←  История науки

Исторический форум: история России, всемирная история

»

История транспорта

Фотография ddd ddd 25.03 2016

Курьез на двух колесах, или Кто изобрел велосипед?

В Германии уверены, что велосипед - изобретение немецкое, во Франции же считают его французским. Кто прав в этом споре, продолжающемся вот уже полтораста лет?
0,,17804869_303,00.jpg


Велосипед - одно из популярнейших и поистине универсальных средств передвижения, работающее исключительно на "мускульной энергии" ног, усердно нажимающих на педали. Его заслуженно можно назвать одним из величайших изобретений человечества последних двух столетий. Настоящим спасителем современной эпохи велосипед стал для бедных стран с высокой плотностью населения - дешевое транспортное средство, не требующее ни горючего, ни солидных трасс.

А начиналось все очень печально: в 1816 году во многих регионах мира после извержения мощного вулкана Тамбора на индонезийском острове Cумбава резко изменился климат. Лето так и не наступило, соответственно, не было и урожая. Жители Европы остались не только без хлеба, но и без фуража, а значит, и без лошадей. Для передвижения требовалось срочное решение. И оно нашлось: в 1817 году барон Карл Фридрих Кристиан Людвиг Дрез фон Зауэрбронн (Karl Friedrich Christian Ludwig Freiherr Drais von Sauerbronn) сконструировал первый в мире двухколесный самокат, названный позднее в его честь дрезиной.
Быстроногие… колеса

Прототип современного велосипеда - приспособление из двух колес с соединяющей их рамой. Ездок передвигался, отталкиваясь ногами от земли. Все части этого "скорохода" изготавливались из дерева, и по сравнению с баснословными ценами на овес для лошадей стоили очень дешево. Вскоре "беговая машина" - так назвал этого чудо-коня сам Дрез - получила всеобщее признание.

0,,1263439_4,00.jpg
Велосипеды из прошлого: денди-хорз

До того как изобрести велосипед - точнее, его прототип - Карл фон Дрез серьезно изучал сельское хозяйство, градостроительство и физику. В числе его открытий - первая пишущая машина с 25 буквами-клавишами, печь с экономичным использованием древесного топлива, а также уже четырехколесная "едущая машина" (в усовершенствованном виде она используется и сегодня на железной дороге). В январе 1818 года великокняжеским указом Дрез получил "привилегию" (своего рода патент) на дрезину: отныне каждый "двухколесник" должен был иметь на руле специальный знак, свидетельствующий о наличии лицензии.

Велосипедная история

Спор о первенстве изобретения велосипеда разгорелся в конце 19 века, в 1891 году. Поводом послужила весть о закрытии городского кладбища в Карлсруэ, на котором покоились останки создателя знаменитого самоката. Общество велосипедистов Германии (по весу и значению ничем не уступавшее тогда сегодняшнему немецкому клубу автолюбителей ADAC) тут же отреагировало и постановило: могилу изобретателя перенести и в знак благодарности за заслуги перед отечеством воздвигнуть памятник. Сказано - сделано.

Велосипедисты в соседней Франции, которой велосипед и обязан своим названием (по-французски vélocipède, от латинского vēlōx "быстрый" и pēs "нога"), отреагировали на это известие с возмущением. Такое приспособление немцу придумать не под силу, дружно решили французы.
Тут же стараниями журналиста Луи Бодри были перерыты архивы, собраны научные и исторические факты и вынесен вердикт: уроженца Бадена Карла фон Дреза обвинили в плагиате, уверяя, что он просто "слизал" идею у изобретательных сынов Франции, якобы сконструировавших нечто подобное еще в конце 18 века, если не раньше.

В этом же 1891 году с легкой руки Бодри была издана первая "История велосипеда", где авторами, соавторами и "преобразователями" "двухколесника", разумеется, выступали французские изобретатели. Более того, и во Франции решили воздвигнуть памятник изобретателю велосипеда. Выбор пал на одну из последних моделей, приводящуюся в движение с помощью педалей. Тот факт, что патент на нее получил в 1866 году в США французский эмигрант Пьер Лалман, никого не смутил. Но имя молодого конструктора слишком уж напоминало французское слово "немец" (L'Allemand), поэтому официальным автором новинки (самой близкой к современному велосипеду) провозгласили инженера Пьера Мишо (Pierre Michaux).

Велосипед, разработанный в качестве доступного транспортного средства, призванного сменить лошадей, претерпел целый ряд преобразований. Мода езды на железном коне охватила самые широкие общественные слои, позволив на заре эмансипации даже дамам самостоятельно управлять легким "экипажем". Он нашел применение в различных сферах деятельности - например, на службе скорой помощи или полиции.

Казалось бы, заново изобретать велосипед уже действительно незачем, но гениальное изобретение и дальше принимает все новые формы, а споры о том, кому изначально принадлежало авторство, по-прежнему не утихают.

Ответить

Фотография ddd ddd 25.03 2016

"Огненный стул" от Даймлера, или История первого в мире мотоцикла

Первый мотоцикл был создан в Германии на год раньше, чем автомобиль. В действии его проверил в ноябре 1885 года сын Готлиба Даймлера, проехав на то и дело воспламеняющейся конструкции шесть километров.

0,,17046173_303,00.jpg
Мотоцикл Даймлера с двигателем внутреннего сгорания


Первый мотоцикл с двигателем внутреннего сгорания был создан в 1885 году в Германии немецкими инженерами Готлибом Даймлером (Gottlieb Daimler) и Вильгельмом Майбахом (Wilhelm Maybach), впоследствии - отцами знаменитых автомобильных марок.

Создавался мотоцикл всего лишь как своего рода вспомогательное средство для испытаний изготовленного изобретателями двигателя внутреннего сгорания - для будущих четырехколесных экипажей. Он должен был стать заменой единственному доступному в то время силовому агрегату - паровой машине. Она в то время была уже достаточно компактной, но обладала крайне малым КПД. Изобретенный немецкими инженерами и запатентованный в 1883 году двигатель внутреннего сгорания обладал мощностью в половину лошадиной силы при 700 об/мин, весил всего 60 килограммов и был небольшим по размеру.

Даймлер установил этот двигатель на укрепленной железом деревянной велосипедной раме с колесами. Под сиденьем, напоминающим седло для верховой езды, размещались мотор и выхлопная труба. К заднему колесу для устойчивости были прикреплены два маленьких колесика. Так в испытательной мастерской Даймлера в огромном саду на его вилле в Бад Канштатте (сегодня это парк старейшего района Штутгарта) появился первый в истории мотоцикл с двигателем внутреннего сгорания.

12 километров в час!

29 августа 1885 года Готлиб Даймлер получил патент на "транспортное средство с газовым или керосиновым двигателем", которое впоследствии стало именоваться "повозкой для верховой езды" - Reitwagen. Одновременно Даймлер получил патент и на "моторизованные санки" - тот же велосипед с мотором, но с полозьями вместо колес. Зимой испытания санок на замерзшем озере прошли неудовлетворительно и разработка была прекращена. А вот самодвижущаяся двухколесная машина с компактным одноцилиндровым четырехтактным мотором продолжала претерпевать в мастерской Даймлера и Майбаха всяческие изменения.

0,,17416862_404,00.jpg
Вильгельм Майбах был "соавтором" мотоцикла, развитием же идеи он занимался уже в одиночку

Благодаря оптимизированной Майбахом системе ременного привода "повозка для верховой езды" могла развивать две скорости - шесть или 12 км/ч. Готлиб Даймлер уже не проявлял большого интереса к мотоциклу и конструировал более устойчивые средства передвижения - четырехколесные. Поэтому испытывал "повозку для верховой езды" Майбах, а первый официальный пробег нового транспортного средства 10 ноября 1885 года совершил сын Даймлера Адольф (Adolf Daimler) - по шестикилометровому маршруту из мастерской в Канштатте в городок Унтертюркхайм и обратно. Таким образом, классический мотоцикл появился раньше классического автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (1886).

С ветерком на "огненном стуле"

Фирма Даймлера к конструированию мотоциклов более не возвращалась. Сам первый мотоцикл сгорел при пожаре в его мастерской в 1903 году. К столетию изобретения, в 1985 году, были изготовлены десять реплик, девять из которых являются выставочными экспонатами, а одна представляет собой ходовой демонстрационный экземпляр. По одной копии выставлено в музее концерна Mercedes-Benz в Штутгарте и в Немецком музее достижений естественных наук и техники в Мюнхене (Deutsches Museum in München).

Езда на первом в мире мотоцикле, как следует из описания ездивших на нем или наблюдавших за его передвижением, доставляет мало удовольствия. Сидеть на нем крайне неудобно и равновесие удерживать нелегко, несмотря на опорные колесики, седло при езде сильно нагревается, а между ног периодически вспыхивает пламя. "Ожоги в обращении с этой "повозкой" - обычное дело", - признается сотрудник музея Mercedes-Benz в Штутгарте Михаэль Плаг (Michael Plag). При этом управлять мотоциклом приходится, держась одной рукой за тонкий руль, одновременно меняя другой рукой положение рычага ременного привода, укрепленного на велосипедной раме, давая полный ход или включая тормоз.

Поэтому можно только подивиться выносливости и самоотверженности 14-летнего Адольфа Даймлера, который преодолел несколько километров на этом неудобном и шатком "огненном стуле" (Feuerstuhl), как до сих пор называют в Германии мотоциклы, и вошел, таким образом, в историю создания современных транспортных средств.

Ответить

Фотография ddd ddd 25.03 2016

Бензин на смену лошади: история автобуса

Первый в мире автобус с двигателем внутреннего сгорания, работающим на бензине, был построен в Германии. Он вмещал восемь пассажиров и курсировал между городами Зиген и Нетфен.
0,,15811407_303,00.jpg
Первый автобус с бензиновым двигателем


18 марта 1895 года между немецкими городами Зиген и Нетфен (район Дойц) впервые стал ездить рейсовый автобус с двигателем на бензине. Решение о замене почтовых карет и прочего конного транспорта моторизованными автобусами Нетфенское акционерное общество по перевозке пассажиров приняло еще в декабре 1894 года.

Автобус был изготовлен на семейном автопредприятии Карла Бенца (Karl Benz) в Мангейме. Новое транспортное средство ручной сборки обошлось заказчику в баснословную по тем временам сумму: пять тысяч марок. Многоместная карета с мотором, длиной в два и шириной в три с половиной метра, обладала высоким уровнем комфорта: восемь мягких сидений, застекленные окна, отопление. Два дополнительных места были еще на передке, рядом с местом водителя. Поклажа размещалась позади кузова и на крыше. Движение автобуса начиналось в семь часов утра и заканчивалось в девять часов вечера. Расстояние в 15 километров автобус преодолевал за один час двадцать минут. Средняя скорость его составляла примерно 11 километров в час.

0,,2541498_4,00.jpg
Карл Бенц


Водителем этого нового чуда техники был Карл Отто (Karl Otto), житель уже не существующей сегодня деревушки Наухольц. С работой в Наухольце было туго. Главный источник дохода для семей – выжигание древесного угля, а спрос на него падал, конкуренции с каменным углем он не выдерживал. Так что Карлу Отто с работой повезло, хотя вождение автобуса было делом новым и чреватым разного рода неожиданностями.

Эх, дороги!

К живописным лесистым холмам вдоль дороги пассажиры были совершенно равнодушны. Но на двух участках дороги подъем был настолько крутым, что мотор не справлялся, и людям приходилось вылезать из автобуса, а порой даже помогать его подталкивать. Некоторые относились к этому как к приключению, другие проявляли недовольство.

Иногда Карлу Отто приходилось выслушивать брань кучеров встречных конных почтовых карет. Лошади пугались шума мотора, в панике шарахались с дороги, едва не опрокидывая экипажи. Но самые большие неприятности для водителя и для пассажиров автобуса возникали из-за того, что монолитные резиновые шины на мощеной булыжником дороге постоянно соскакивали с ободов. Конструкторы автобуса причину этой проблемы видели в булыжном покрытии дороги и в качестве решения рекомендовали вернуться к цельнометаллическим колесам, как у почтовых карет.

Временная победа конного экипажа над рейсовым автобусом

0,,6588786_4,00.jpg

Кроме того, для обеспечения бесперебойности движения по маршруту Нетфенское акционерное общество приняло решение о приобретении еще одного автобуса. 1 июля 1895 года этот второй автобус выехал в свой первый рейс.

К этому моменту за три с половиной месяца работы первый моторизованный автобус успел перевезти более 10 тысяч пассажиров, сумма выручки составила 3100 марок. За год работы стоимость автобуса, включая расходы на эксплуатацию, могла бы окупиться. Но с началом зимы, с гололедами и заносами, проблем стало столько, что дальнейшее использование автобусов стало невыгодным. Движение их в канун Рождества 1895 года было прекращено. Между Зигеном и Нетфен-Дойцем пассажиры опять стали ездить на конных экипажах, и продолжалось это вплоть до 1906 года, когда между городами была построена узкоколейная железная дорога.

Точная копия первого рейсового моторизованного автобуса находится в Дойце, во владении старинного семейного предприятия Irle и используется во время юбилеев и других торжественных мероприятий.

Автор: Элизабет Вибе
Редактор: Дарья Брянцева

Ответить

Фотография ddd ddd 06.08 2016

Что нами движет
Или на чем поедем, когда запретят бензин
KMO_111307_14579_1_t218_114713.jpg
Это случится, и довольно скоро. Сначала Норвегия, а потом и Германия заявили, что в ближайшие 10–15 лет они введут запрет на продажу и использование автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Теперь есть серьезные опасения, что тот автомобиль, к которому мы с вами привыкли, доживает свои последние дни. А пока этого не случилось, есть смысл вспомнить, какие способы приведения автомобиля в движение были изобретены за последние сто с лишним лет и какой инженерный опыт нам может пригодиться, когда старый добрый ДВС окажется вне закона
Авторы: Владислав Орлов, Валерий Чусов

Все приводы автомобиля можно разделить на две категории по принципу получения энергии. Самые распространенные на сегодня двигатели внутреннего сгорания производят ее, так сказать, на месте потребления из перевозимого на автомобиле запаса топлива. Содержащуюся в этом топливе энергию они напрямую превращают в механическую. Так, кстати, работает аналоговая музыкальная техника – преобразует сигналы один в другой. Ко второй категории мы отнесем все типы приводов, которые работают на уже готовой энергии в том или ином ее виде. Их можно сравнить с цифровой техникой. Это прежде всего электромобили.

Ответить

Фотография ddd ddd 06.08 2016

Моторы из прошлого
Паровой двигатель, ДВС, цикл Аткинсона

KMO_111307_14563_1_t218_182723.jpg
 
ПАР КОСТЕЙ НЕ ЛОМИТ

Паровая машина – самый известный двигатель внешнего сгорания. Здесь рабочим телом служит вода, которая нагревается топливом за пределами двигателя. Первые проекты паровых автомобилей относятся еще к Исааку Ньютону, однако реально работающие прототипы были созданы только в 1698 году англичанином Томасом Севери. Сначала машину в действие приводила мощная струя пара, бившая из сопла. Но впоследствии Джеймс Уатт значительно усовершенствовал эту модель и в итоге подарил миру не только более эффективный паровой двигатель, но и промышленную революцию.


KMO_111307_14564_1_t218_183247.jpg
Фото: Автопилот


В 1769 году Николя-Жозеф Конью задался целью создать тягач для артиллерии, так появилась на свет огромная неуклюжая повозка с гигантским котлом спереди. Это самый известный из предков автомобиля – повозка Кюнью считается первым самодвижущимся экипажем в мире. Она была довольно медленной и неповоротливой, и уже в первой испытательной поездке врезалась в здание Арсенала.

Паровые машины разрабатывались и в нашей стране. Так, небезызвестный Иван Кулибин, чье имя впоследствии станет нарицательным, именно в ходе работы над паровым двигателем изобрел маховик, коробку передач и тормоза.

Автомобили на паровом ходу активно использовались вплоть до середины XX века, более того, именно на паровом автомобиле в 1906 году была преодолена отметка в 200 км/ч.
KMO_111307_14565_1_t218_183407.jpg

Паровой машине безразлично, что будет гореть в ее топке, ей не нужна коробка передач, что упрощает конструкцию. Но чтобы добиться достаточно высокого КПД, конструкцию приходится усложнять, и она становится довольно тяжелой
Фото: Автопилот


ИМЕНА НАРИЦАТЕЛЬНЫЕ
 
«Автомобиль на топливе» – вот так незамысловато в патенте было описано изобретение, которое официально признано первым автомобилем в мире. Патент был зарегистрирован Карлом Бенцем в 1886 году.

Бенц использовал двигатель внутреннего сгорания, который придумал и создал его соотечественник Николаус Август Отто. В 1946 году немецкий институт по стандартизации DIN сделал Отто нарицательным именем для бензиновых двигателей, как имя Дизеля было присвоено моторам с воспламенением от сжатия. И сейчас в характеристиках немецких автомобилей вы можете увидеть Ottomotor.
KMO_111307_14566_1_t218_183530.jpg
Именем Отто назван четырехтактный цикл работы ДВС. Да, те самые, известные каждому мужчине с детства «Впуск – Сжатие – Рабочий ход – Выпуск»
Фото: Автопилот


АТКИНСОН, НО НЕ МИСТЕР БИН
 
Англичанин Джеймс Аткинсон пошел на ухищрения, чтобы производить ДВС, не попадая под патент Отто, и изменил поведение поршней во время рабочего хода, усложнив конструкцию.
Его технические решения нашли применение только много позже, в начале XXI века, когда компания Toyota начнет ставить двигатели с циклом Аткинсона на свои гибридные модели.
KMO_111307_14567_1_t218_184905.jpg
Фото: Автопилот

Ответить

Фотография ddd ddd 06.08 2016

Нестандартное мышление

 

РПД и дизель


KMO_111307_14617_1_t218_145622.jpg
Фото: Автопилот


РОТАРИ-КЛУБ

Немецкий конструктор Феликс Ванкель разработал роторно-поршневой двигатель (РПД). Как ясно из названия, в нем функции поршня выполняет треугольный ротор. Благодаря отсутствию кривошипно-шатунного механизма двигатель оказался гораздо проще и компактнее. Такие двигатели развивают очень высокую мощность при тех же рабочих объемах по сравнению с поршневыми ДВС и обладают колоссальным диапазоном рабочих оборотов. Автомобили с ними выпускали серийно немецкая NSU, французский Citroen, японская Mazda и советский ВАЗ.

Производство последней серийной модели с «ванкелем», MazdaRX-8, прекращен в 2012 году. У РПД есть неустранимые недостатки, которые не позволяют двигателю соответствовать все ужесточающимся требованиям по составу отработавших газов.
 

НЕТ В НЕМ ИСКРЫ 
KMO_111307_14596_1_t218_154409.jpg
Первый легковой автомобиль с дизелем – Mercedes-Benz 260 D – появился только в 1936 году. Двигатель при объеме 2,5 л развивал всего 45 л. с.
Фото: Автопилот


KMO_111307_14599_1_t218_160356.jpg
Фото: Автопилот


Одним из самых ярких образцов нестандартного мышления является изобретение «нового рационального теплового двигателя», как гласил патент. Столь серьезную работу проделал в 1892 году Рудольф Дизель. В то время как двигатели Отто и ему подобные использовали для воспламенения искру от электрической свечи, Дизель предлагает применить цикл Карно, то есть нагревать рабочую смесь путем сжатия.

Первый же построенный Рудольфом двигатель сразу выдал на 25% больше мощности, чем аналогичный по объему бензиновый двигатель Отто. Правда, весил он довольно много и не мог развивать высокие обороты, так что при жизни изобретателя приспособить дизели для транспорта удалось только на кораблях, где размеры не имели особого значения.

Но уже очень скоро в Европе дизели стали довольно популярными благодаря своей экономичности. А вот в других регионах они по-прежнему используются только на грузовиках. В Японии и США доля дизелей среди легковых автомобилей всего несколько процентов. Дело в том, что отработавшие газы дизеля «чище», чем у бензинового двигателя по многим параметрам, но при этом содержат много оксидов азота. И уменьшить их содержание без ухудшения экономичности двигателя невозможно. Поэтому в соревновании за чистоту выхлопа дизель практически близок к пределу, а безжалостные законодатели собираются и дальше ужесточать стандарты…
KMO_111307_14597_1_t218_154657.jpg
Фото: Автопилот



 

 

 

Ответить

Фотография Jim Jim 06.08 2016

Сначала Норвегия, а потом и Германия заявили, что в ближайшие 10–15 лет они введут запрет на продажу и использование автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Теперь есть серьезные опасения, что тот автомобиль, к которому мы с вами привыкли, доживает свои последние дни

На климатической конференции в Париже в декабре 2015 г. ряд стран, в т.ч. Германия, заявили об отказе от производства и использования ДВЗ к 2050 году. Что касается Норвегии, то там собираются запретить с 2025 года только продажу автомобилей с ДВЗ, но не эксплуатацию ранее проданных. Так что о последних днях автомобилей с ДВЗ сильно сказано.

Ответить

Фотография ddd ddd 06.08 2016

Поддай газу

Двигатели на дровах, на газу и сжатом воздухе

KMO_111307_14618_1_t218_181546.jpg
Фото: Автопилот


ГАЗОВАЯ АТАКА

 
Газотурбинный двигатель использует энергию сжатого и нагретого газа, который вращает лопасти турбины, превращая внутреннюю энергию газа в механическое движение. В теории этот тип двигателя может работать буквально на всем, что горит. Бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, природный газ, судовое топливо, водяной газ, спирт и измельченный уголь, его можно заправить даже водкой. Сильной стороной является высочайшая удельная мощность по сравнению с обычным ДВС.
KMO_111307_14619_1_t218_181654.jpg
Фото: Автопилот


Но лишь немногие автопроизводители занимались этим типом двигателя – опытные экземпляры построили в 1950-е и 1960-е годы Rover и General Motors, а Chrysler в 1963–1964 годах выпустил серию в несколько десятков газотурбинных автомобилей. Их раздали добровольцам для испытаний, но через некоторое время забрали и почти все уничтожили, оставив шесть штук для музеев.
 

ОТКУДА ДРОВИШКИ?
KMO_111307_14622_1_t218_181913.jpg
Фото: Автопилот


В 1936 году в Советском Союзе был построен грузовик ЗИС-13, который имел газогенератор для сжигания в нем древесного топлива. В специальном высоком баке сжигалась древесина, тем самым вырабатывался горючий газ, который впоследствии очищался, охлаждался и попадал в двигатель. Таким образом, переоборудованные газогенераторные грузовики потребляли примерно 80 кг древесного топлива на 100 км пути.
 

ВЗДУТИЕ
KMO_111307_14621_1_t218_181826.jpg
Фото: Автопилот


Автомобили могут приводиться в движение и сжатым воздухом. Энергия запасается путем нагнетания сжатого воздуха в баллоны. А затем воздух под давлением приводит в движение пневмодвигатель.

Пневматический привод – совсем не экзотика: он давно используется для различного производственного оборудования, да и в автомобилях встречается – на пневматике работают тормозные системы и двери автобусов. А во французском городе Нант – между прочим, родине фантаста Жюля Верна – еще в 1879 году запустили линию пневматического трамвая, проработавшую до 1914 года.

Сейчас автомобили такого типа регулярно появляются на международных выставках. Например, пневматический TataOne CAT и гибридный концепт от Citroën C4 Cactus Airflow 2L, который благодаря такому типу гибридной силовой установки мог бы расходовать всего лишь около 2 л привычного нам топлива.
KMO_111307_14625_1_t218_182721.jpg
Теоретически пневмомобили не требуют специальной инфраструктуры – давление в баллоне может создавать бортовой компрессор, подключенный к обычной розетке.
Фото: Автопило

 

Ответить

Фотография ddd ddd 06.08 2016

Альтернатива есть

Гибриды, спирт и водород

KMO_111307_14631_1_t218_145503.jpg
Фото: Автопилот

 

БЕНЗИНОВЫЙ, НО НЕ НА БЕНЗИНЕ
 
Производство альтернативных видов топлива для бензиновых моторов зависит от климатических и прочих особенностей того или иного региона. Скажем, в Бразилии активно используют производимый из сахарного тростника спирт. В США для этих целей используют кукурузу. А в Европе этиловый спирт для добавки в топливо делают из отходов деревообработки. Практически все современные модели готовы работать на бензине с 15-процентной добавкой спирта.
KMO_111307_14633_1_t218_150541.jpg
Первой ласточкой стал автомобиль BMW Hydrogen 7, который на одной заправке водородом мог проехать около 200–300 км, сжигая водород прямо в своем привычном двигателе V12. Эту модель даже выпустили небольшой серией в сотню экземпляров.
Фото: Автопилот


Отдельная тема – водород, который уже давно рассматривается в качестве альтернативы ископаемым видам топлива. Как-никак самый распространенный химический элемент во Вселенной. Самое главное – водород можно использовать как топливо для обычного двигателя внутреннего сгорания, который при этом сохранит возможность работать и на бензине. Правда, мощность двигателя будет несколько меньше, а для хранения водорода придется использовать специальный бак – перевозить его можно в сжиженном виде при температуре минус 253 градуса.

Водородную версию своей роторной модели RX-8 сделала и Mazda. Правительство Норвегии в 2003 году решило обеспечить возможность эксплуатации водородных автомобилей, и в 2009 году трасса между Осло и Ставангером была оснащена водородными заправками. И сейчас в Норвегии есть четыре станции для заправки водородом, которыми оперирует специально созданная в 2012 году компания HYOP.
KMO_111307_14632_1_t218_150449.jpg
Фото: Автопилот


ОН ЖЕ МЕТИС
 
Гибриды занимают промежуточное положение между автомобилями, потребляющими ископаемое топливо, и электромобилями. Хотя изначально ДВС ставили на электромобили ради увеличения дальности их хода, сейчас основная задача гибридного привода – собирать пропадающие напрасно излишки энергии, вырабатываемой ДВС.

Появление гибридных автомобилей в первую очередь было связано с тем, что электромобили не обладали достаточным запасом хода, о чем мы еще поговорим. Поэтому им требовалось что-то, что позволяло бы подзаряжать батареи прямо в пути. На помощь пришел ДВС. Причем схему эту придумали еще сто лет назад. Но всерьез вспомнили только в конце 90-х годов XX века.
KMO_111307_14636_1_t218_150759.jpg
Гибриды могут быть не обязательно электрическими. Можно запасать излишки энергии, раскручивая маховик, как это было сделано в гиробусах, или, например, сжимая воздух в баллоне пневмоавтомобиля. Или жидкость в гидроаккумуляторе.
Фото: Автопилот


В те годы Toyota представила свой знаменитый Prius, машину, которая обещает невероятно низкий расход топлива при сохранении динамики на уровне конкурентов с традиционными приводами. В этой машине помимо бензинового двигателя установлен еще и электромотор, который в определенные моменты будет помогать этому двигателю. А может и работать как генератор, используя энергию торможения и запасая ее в виде электричества в батареях.

В дальнейшем мир получил множество разных гибридов. Помимо бензоэлектрических, уже существуют и дизель-электрические гибриды, их активно производит компания Peugeot, да и такие компании, как Volvo или Audi, тоже не отстают.

Если заменить в гибриде тяжеленные батареи аккумуляторов на легкие конденсаторы, то мы получаем систему KERS, которая сейчас активно используется в болидах Формулы 1. Конденсатор точно так же накапливает заряд, как и батарея, но отдает его весь сразу и очень быстро. Незаменимая вещь, если от обгона на последнем круге зависит судьба чемпионского звания. Впрочем, и на дорожных суперкарах современности мы можем встретить подобные системы.

KMO_111307_14634_1_t218_150623.jpg
Фото: Автопилот

Ответить

Фотография ddd ddd 06.08 2016

Ток-шоу

Электродвигатели и моторы на атомной энергии

 

KMO_111307_14656_1_t218_175917.jpg
Фото: Автопилот

 

ЕСЛИ Я ЗАМЕНЮ БАТАРЕЙКИ
 
Электромобиль появился чуть ли не на полвека раньше, чем автомобиль с таким привычным для нас ДВС. B начале ХХ века электромобиль считался едва ли не перспективнее. Отсутствие шума и выхлопа создавало фантастический уровень комфорта для шофера и пассажиров в отличие от коптящих и шумящих бензиновых машин. Кстати, передачи переключать тоже не надо было. А для автомобилей того времени это было той еще задачей. Однако у электромобилей была серьезная проблема – запас хода. И к 20-м годам ХХ века электромобиль начал сдавать позиции. Развитие дорог и улучшение двигателей внутреннего сгорания, появление развитой сети заправочных станций и другие причины сделали радиус действия обычного автомобиля фактически бесконечным. А на электромобиле уехать дальше чем на 50 км было по-прежнему невозможно.

Об электромобилях вспомнили во второй половине 1960-х, когда в Калифорнии впервые были введены нормы содержания отравляющих веществ в отработавших газах. Экономия топлива стали всерьез волновать всех в 1970-е, когда сильно подорожала нефть. Вскоре электромобили стали модным явлением, поддерживаемым многими государствами и горячо одобряемым всевозможными экологическими движениями. И сегодня они есть в модельной линейке практически любой уважающей себя автомобильной фирмы.
KMO_111307_14659_1_t218_180231.jpg
Главные проблемы, с которыми сталкивается современная индустрия автомобилей на электричестве, прежние: долгое время зарядки аккумуляторов и ограниченный пробег на одном заряде.
KMO_111307_14661_1_t218_180407.jpg
KMO_111307_14660_1_t218_180323.jpg
В течение долгого времени на электромобилях в основном ездили богатые игроки в гольф и не слишком богатые водители погрузчиков на складах.
Фото: Автопилот


Сегодня подавляющее большинство производителей используют литий-ионные батареи как в смарфонах, только большие. Их существенным минусом является не только большая масса, но и продолжительность процесса зарядки. Так, например, Nissan Leaf полностью заряжается от 220-вольтовой розетки за 11 часов. А знаменитая Tesla Model S, обладая батареями еще большей емкости, вообще прибавляет за каждый час зарядки всего 14–15 км, если речь идет про обычную домашнюю электрическую розетку.

Это стало одной из причин, по которой некоторые автопроизводители решили не отказываться полностью от двигателей внутреннего сгорания, но использовать их как генераторы для выработки электрического тока, подзаряжающего аккумуляторы. Такой двигатель стоит, например, на Chevrolet Volt. Даже на сугубо электрический BMW i3 можно заказать Range Extender – двухцилиндровый бензиновый мотор и небольшой бензобак. Еще дальше пошли в компании Mitsubishi. PHEV умеют не только заряжаться от работы ДВС, но и применять его для непосредственного вращения колес.
KMO_111307_14663_1_t218_180600.jpg
В 2004 году ученые открыли новый материал – графен, на основе которого можно производить в том числе аккумуляторные батареи. Которые будут примерно вполовину легче литий-ионных, в производстве будут дешевле, но самое главное – заряжаться будут в несколько сотен раз быстрее. Испанская компания Graphenano, которая производит подобные аккумуляторы, уже поставляет их для всесторонних испытаний ведущим немецким автокомпаниям.
Фото: Автопилот

KMO_111307_14668_1_t218_112524.jpg
Солнцемобили строили в разное время. Но это направление автомобилестроения считается крайне неперспективным. Современные технологии выработки электроэнергии из солнечного света весьма громоздки. Поэтому в данный момент удел солнечных батарей – это единичные и зачастую самодельные машины, используемые для гонок экологически чистого транспорта.
Фото: Автопилот


Но все это, конечно, полумеры и в какой-то степени шаги назад. Популяризации Model S, помимо того что она красивая и престижная, способствовало то, что компания Tesla стала строить специальные зарядные станции. Электричество для этих станций вырабатывается экологически чистым способом прямо на месте. Владельцы моделей Tesla могут заряжаться на таких заправках, которые производитель называет Supercharger, абсолютно бесплатно. Притом напряжение 400 В позволяет зарядить батареи наполовину всего за 20 минут. Компания Porsche заявляет, что их будущий электроседан e-Mission будет заряжаться на 80 процентов уже за 15 минут.

Для этого, правда, потребуется особая зарядная станция с напряжением уже 800 В, которых пока не существует… И тут становится понятно, что успех электромобилей – вопрос не только инженерных решений, но и сотрудничества автопроизводителей с государствами и друг с другом. Например, сегодня существует полдюжины различных разъемов для зарядки электромобилей. Каждый производитель видит собственный вид вилки и розетки оптимальным. Хотя универсальный разъем для Европы – Mennekes Type 2 – был выбран еще в 2009 году, он отличается от разъема для Tesla и некоторых других моделей.

Отдельная тема – сменные батареи единого стандарта. Если бы их удалось придумать, то водитель электромобиля тратил бы на заправке не больше времени, чем дачник, меняющий пустой газовый баллон на полный. Но до этого пока далеко.

МИРНЫЙ АТОМ
 
В 1958 году мир грезил будущим и космосом. Автомобильные концепты больше походили на самолеты-истребители, а инженеры не боялись экспериментировать. Одним из самых удивительных примеров такой фантазии является концепт Ford Nucleon. Экстравагантная внешность с далеко вынесенной вперед кабиной водителя объяснялась конструктивными особенностями: людей хотели удалить от источника радиации и уравновесить тяжелую защиту. Автомобиль должен был работать исключительно за счет энергии ядерного реактора, что обещало пробег на одной заправке до нескольких тысяч километров! Но реализовать идею компактного реактора не удалось.

KMO_111307_14657_1_t218_180011.jpg
Фото: Автопилот


Сейчас, когда после Чернобыля и Фукусимы атомную энергетику считают слишком рискованной, появление новых проектов в этом направлении практически исключено.
 
И СНОВА ВОДОРОД
 
О преимуществах решений, которые реализовали BMW и Mazda, мы уже говорили. Если автомобиль негде заправить водородом, он едет на обычном бензине. В конструкции используются привычные силовые агрегаты, так что автопроизводителям не нужно переоборудовать свои заводы. Однако мир, похоже, всерьез готовится к реформе – и сегодня предпочтительным методом использования водорода становятся топливные элементы: в них водород реагирует с кислородом воздуха, в результате чего вырабатывается электричество. Ну а дальше все как в обычном электромобиле.

Уже сегодня в некоторых странах можно приобрести Toyota Mirai – это серийная модель на топливных элементах. Так же как продавалась Honda Clarity до недавнего времени. Сердцем этих японских автомобилей является установка на топливных элементах. В результате химической реакции взаимодействия водорода и кислорода вырабатывается электроэнергия, а продуктом реакции является лишь водяной пар.
 

ФИЗКУЛЬТ-ПРИВЕТ
 
В начале XVII века, задолго до первых автомобилей, житель Новгородской области Леонтий Шамшуренков разработал «самобеглую коляску» с педальным приводом. Так мир начал передвигаться с помощью тех же ног, но уже намного эффективнее и быстрее. Сегодня подобные транспортные средства это целая индустрия, с собственными соревнованиями, чемпионами и рекордами. Так, например, рекорд скорости для педального автомобиля составляет 133,78 км/ч.

Вот к этому типу привода мы со временем, вероятно, и придем.
KMO_111307_14662_1_t218_180512.jpg
Фото: Автопилот

Ответить