100 великих рекордов в мире автомобилей - Станислав Николаевич Зигуненко
Мало того, что на первоначальное охлаждение сверхпроводника требуется время, но холодильник вынужден постоянно расходовать энергию, даже если автомобиль стоит и мотор не работает. Поэтому использовать сверхпроводящие моторы в обычных автомобилях, которые, согласно статистике, большую часть времени простаивают, попросту невыгодно. Другое дело такси, рейсовые автобусы или большие грузовики, которые постоянно в дороге.
Не дремлют специалисты и Старого Света. Их можно понять – в Европе уже приходится платить 2 евро за литр бензина. Но, как говорится нет худа без добра – недавно немецким специалистам удалось осуществить своего рода технологический прорыв, создав аккумулятор нового поколения.
Его изюминка – особо прочная кремниевая мембрана, предназначенная для литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторы этого типа уже получили широкое распространение в ноут-буках, сотовых телефонах, плеерах и т. д. Однако, по словам Андреаса Бута из фирмы «Ионикс», у этих аккумуляторов есть один крупный недостаток: при повышении температуры в таком аккумуляторе может произойти его самовозгорание или даже взрыв.
Дело в том, что важнейшим элементом литий-ионного аккумулятора является так называемый сепаратор. В нем есть мембрана, разделяющая анод и катод. Она пропускает лишь поток ионов лития, благодаря которому и течет электрический ток.
Как правило, такая мембрана изготовляется из полимерной пленки, которая вполне успешно выполняет свою функцию. Однако ее прочностные характеристики достаточны для небольших аккумуляторов переносных радиоприборов. Иное дело – аккумулятор автомобильный. Даже просто при длительной работе мотора он разогревается настолько, что мембрана в стоящем по соседству аккумуляторе может подплавиться. При этом произойдет короткое замыкание анода на катод и возможно воспламенение самого аккумулятора.
Чтобы исключить такую возможность в принципе, авторы изобретения разработали сепаратор с керамическим покрытием, который не боится перегрева. Особые наночастицы на базе оксида алюминия осаждаются на полимерную основу, образуя таким образом термостойкие мембраны.
Благодаря нанотехнологии получаемый материал настолько гибок, что новые мембраны теперь изготовляют на машинах, во многом напоминающих бумагоделательные. Готовые мембраны затем скатывают в рулон и используются по мере надобности.
Как показали испытания, аккумуляторы с новыми мембранами выдерживают до 10 000 циклов заряда-разряда, что в 20 раз больше обычного.
Все это дало возможность летом 2008 года фирме «Фольксваген» продемонстрировать новый прототип автомобиля будущего, в котором основную роль играет электромотор, а ДВС – лишь вспомогательную. Силовая установка тратит всего лишь 2,5 л топлива на 100 км пути и имеет мощность 130 кВт.
Такая мощность позволила по существу избавиться от традиционной коробки передач, поскольку мощный электродвигатель способен разгонять двигатель и без ее помощи.
Впрочем, пока для большей надежности вместо одного электродвигателя конструкторы использовали три – один на передней оси и два на задней. Получилось авто с неплохими эксплуатационными параметрами, способное развивать скорость до 170 км/ч и вести подзарядку от обычной электросети через розетку.
Есть у электромобилей и еще одна особенность, которая при массовом их распространении сможет оказаться весьма полезной. Электромобили, скорее всего, будут ставить на подзарядку по ночам, когда вечерний пик энергопотребления падает и электростанциям некуда девать избыточные мощности. Таким образом, массовое распространение электротранспорта поможет устранить и этот перекос.
Но это в будущем. Пока же «Фольксваген» намерен в ближайшие три года потратить около 45 млн евро на испытания своего детища в условиях реального города. Если все пойдет по плану, то к 2015 году начнется серийное производство этой машины.
Ставка – на солнцемобили
Впрочем, не только проблемы аккумуляторов и сверхпроводимости сдерживают развитие электромобилей. Даже если мы придумаем высокотемпературные сверхпроводники и идеальные хранители электричества, аккумуляторы ведь все равно надо время от времени заряжать от электросети. А в сеть электричество попадает с электростанций, в том числе и с тепловых. Стало быть, в атмосферу хоть так, хоть этак будут выбрасываться все новые миллионы тонн вредных веществ. По-настоящему безвредным электромобиль станет лишь тогда, когда станет заряжать свои аккумуляторы, питать свои моторы, например, энергией солнца. И такие мобили уже строятся.
В нашей стране, как рассказал мне один из энтузиастов этого вида транспорта Александр Пополов, первые солнечные мобили начали строить где-то в конце 80х годов прошлого века. Так, 9 мая 1988 года московский автослесарь Вячеслав Поляков продемонстрировал свой веломобиль с электромотором во время традиционной велогонки по Садовому кольцу.
Чуть позже В. Полякова одноместный солнцевеломобиль построил его коллега по Клубу энтузиастов биотранспорта инженер-электрик Алексей Кнох из подмосковного Зеленограда. В солнечную погоду его энергоресурса было достаточно, чтобы, не прилагая к педалям особых усилий, передвигаться со скоростью 35 км/ч.
Таким образом, предшественником российского солнцемобиля был веломобиль, дополненный электродвигателем, аккумулятором и солнечной батареей. А вот предком солнцемобиля за рубежом стал автомобиль, на котором бензиновый мотор заменили электрическим, бензобак – аккумуляторной батареей, а кузов накрыли солнечными панелями.
Причем в то время когда наши самодельщики возились с первыми «гадкими утятами» собственного производства, лучшие солнцемобили за рубежом уже соревновались с автомобилями. Так, в 1982 году «Квай-етэчивер» («Ленивый рекордсмен» в вольном переводе с английского) – один из первых в мире солнцемобилей, построенный Хансом Толструпом и Лари Перкинсом – пересек Австралию с запада на восток со средней скоростью около 23 км/ч. А еще через пять лет победитель первого международного трансконтинентального ралли солнцемобилей «Уорлд солар челленж» каплевидный «Санрайзер» прошел 3000 км с севера на юг австралийского континента за 45 ходовых часов, развивая на отдельных участках скорость свыше 100 км/ч. А в затылок ему «дышали» солнцемобили из США, Австралии, Швейцарии и Японии.
Вообще надо сказать, что состязание наших самодеятельных конструкторов с иностранными во многом походило (и походит) на ситуацию, описанную пером Ильфа и Петрова. Помните, как Эллочка Людоедка соревновалась с заокеанской миллионершей, дочкой Вандербильда?..
Солнечный рекордсмен «Санрайсер» (США)
На разработку «Санрайзера» автомобильный концерн «Дженерал моторс» не пожалел нескольких миллионов долларов, к участию в проекте были привлечены ведущие ученые, инженеры и дизайнеры 16 аэрокосмических и автостроительных филиалов концерна в США, Канаде, ФРГ и Австралии, несколько специализированных конструкторских бюро, институтов и лабораторий в других странах.
Алексей Кнох, решивший построить первый в Советском Союзе солнцемобиль, нашел спонсора в лице зеленоградского Центра научно-технического творчества молодежи «Дока». Поднакопив «жирок» на торговле программным обеспечением, центр выделил Кноху аж 50 тысяч «деревянных».
Разработку американского солнцемобиля «Санрайзер» возглавлял доктор Поль Мак-Криди – всемирно известный конструктор транспортных средств, приводимых в движение мускульной силой человека и солнечной энергией. В июне 1979 года на сконструированном им
