь-якого експерта - марення, дурощі і знову марення. Але ще 1997 року в Мексиці парламентська комісія з транспорту зацікавилася цією розробкою, фахівці відвідали завод у Бриньйолі та підписали угоду про поступову заміну всіх 87 тисяч таксі в Мехіко, найзагризенішій столиці світу, машинами з чистим "видихом". Два роки тому на виставці Auto Africa Expo 2000 відбулася презентація створеного командою Негра концепт-кара під назвою e. Volution. Як і було обіцяно, як паливо він використовував стиснене повітря. У Йоганнесбурзі на хвилі загального інтересу було оголошено початок серійного випускудиво-автомобіля з двигуном Zero Pollution у 2002 році. У ПАР передбачалося зробити 3 тисячі e. Volution. Призначений рік у дворі. Де ж "повітряномобіль"? Публікацій на цю тему багато, але характеристики скачуть, ніби мова не про техніку, а про арабського жеребця. Якщо усереднити всі протоколи, то буде такий портрет: e . Volution важить 700 кг, двигун Zero Pollution - 35 кг. Автомобіль може проїхати без дозаправки 200 км. максимальна швидкість- 130 км/год. На швидкості 80 км/год може рухатися 10 годин. Орієнтовна ціна – 10 тисяч доларів. Щоб закачати в балони повітря, потрібна енергія, а електростанції теж джерело забруднень. Автори проекту порахували ККД у ланцюжку "нафтоперегонний завод - автомобіль" для бензинового, електричного та повітряного двигуна: 9, 13 та 20% відповідно. Тобто "повітряна машина" лідирує з помітним відривом. Сама заправка займає близько 4 годин, а балони заховані під днище. Принцип роботи "повітряника" не відрізняється від двигуна внутрішнього згоряння. Немає через відсутність пального тільки самого згоряння. Немає, крім того, систем запалення, упорскування палива, бензобака. Повітря у балонах знаходиться під тиском 200 атмосфер. Ідея конструкторів така: у малий циліндр засмоктується частина вихлопу та стискується поршнем до тиску 20 атмосфер. Розпечене до 400 градусів повітря виштовхується в камеру, яка є аналогом камери згоряння. До неї подається стиснене повітря з балонів. Він нагрівається і в результаті поршень циліндра рухається, передаючи робоче зусилля на колінчастий вал. У міру наближення до оголошеної дати випуску в публікаціях на цю тему різнобій дедалі помітніший. Складається враження, що команда Гі Негра зіштовхнулася із серйозними технічними проблемами. Щоб роз'яснити ситуацію, "Известия-Наука" звернулися до найавторитетніших у нашій країні фахівців із Державного наукового центру"Науково-дослідний автомобільний та автомоторний інститут(НАМІ)". - Ми розрахували робочий цикл цього двигуна, - сказав завідувач відділу газобалонного обладнання НАМІ Владислав Лукшо. - Це чергова спроба обдурити основоположні закони природи, проскочити повз правила термодинаміки. Можна цю ідею розвинути: змусити водія качати ногами повітря. Ідея двигуна на стиснутому повітрі безглузда, тому що його ККД дуже малий.Отримана від механічного стиснення енергія на кілограм ваги в 20-30 разів поступається хімічної енергії вуглеводневого палива.У бензину конкурентів не видно.Вище показники тільки у атомної енергії.Цей e.Volution зможе їздити тільки на невеликі відстані, як літають іграшки з пневмодвигунами.Скептичне ставлення до двигуна на стислому повітрі зовсім не означає, у цьому впевнені фахівці НАМІ, що спроби знайти альтернативу бензиновому двигуну приречені. поступаються по тепловіддачі палива бензиновому двигуну тільки в 1,5 разів. Робляться впродовж заповітів чонкінського приятеля Гладишева зусилля, щоб освоїти двигун на біогазі, який отримують з усіляких покидьків. Великі перспективи у водню, причому способи його застосування дуже різноманітні – від добавок до бензину до зрідження або використання у вигляді сполук з металами (гідридів). Згідно останнім розробкамНАМІ, водень краще не спалювати: в тепловиділяючій елементі він вступає в реакцію, виникає електричний струм, який перетворюється на механічну енергію. Ще один варіант - спирт, який енергетично "сильніший" за газ, хоча і "слабший" за бензин. Двигуни на спирті набули поширення в Бразилії. Щоправда, у Росії про впровадження цієї конструкції й говорити не варто – просто безглуздо.

З усіх сучасних альтернатив автомобілям із двигуном внутрішнього згоряння найбільш незвичайно та цікаво виглядають транспортні засоби, що працюють на стиснутому повітрі. Парадоксально, але у світі вже існує чимало подібних засобів пересування. Про них ми розповімо в сьогоднішньому огляді.

Австралієць Дарбі Бічено (Darby Bicheno) створив незвичайний мотоцикл-скутер під назвою EcoMoto 2013. Цей транспортний засіб працює не від двигуна внутрішнього згоряння, а від імпульсу, що дається стисненим повітрям із балонів.

При виробництві EcoMoto 2013 Дарбі Бічено намагався використати виключно екологічно чисті матеріали. Ніякого пластику – тільки метал та листковий бамбук, з якого виготовлено більшість деталей цього транспортного засобу.

- Це ще не автомобіль, але вже й не мотоцикл. Цей транспортний засіб також працює на стиснутому повітрі і має відносно високі технічні характеристики.

Триколісний візок AIRpod важить 220 кілограмів. Вона розрахована на перевезення до трьох осіб, а керування здійснюється за допомогою джойтика на лицьової панеліцього напівавто.

AIRpod може проїжджати на одному повному запасі стисненого повітря 220 кілометрів, розвиваючи швидкість до 75 кілометрів на годину. Заправка баків «паливом» здійснюється лише за півтори хвилини, а вартість пересування становить 0,5 євро за 100 км.
А перший у світі серійний автомобільз двигуном, який працює на стислому повітрі, випустила індійська компанія Tata, відома на весь світ виробництвом дешевих транспортних засобів для небагатих людей.

Автомобіль Tata OneCATважить 350 кг і може проїжджати однією запасі стиснутого повітря 130 км, розганяючись при цьому до 100 кілометрів на годину. Але такі показники можливі лише за максимально заповнених баках. Чим менша щільність повітря в них, тим нижчим стає середній показник швидкості.

А рекордсменом за швидкістю серед існуючих нині автомобілів на стиснутому повітрі є авто. На випробуваннях, що відбулися у вересні 2011 року, цей транспортний засіб розігнався до показника 129,2 кілометра на годину. Щоправда, проїхати йому при цьому вдалося лише відстань 3,2 км.

Слід зазначити, що Toyota Ku:Rin – це не серійний пасажирський транспортний засіб. Дану машину створили спеціально для того, щоб у показових заїздах продемонструвати швидкісні можливості машин, що збільшуються, з двигунами на стислому повітрі.
Французька компанія Peugeot надає нового значення терміну «гібридний автомобіль». Якщо раніше таким вважалося авто, що поєднує в собі двигун внутрішнього згоряння з електромотором, то в майбутньому останній може бути замінений двигуном на стислому повітрі.

Автомобіль Peugeot 2008 у 2016 році стане першим у світі серійним авто, оснащеним інноваційною силовою установкою Hybrid Air. Вона дозволить поєднувати їзду на рідкому паливі, на стислому повітрі та в комбінованому режимі.

Yamaha WR250R – перший мотоцикл на стислому повітрі

Австралійська компанія Engineair вже багато років займається розробкою та виробництвом двигунів, що працюють на стислому повітрі. Саме їхню продукцію і використовували інженери з місцевого відділення компанії Yamaha для створення першого у світі подібного типу мотоцикла.

Щоправда, у поїздах Aeromovel немає власного двигуна. Потужні струмені повітря походять від рейкової системи, якою він пересувається. При цьому відсутність силової установкиусередині самого складу робить його дуже легким.

Зараз поїзди Aeromovel ходять в аеропорту бразильського міста Порто Алегрі та у тематичному парку Taman Mini у Джакарті, Індонезія.