Луноходный транспорт. Безтопливный автомобиль на солнечных батареях…

Выполняю обещание отписать не только впечатления, но и соображения относительно автогрядущего, взбаламученные посещением конференции «Новое автомобилестроение» (подробно про будущее автомобиля и автомобиль будущего в материале).

Во-первых, в стране маячит освоение природного газа в качестве топлива. Причем, оно маячит уже не первое десятилетие, но пока это как-то особенно никому не нужно (в Москве лишь одна метановая заправка, при том, что все технологии использования природного газа в качестве топлива уже отработаны). Это само по себе могло бы снизить стоимость топлива в несколько раз (может, поэтому никому и не нужно).

Второе, вполне отработаны технологии использования в качестве двигателя автомобилей электромоторов. проблема в том, что неудобно таскать следом шнурок с питанием. Не настолько хорошо отработаны технологии производства электроэнергии на борту.

Древние электродвигательные конструкции позволяют принципиально поменять конструкцию автомобиля (убрать двигатель из-под капота, разместив его в колесах, избежать потерь в трансмиссии, убрав большую часть самой трансмиссии, убрать большую часть гидравлических потерь и потерь трения в двигателе, изменить механику торможения, кинематическую схему подвески).

Основная проблема пока с источником электроэнергии. За неимением таких компактных электростанций (ядерных, или водородных) инженеры пока идут по пути заправки электроэнергией из бытовых сетей и хранения электричества в аккумуляторах. Не исключено, что этот «розеточный»  электромобиль — тупиковый путь автоэволюции.

Очень любопытны «сегвейные» разработки использования гироскопов. Вероятно это позволит разработку устойчивых двухколесных средств транспорта.

1. Фокусы интереса инженерно-конструкторской мысли:

  • конструирование сверхкомпактных автомобилей (с учетом сохранения безопасности и комфорта) — активное снижение веса автомобилей
  • использование различных видов топлива, в т.ч. природного газа и возобновляемых видов топлива
  • разработка гибридных силовых установок с максимально экономичным производством электроэнергии на борту
  • использование электродвигателей в качестве основных силовых установок и повышение их КПД
  • технологии использования мотор-колес со встроенными электромоторами
  • технологии эффективного аккумулирования и рекуперации различных видов энергии
  • технологии быстрой доставки на борт электроэнергии, развития необходимых для этого технологических решений и инфраструктуры
  • получение электроэнергии непосредственно на борту с помощью солнечных батарей

2.  Тренды:

  • облегчение основной конструкции автомобиля благодаря конструктивным решениям, совершенствованию материалов, облегчению и уменьшению в размерах сложных и тяжелых конструктивных узлов. Банальное уменьшение размеров автомобиля вследствие совершенствования эргономики
  • повышение КПД двигателей и применение все более совершенных кинетических схем (например схем с мотор-колесами), снижение удельного расхода топлива
  • совершенствование дорожных покрытий, профилей и транспортной инфраструктуры
  • все более активное использование любых возможностей снижения расхода и резервирования энергии (рекуперация)
  • включение в энергетическую схему, снижение себестоимости, веса и повышение эффективности солнечных батарей (фотоэлектрических преобразователей)

солнечная батарея на крыше Prius, 2008

3. Vision того, что увенчает сегодняшние автотренды:

Сначала компактные, а затем и более крупного размера и грузовые автомобили, для движения которых будет достаточно получаемой из внешней среды энергии. В принципе, это продолжение тренда, хорошо иллюстрируемого «безбатареечными» калькуляторами со встроенной солнечной батареей, такими модными в конце семидесятых (более тридцати лет назад).

Луноход-1

Такой автомобиль уже был сконструирован и успешно опробован более сорока лет назад. Советский Луноход (Луноход 1, Луноход 2, http://savok.name/199-lunohod.html), принципиальная схема которого включала электрические мотор-колеса и аккумулятор, заряжаемый от солнечной батареи.

Аппараты вполне успешно передвигались по лунной поверхности в очень непростых условиях, делали и передавали на землю фотографии, брали пробы, подчиняясь дистанционному управлению с земли с помощью телеметрической аппаратуры. На все это требовалась хренова туча электроэнергии.

Основной, но спешно решаемой проблемой в данной концепции пока остаются дико неэффективные аккумуляторы. Однако прогресс в этой области настолько велик, что можно прогнозировать появление аккумулятров с емкостью, необходимой для обеспечения дневного пробега автомобиля и весом, не превышающим вес бензобака с топливом, в течение 5-7 лет.

Безусловно, еще одна революция авто предвидится в области организации трафика и использования автомобиля. Но это уже совсем другая история…