Вездеходы будущего
16.02.2024Прогресс, как известно, не стоит на месте. За последние десятилетия транспорт существенно изменился. В том числе и вездеходы. Покорители бездорожья стали быстроходнее, манёвреннее, комфортабельнее. И они продолжают совершенствоваться.
Глядя на это невольно задаешься вопросами: как далеко это совершенствование может зайти? Какими будут вездеходы через 20, 30, 50 лет?
Точно будущее предсказать сложно. Если, конечно, вы не Кассандра, Ванга или Вольф Мессинг. Однако приблизительно спрогнозировать – вполне реально. Опираясь, само собою, на современные научные и технические разработки. Пусть некоторые из них и пока экспериментальные.
Давайте попробуем представить, какими станут в будущем потомки нынешних покорителей бездорожья.
Водородные вездеходы
Начать здесь следует с того, что существует три формата водородных двигателей:
· Первый работает по принципу двигателя внутреннего сгорания. Только заправляется в него в качестве топлива не бензин или солярка, а водород. Понятное дело, что такой двигатель имеет свои особенности, адаптированные именно к водородному топливу. Но в целом это разновидность ДВС. Его можно назвать водородным двигателем внутреннего сгорания.
· Второй следует обозначить водным водородным двигателем. В нем посредством электролиза вырабатывается водород из воды непосредственно в транспортном средстве. Грубо говоря, залил водичкой и езжай.
· Третий – электрический, или точнее электрохимический водородный двигатель. Водородное транспортное средство приводит в движение электромотор, который получает энергию от топливных элементов путем химической реакции. Водород и кислород проходят через электрозаряженные паропроницаемые мембраны. Из заряженных ионов генерируется электричество и транспорт запускается.
Исходя из этого, представим водородный вездеход и предположим, какими преимуществами он обладал бы по сравнению с собратьями на бензине и солярке.
Первый плюс, пожалуй, самый «жирный» - больший запас хода. На 1 грамм водорода выделяет в 3 раза больше энергии, нежели при переработке такого же количества традиционного топлива. Следовательно, вездеход сможет работать без дозаправки гораздо дольше.
Тот, кто бывал на необъятных просторах Дальнего Востока, где на огромные расстояния ни одной заправки, по достоинству оценит данное преимущество. Потому что сейчас тем, кто решил насладиться дальневосточными красотами, либо поехал туда поохотиться, или порыбачить, приходиться обильно загружать вездеход канистрами с топливом.
Другое преимущество – отсутствие такого шума при работе, как у обычных ДВС. Для тех, кто любит во время поездки наслаждаться звуками природы, данный плюс особенно важен.
Наконец, максимальный крутящий момент доступен уже с нулевой секунды запуска водородного элемента. Этого в первую очередь касается водородного электродвижка, выдающего весь свой потенциал сразу же. В то время, как бензиновому и дизельному мотору требуется предварительный разогрев.
Казалось бы. Почему при таких преимуществах человечество полностью еще не перешло на водородный транспорт? Зачем дожидаться светлого будущего?
Потому и не перешло, что на фоне плюсов хватает и минусов.
В природе водород встречается редко. Его приходиться получать искусственно. Процесс сей весьма дорогостоящий. И в конечном счете водородный вездеход стоил бы куда дороже своего бензинового и дизельного собрата. Не говоря уже о том, что производится водорода куда меньше, нежели бензина с соляркой. И не факт, что вам удастся приобрести водородное топливо так же легко, как привычное. Вы видите водородные колонки столь же часто, как бензоколонки?
Поэтому водородный ДВС вытеснит традиционные движки лишь тогда, когда производство водорода станет более дешевым и массовым.
Водородный электрохимический мотор для получения необходимой мощности при нынешнем развитии технологий придется делать слишком массивным, что скажется на габаритах и самого вездехода. Соответственно, требуется технологический рывок, позволяющий делать водородные электромоторы одновременно и мощными, и более компактными.
Ситуация с водным водородным двигателем еще плачевнее. Эта технология во многом экспериментальная. Работы по ней активно ведутся на Западе, в Японии и России, но до их полного завершения дело еще не дошло. Имеются ключевые недостатки, без устранения которых о покупке вездехода, работающего на воде пока приходиться только мечтать.
Но думается, что какая-нибудь светлая голова решит данную проблему и полноценные водные водородные двигатели, а, следовательно, и вездеходы все-таки появятся.
Вездеходы на биотопливе
Биологическое топливо представляет собою горючее растительного или животного происхождения. Смысл его использования заключается в том, что биотопливо получают из сырья, являющегося возобновляемым.
Чего не скажешь о нефти. Хотя запасы «черного золота» все еще высоки, тем не менее, «качать» его вечно не получиться. Запасы углеводородов, даже с учетом открытия новых месторождений. постепенно истощаются. В первую очередь там, где нефть добывать дешево и удобно. Отсюда и идея транспорта на биотопливе.
Из всех видов биотоплива для транспорта, включая вездеходы, наиболее перспективными на сегодняшний день являются:
Спирты. А именно этиловый (этанол), метиловый (метанол) и бутиловый спирт.
У спиртового вездехода своим преимущества перед бензиновыми и дизельными собратьями. Речь идет не о том, что водителям и пассажирам, возжелавшим выпить, не нужно бежать за бутылкой в ближайший магазин, а достаточно «осушить» собственный вездеход. А о том, что спиртовое топливо ощутимо увеличивает крутящий момент.
Хотя теплотворная способность спирта практически в 2 раза меньше, нежели у традиционного топлива - КПД двигателя на спирту возрастает в среднем на 20%. Обусловлено это простым фактором: для сжигания 1 части бензина требуется около 15 частей воздуха (стехиометрия), а для сжигания спирта — примерно 6.5-8.4 частей воздуха. Это дает возможность сжигать за 1 рабочий цикл большую массу топлива.
Но данное преимущество оборачивается и серьезным минусом – увеличивается расход топлива. Сиречь, кончится спирт быстрее бензина и солярки. Для обычного автомобиля не критично. А для вездехода крайне неудобно, особенно если вы эксплуатируете вездеход в труднодоступных местах, вдали от цивилизации.
Однако открыты двери в будущее не только у вездеходов на спирту, но и на биодизеле.
Биодизель - это топливо, получаемое из липидов (жиров) масличных растений - рапса, подсолнечника, сои, пальмового, тунгового масла и т. д. У таких рапсо- масляно- соевых вездеходов так же имеются свои преимущества:
· Биодизель не горит при температуре окружающей среды, для воспламенения требуются высокие показатели (более 150°С). А это значит, что биодизельный вездеход куда более пожаробезопасен. Начав заправлять где-нибудь в тайге вездеход биодизелем и случайно пролив его – можете быть уверены, что не полыхнет.
· Продлевает жизнь мотору. Поскольку имеет более высокие, чем у привычного топлива смазывающие характеристики.
К сожалению, минусов и биотоплива, не позволяющего ему пока оттеснить бензин с соляркой тоже хватает.
Главный из них состоит в том, что использование биотоплива при низких температурах может повредить двигатель. Поскольку при охлаждении появляются кристаллизованные отложения, приводящие к поломке деталей.
В стране с теплым климатом – проблема не существенная. Но в России ситуация иная. Страна у нас, несмотря на наличие теплых регионов, в целом холодная, полно территорий вечной мерзлоты. А значит, вездеходы на нынешнем биодизеле будут хороши лишь летом. Зимой же движки на биодизеле будут ломаться.
С другой стороны – химия сейчас развивается не менее стремительно, чем другие науки. Вовсю идет разработка нового биодизеля, не образующего отложений, повреждающих детали двигателя. И когда такое топливо появится и станет в производстве дешевле бензина и солярки – энергетика претерпит серьезные изменения.
Когда это произойдет – сказать сложно. Но бесспорно одно: эпоха бензина и солярки пусть медленно, но подходит к своему логическому завершению. Ничто не может длиться вечно. В том числе и транспортная система, построенная на использовании углеводородного топлива.
Все имеет свое начало и все имеет свой конец. Пусть и сильно растянутый во времени.
