CC BY
21
«Зеленые» модели будущего
По прогнозам специалистов, главным требованием, предъявляемым к транспорту будущего, станут жесткие экологические нормы. Традиционные двигатели внутреннего сгорания, чье тлетворное влияние на окружающую среду и здоровье человека давно доказано, скорее всего, заменят электромоторы или новые двигатели на альтернативном топливе. это будут гибридные машины, электромобили, «железные кони», работающие на водороде или собственной мускульной силе владельца. Естественно, что их будут отличать исключительная экологичность и одновременно техническая и конструкторская сложность. В основу новых моделей лягут самые последние разработки, энергосберегающие технологии, инновационные решения в области использования энергии солнца, ветра, воды, методы переработки отходов и многое другое.
нас электричество возить повсюду БУДЕТ
Одно из самых перспективных направлений — применение электрического двигателя. Без электромобилей не обходится сегодня ни одна крупная автомобильная выставка. Концепт-кары с нулевым выхлопом уже несколько лет подряд представляют крупнейшие компании — Peugeot, Renault, Audi, Volkswagen и Ford. Приходит время «зеленых» моторов, и они в ближайшее
время захватят не менее 10% рынка. Но пока массовому производству таких машин мешают их серьезные недостатки. Главный — небольшой лимит зарядки. Водитель, совершая путешествия на дальние расстояния, может столкнуться с отсутствием источника подпитки и заглохнуть на полпути. Да и сам процесс подзарядки занимает несколько часов. Так что основные задачи разработчиков — создание батарей с большим ресурсом и запасом хода машины. Некоторым компаниям удалось
добиться неплохих результатов в этом направлении и даже поставить электрокар на поток. Например, в серийном производстве находится спортивный двухместный электромобиль Tesla Roadster, выпускаемый американской компанией. Машина мощностью 248 лошадиных сил заряжается от электросети в течение 4 часов, на этом ресурсе преодолевает 300 км, развивая скорость до 210 км/ч и разгоняясь до «сотни» за 3,9 секунды. Начата реализация этих автомобилей, и уже около 1 тыс. их продано в США и Европу. В текущем году концерн готовит к выпуску еще одну модель для массового использования. Она достаточно вместительная — семиместная, на одной зарядке проходит более 400 км, для подзарядки необходимо всего 45 минут и обычная розетка на 220 вольт.
Интересный концепт под названием e-tron разработан немецким концерном Audi. Он оснащен четырьмя электромоторами (по одному на каждое колесо) суммарной мощностью 313 лошадиных сил. В качестве топлива используется электроэнергия литий-ионных аккумуляторов. Машина разгоняется до 100 км/ч
Электромобиль Renault DeZir впечатляет не только «нулевым выхлопом», но и изысканным дизайном
Концепт e-tron, разработанный немецким концерном Audi, оснащен четырьмя электромоторами суммарной мощностью в 313 л.с.
РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
за 4,8 секунды и способна проехать до 260 км с работающим кондиционером.
МЕНЬШЕ НАРОДА -БОЛЬШЕ КИСЛОРОДА
Как известно, проблема современного мегаполиса состоит в его чрезмерной перегруженности разнообразными автомобилями. Самое простое решение проблемы — уменьшить площадь, занимаемую отдельно взятым транспортным средством. Ведь оно редко используется на полную мощность — до работы владелец авто, как правило, добирается один. Поэтому западные конструкторы предложили избавиться от пары лишних сидений, причем боковых. В итоге получился автомобиль шириной меньше метра и длиной чуть больше двух с половиной. Переход на такие машины значительно увеличивает пропускную способность дорожного полотна и вместительность парковок. Впрочем, столь мелкие размеры не препятствуют высокому скоростному режиму мини-авто — его максимальная заявленная скорость составляет около 216 км/ч, хотя машина оборудована всего парой электромоторов на каждом заднем колесе, работающих от обычных аккумуляторных батарей на 300 вольт. Их заряда хватает на 120 км. Если же шофер не рассчитал расстояние, то 400-амперного источника постоянного тока окажется вполне достаточно, чтобы за 10 минут подзарядить батарею на 80% и проехать еще километров 70. В штатном же режиме достаточно подключать машину на ночь к обычному штепселю, стандартное время зарядки — около трех часов.
Автогигант General Motors тоже стал автором небольших городских автомобилей серии EN-V. Их габаритная длина и ширина составляет в среднем 1,22 м, а высота — 1,83 м. Машина приводится в движение двумя трехкиловаттными электродвигателями, расположенными в колесах и питающимися от комплекта литий-ионных аккумуляторов. Кузов
сделан из пластика и карбона, в салоне имеются два посадочных места. Правда, запас хода EN-V невелик, всего 40 км, а максимальная скорость — 40 км/ч. Но, как считают инженеры, подобных характеристик вполне достаточно для преодоления небольших дистанций — поездок в магазин, на службу, в фитнес-центр.
АВТОМОБИЛИ
НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
Топливные элементы примечательны тем, что они вырабатывают электроэнергию, не выделяя углекислого газа или загрязняющих примесей. На автомобиле находятся баллоны с кислородом и водородом. В специальном электрохимическом генераторе между ними происходит химическая реакция при температуре около 100 градусов, в результате чего производится электричество, а в качестве «выхлопа» образуется вода. Поскольку водород можно получить из различных веществ — от природного газа до биогаза, производители всего мира делают на топливные элементы серьезную ставку. Например, компания Nissan выпустила модель X-TRAIL FCV. Нулевое количество выбрасываемого углекислого газа, способность развивать скорость до 150 км/ч, преодолевать расстояние до 500 км и везти 5 пассажиров — лишь немногие положительные характеристики машины. На водородных элементах создан и концепт-кар от Hyundai. Он имеет электродвигатель мощностью 100 кВт, вместительный топливный бак на 115 л, который позволяет проехать 570 км без дозаправок. Серийный выпуск автомобилей планируется начать в ближайшие годы.
ЛЕТАЮЩИЕ МАШИНЫ
Достижения конструкторов сверхлегких летательных аппаратов позволяют рассчитывать, что уже через несколько лет многие из нас смогут стать владельцами крылатых автомобилей. У них, в отличие от многих мини-самолетов, будут полно-
№2(96)_2011 НАУКА И ИННОВАЦИИ
ценные салоны, взлетать они смогут с любого поля, а максимальная дальность рейса составит несколько сотен километров. Приблизившись к месту назначения, летающая машина совершит посадку, ее крылья спрячутся в специальное углубление, и последние километры она преодолеет по обычной дороге. Сверхлегкие самолеты с закрытыми салонами уже достаточно давно присутствуют на рынке. Некоторые из них развивают скорость 200 км/ч и способны находиться в воздухе до четырех часов. Но рассчитывать на популярность такого средства передвижения не приходится. Широкой их эксплуатации будут препятствовать капризы погоды и срок обучения управлению таким самолетом — он может занять больше года.
АВТОМАТИЧЕСКОЕ ТАКСИ
Одним из видов городского или пригородного транспорта в перспективе может стать так называемое автоматическое такси — нечто среднее между такси и монорельсовой железной дорогой. Индивидуальные кабинки, подвешенные с помощью магнитной левитации к направляющим рельсам, доставят пассажира в нужную точку города — стоит лишь указать адрес бортовому компьютеру. Сеть будет состоять как из магистральных участков со скоростным движением, так и из более тихоходных ответвлений.
Небольшие городские автомобили серии EN-V от General Motors вполне годятся для поездок на работу, в магазин или фитнес-центр
25
Легкая конструкция устанавливается на небольшие опоры типа мачт освещения, а значит, для прокладки новых путей не потребуются большие пространства и массивные эстакады. Ездить такие такси будут по фиксированным маршрутам с небольшой скоростью — около 50 км/ч, но зато смогут останавливаться в любом нужном месте, в любое время суток и при любой погоде. Сторонники этого вида транспорта утверждают, что аварии на нем практически исключены — во-первых, за всем будет следить компьютер, а во-вторых, трассу оградят заборами и насыпями. Такие капсулы будут расходовать на 75% меньше энергии на пассажиро-километр, чем обычные машины. По сравнению с автобусами экономия составит 50%.
МАГНИТНАЯ ПОДУШКА ВМЕСТО ДВИГАТЕЛЯ
Поезда на таких подушках имеют ряд преимуществ перед обычными колесными составами. Левитация в нескольких сантиметрах от специальных рельсов, над которыми создано мощное магнитное поле, позволяет существенно снизить силу трения, соответственно, сэкономить энергию и увеличить скорость движения. Кроме того, из-за отсутствия двигателя и колес они не производят шума и вредных выхлопов.
На электронном самокате «Сигвей» можно без всяких усилий перемещаться со скоростью до 30 км/ч
Рельсы и другое оборудование требуют меньше обслуживания, энергия расходуется в 3 раза эффективнее, чем у автомобиля, и в 5 раз — чем у самолета. Они могут парить на протяжении часа без внешнего источника энергии, а бортовые аккумуляторы подзаряжаются линейными генераторами, встроенными в поддерживающие магниты. Причем состав способен преодолевать крутые склоны и совершать резкие повороты, а на само движение тратится меньше энергии, чем на кондиционирование салонов. Первые испытания такого поезда были проведены в 2003 г. в Японии. Тогда он установил мировой рекорд скорости — 581 км/ч. Правда, широкого распространения «магнитки» не получили из-за огромных затрат на строительство магнитно-левитационных путей. Пока в мире действует лишь одна пассажирская линия протяженностью 30,5 км, возведенная в Шанхае. В Европе возможность сооружения таких систем обсуждают в Германии и Великобритании.
ЭЛЕКТРОННЫЙ САМОКАТ
Для тех, кто не любит переполненный общественный транспорт и не горит желанием ходить пешком, инженеры предложили замечательное устройство — самокат «Сигвей», который развивает скорость до 30 км/ч и работает на обычных аккумуляторах. В вертикальном положении устройство удерживает сложная система гироскопов, управляемая микропроцессором. Самокат позволяет добраться от дома до работы с ветерком. Он уже продается в Беларуси, правда, стоит как неплохой автомобиль — 10 тыс. долл. Из недостатков, кроме цены, можно отметить способность преодолевать лишь относительно небольшие расстояния — в соседний город или на дачу на нем не доедешь. Кроме того, он боится неблагоприятных погодных условий, и им не так-то просто управлять.
Интересное предложение есть и для тех, кто предпочитает автомобилям
велосипеды. Датская компания «Трио-байк» выпустила транспортное средство, представляющее собой симбиоз велосипеда, детской коляски и тележки для покупок. Этому многоцелевому экологически чистому транспорту легко найти применение, особенно в большом городе. Незаменим он и при проведении спортивных и развлекательных мероприятий — на различных чемпионатах, фестивалях, концертах.
СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ЗАВТРАШНЕГО ДНЯ
Среди них большие перспективы у автомобилей на солнечных батареях. Их образцы созданы уже достаточно давно, но промышленное освоение сдерживается крайне низким КПД — порядка 15%. Чтобы машина проехала большое расстояние, она должна быть почти плоской и содержать как можно больше улавливающих элементов. Именно из-за таких ограничений почти все солнцемобили — пока единичные выставочные экземпляры. Скорее всего, в деле массового производства будут лидировать кары на водородно-кислородных топливных элементах, различных видах биотоплива и батареях, технологии изготовления которых, по словам экспертов, в ближайшие пять лет получат невиданное доселе развитие. Жизнь и здоровье пассажиров станут обеспечивать сложнейшие компьютерные устройства, о которых водители сегодняшнего дня могут лишь мечтать. Конструкторы считают, что машины будущего должны стать более округлыми, а при их изготовлении следует использовать материалы с программируемой деформацией. Кроме того, такие автомобили планируется снабдить сенсорами, которые будут следить за дорогой вместо водителей, не уставая и не отвлекаясь на разговоры с попутчиками.
Ирина ЕМЕЛЬЯНОВИЧ
