Транспорт, уходящий в завтра

Многих читателей заинтересовал материал «Махомобиль — фантазия? Действительность!» (1977, № 11), говорящий о необыкновенном двигателе для транспорта — маховике, созданном группой молодых энтузиастов, участников НТТМ. Идя навстречу пожеланиям читателей продолжить эту тему, мы начинаем сейчас публикацию серии статей о транспорте завтрашнего дня.

Вести данный раздел мы попросили доктора технических наук доктора наук Н. В. Гулиа.

Ученые, занимающиеся проблемами будущего, — футурологи — уже сейчас стараются выяснить, каким станет окружающий нас мир, скажем, к концу второго тысячелетия либо кроме того через 100 лет. Наряду с этим кое-что просматривается относительно легко, что-то с большим трудом. Но твердо возможно заявить, что и через 50, 100 и более лет транспорт будет существовать.

И не только существовать, но и неуклонно развиваться.

Писатели-фантасты время от времени высказывают идея, что в будущем главная часть информации сможет передаваться в основном средствами связи — от видеотелефонов до лазерных каналов. Роль транспорта как носителя не только грузов, но и информации наряду с этим не учитывается. Но это далеко не так.

Преимущество транспорта как раз в той, что он снабжает перемещение не только грузов, но и людей — самых емких носителей информации. Узнаваемый коммунистический ученый-транспортник доктор наук В. Н. Иванов подчеркивает: «Людям нужно яркое общение, и заменить его не смогут ни телефон, ни телевизор, ни что второе». Не просто так же, не обращая внимания на большой прогресс средств связи, сейчас продолжает бурно совершенствоваться и транспорт.

Какими же дорогами отправится его развитие в будущем?

По большей части неприятности возможно свести к следующему: транспортные автомобили, вернее — их двигатели, будут безвредными для внешней среды, либо, как говорят, «экологичными». «Из поля зрения советских ученых, — сказал в Отчетном докладе ЦК КПСС XXV съезду партии Генсек ЦК КПСС, Глава Президиума ВС СССР Л. И. Брежнев, — не должны выпадать обострившиеся в последнии месяцы неприятности внешней среды и народонаселения».

Дабы по возможности с растянуть» расходование топливно-энергетических ресурсов отечественной планеты, двигатели будут максимально экономичными. Громадное внимание уделяется безопасности автомобилей, и таким классическим проблемам, как предстоящее увеличение скорости, проходимости, комфортабельности. Начнут создаваться и развиваться новые, специальные виды транспорта для народного хозяйства

Но каким же все-таки он будет, транспорт будущего, его двигатели?

Имеется ли их прообразы уже на данный момент, Сейчас? Всем этим вопросам посвящаются предлагаемые материалы.

1. ТЕПЛОВЫЕ: «ЗА» И «ПРОТИВ»!

Благодарное человечество обвиняет. Так возможно сформулировать сложившееся сейчас отношение к самому массовому двигателю — тепловому, и в особенности к двигателю внутреннего сгорания (ДВС).

Статей «виновности» тепловых двигателей перед человечеством по большей части две. Первая — неэкономное, безжалостное расходование невосполнимых природных ресурсов горючего. Вторая — загрязнение внешней среды токсичными другими отходами и выхлопными газами взятой энергии, а также избыточными теплом, запахом и шумом.

Обо всем этом на данный момент достаточно большое количество говорится. Равно как и о вытекающем из этого неумолимом выводе: если не усовершенствовать тепловые двигатели (либо не отказаться от них совсем), то планете обозримой перспективе, измеряемом всего десятками лет, угрожает, во-первых, топливный голод из-за полного истощения запасов природного горючего; во-вторых, популярное отравление человечества продуктами сжигания этого горючего, а быть может, и чрезмерное (хуже, чем в самой тёплой парилке!) потепление воздуха.

Итак, усовершенствование либо полный отказ. В случае если отыскать в памяти, что тепловые двигатели установлены на сотнях миллионов машин, мотоциклов, тракторов комбайнов, самолетов, судов, прочих машинах и моторных лодок, станет ясно, что всецело отказаться от них человек на данный момент не может. Но нужно сделать так, дабы, продляя их век, значительно не сократить века собственного! Как же «примирить» тепловой двигатель и человека?

Транспорт, уходящий в завтра

Рис.

1. Двигатель Ванкеля (в сравнении с простым мотором).

Рис. 2. Рабочий цикл двигателя Ванкеля.

Рис.

3. Схема двухвального газотурбинного двигателя.

Ответ несложен и сложен: необходимо ликвидировать токсичность выхлопных газов тепловых двигателей и повысить их экономичность. Основной вред приносят содержащиеся в выхлопных газах окись углерода, углеводороды и окислы азота (альдегиды), и канцерогенные вещества. Но так как их, разумеется, возможно улавливать? Да, такие ловушки-нейтрализаторы уже созданы: жидкостные, плазменные, каталитические и комбинированные.

Они устанавливаются в большинстве случаев на выходе газов за выхлопной трубой двигателя.

Но все эти устройства снабжают только частичное разрешение вопроса: кроме того при их наличии сам двигатель остается все тем же прожорливым механическим чудовищем.

От века мечтой экспертов по двигателям было выстроить таковой, где поршень не совершал бы возвратно-поступательных перемещений, а лишь вращался.

Это сулило массы двигателя и значительное снижение размеров, сокращение выброса и расхода горючего токсичных продуктов сгорания. Приблизился к ответу данной задачи больше, чем кто-либо второй, доктор наук Ф. Ванкель. Многие эксперты уверены в том, что созданный им роторный мотор может стать главным автомобильным двигателем внутреннего сгорания.

Напомним, как устроен и трудится ванкель. В его корпусе имеется полость сложной конфигурации, в которой вращается ротор-поршень треугольной формы, соединенный с валом посредством шестеренок. Он вольно сидит на эксцентрике вала, центр которого сходится с центром неподвижной зубчатой шестерни.

Обегая ее по сложной кривой, ротор-поршень всегда касается вершинами внутренних стенок корпуса. Для уплотнения в вершинах устанавливаются подвижные пластины Наряду с этим количества камер, образуемых стенками ротора-корпуса и поверхностями поршня, последовательно изменяются. Тут и протекают процессы впуска, воспламенения и сжатия горючего, выпуска и расширения отработавших газов закрытие и Открывание впускного и выпускного каналов осуществляется самим ротором-поршнем.

Так, за один полный оборот в двигателе Ванкеля протекают все процессы простого четырехтактного двигателя, причем в один момент в различных рабочих камерах: при вспышках горючего, воспламеняющегося от одной свечи, три рабочих хода, три выпуска отработавших газов, три впуска свежей смеси. Двигатель Ванкеля был не только самым компактным и самым легким (один из первых его опытных образцов мощностью около 30 л. с. весил всего 10 кг), но и с самым большим числом оборотов.

Добавьте к этому, что он может трудиться на недорогом дизельном горючем. Казалось бы, вот оно — решение проблемы. Но… как ни «мудрят» конструкторы, до сих пор не удалось добиться надежности уплотнений вращающегося ротора Данный порок, в основном мешающий предстоящему совершенствованию мотора, есть настоящим бичом двигателей подобною типа.

Второе направление поиска — разработка двигателей, используемых сейчас в авиации, — газотурбинных (ГТД). Они получаются намного меньше таких же по мощности ДВС, несложнее и надежнее в эксплуатации. Не обращая внимания на пара повышенный расход горючего, выделяют меньше токсичных продуктов, в особенности двуокиси азота.

Обьясняется это тем, что в ГТД горение горючего идет непрерывно, при температурах и меньших давлениях, чем в поршневых. Газотурбинный двигатель — также ДВС. Лишь в нем сжатие горючей смеси осуществляет компрессор (в большинстве случаев центробежный). Наружный воздушное пространство, попадая в компрессор, вращается вместе с его лопатками, сжимается под действием центробежной силы, а после этого подогревается в теплообменнике и попадает в камеру сгорания.

В следствии сжигания смеси тёплые газы давят на лопатки турбины, на оси которой расположен компрессор. Попав потом на лопатки рабочего колеса турбины, они расходуют основную часть собственной энергии на совершение нужной работы.

Такова принципиальная схема действия так называемой двухвальной газовой турбины.

Она отличается тем, что обе тypбины, большого (компрессорная) и низкого (рабочая) давления, кинематически совсем свободны. Для автотранспорта разрабатываются одновальные и трехвальные турбины. До тех пор пока еще неизвестно, какая из этих схем окажется самая перспективной.

Вероятнее в зависимости от требуемой специализации и мощности автомобиля любая из них возьмёт право на предстоящее развитие.

Во всех рассмотренных выше двигателях горючее сжигается в камере сгорания — в полости, где находится ротор, поршень либо турбина. Руководить горением в том месте весьма непросто, исходя из этого довольно часто горючее сжигается не всецело, выделяется большое количество токсичных продуктов.

Дальше разглядим такие двигатели, где горючее окисляется вне рабочей полости (цилиндров). По аналогии с двигателями внутреннего сгорания их возможно назвать двигателями внешнею сгорания. Главные из них — двигатели Стирлинга и паровые двигатели.

Вторая эра паровиков началась только пара лет назад, в то время, когда их конструированием на современной базе занялись наибольшие научно-исследовательские центры.

У этих моторов большое количество заманчивых изюминок: громадной начальный крутящий момент, отсутствие сложной коробки перемены передач, полная безвредность выброса. Да и динамичность парового двигателя — одно из ответственных преимуществ.

При совершенствовании ветхих схем удалось преодолеть такие порски хорошей паровой машины, как взрывоопасность котла, слишком большой вес, трудности использования и сложность запуска воды в качестве парообразующей жидкости зимой.

На смену громоздким и страшным водогрейным котлам пришли компактные трубчатые парообразователи. Удалось удачно вписать все агрегаты в габариты автомобиля .

Еще одна перспективная ветвь изучения связана с мотором, изобретенным еще в 1816 году шотландцем Р. Стирлингом. Данный двигатель внешнего сгорания воображал собой заглушенную с обоих финишей трубу, в которой ходил поршень. Полость по одну сторону поршня непрерывно нагревали, по другую охлаждали.

Холодный газ сжижали и перекачивали в тёплую полость. Тут при неподвижном поршне его давление и температура поднимались за счет нагревания. После достижения газом больших параметров поршень приходил в перемещение, совершая рабочий движение. После этого расширившийся газ перекачивали в холодную полость, где, непрерывно охлаждаемый, он сжимался движущимся поршнем.

Цикл повторялся.

Рис. 4. Двигатель Стирлинга:

1 — распылитель, 2 — воздушная форсунка, 3 — камера расширения, 4 —поршень, 5 — толкатель, 6 — ведущая косая шайба, 7 — ведущий вал, 8 — масляный насос, 9 — трубы газоохладителя, 10 — трубы газоподогревателя, 11 — выпуск.

Схема рабочего цикла двигателя.

Так как на сжатие холодного газа затрачивается меньше механической работы, чем выделяется при расширении тёплого, двигатель Стирлинга выделял избыточную механическую энергию.

Ясно, что такая работа двигателя не могла быть особенно Экономичной. Но, в случае если сжатый холодный газ перед подачей в тёплую полость подогревать теплом, которое отводилось при охлаждении тёплого газа, стирлинг может стать очень экономичным двигателем, превышая по КПД и карбюраторный и дизельный.

Устройство для подогрева газа — емкость, названную регенератором, — внес предложение в свое время сам создатель изобретения. Б отечественные дни эффективность для того чтобы подогревателя довели до 98%. А полости двигателя стали заполнять сжатым до 100 — 200 атм водородом либо гелием.

Усовершенствовали и привод поршней Стирлинга, сделав его похожим на привод аксиально-поршневого насоса — с косой шайбой. В следствии осовремененный стирлинг подходит для большинства автомобилей, применяющих тепловые двигатели. Токсичность его в Много раз меньше, чем карбюраторного, и трудится он практически очень тихо. Но пока стирлинги сложны и дороги, да и тяжелее карбюраторных.

И все же рассмотренные выше двигатели в подавляющем большинстве активные потребители природного горючего.

А запасы его небезграничны. Исходя из этого воображают громадной интерес попытки применять в качестве горючего искусственно полученный водород.

Добывать же его возможно из воды, разлагая ее электротоком, солнечными лучами, большой температурой с катализаторами.

(function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Direct.insertInto(144860, yandex_ad2, { ad_format: direct, font_size: 0.9, type: horizontal, border_type: ad, limit: 2, title_font_size: 2, links_underline: false, site_bg_color: FFFFFF, header_bg_color: 000000, border_color: CCCCCC, title_color: FF0000, url_color: 000000, text_color: 000000, hover_color: CC0000, no_sitelinks: true }); }); t = d.getElementsByTagName(script)[0]; s = d.createElement(script); s.src = //an.yandex.ru/system/context.js; s.type = text/javascript; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(window, document, yandex_context_callbacks);
Основное преимущество для того чтобы горючего — намного меньшая, чем у бензина, токсичность продуктов сгорания. Окислов азота образуется, к примеру, в 200 раз меньше, а углеводорода и окиси углерода в выбросе по большому счету нет.

Но появляются другие неприятности — к примеру, хранение газа в баллонах. Но, ученые предлагают насыщать водородом гидриды некоторых металлов, впитывающих его, как губка. Примечательно, что баки, заполненные гидридом, вмещают в 40 раза больше водорода, чем полые.

Создаются кроме этого двигатели, где употребляются самые неожиданные природные факторы — солнечное излучение, испарение, осмос.

Не просто так их именуют экзотическими: до тех пор пока что они имеют малое распространение. Но усиливающийся интерес к экологически безвредным источникам энергии, непременно, приведет к возрастанию их роли. Понадобятся они и в космическом транспорте — планетоходах, совокупностях обслуживания орбитальных станций.

Примером экзотических моторов может служить так называемый двигатель светового поглощения.

Рабочий цилиндр в нем имеет прозрачное окно, через которое пропускаются солнечные лучи либо луч лазера, нагревающие газ в цилиндре. За счет этого нагрева и совершается рабочий движение. Экспериментальный пример лазерного мотора дает до 600 об/мин при мощности аппарата 30 Вт. КПД этого двигателя, правда не превышал 2%. Известны моторы, трудящиеся от солнечного излучения. Оно преобразуется посредством фотоэлементов в электрический ток.

Рис. 5. Трудится осмос:

1 — ванна с водой, 2 — диск с набухающим кольцом, 3 — ведомые валки.

Рис. 6. «Вечный двигатель», трудящийся под действием световых лучей:

1 — источник света, 2 — биметаллическая пластина, 3 — грузик, 4 — охлаждающая водяная ванна.

Рис.

7. «Солнечный» двигатель:

1 — магнит, 2 — железный обод.

И уж совсем необыкновенными являются модели моторов, действующие благодаря «памяти», открытой у сплава нитинола. Сваренный из титана и никеля, он владеет необыкновенным свойством: запоминать форму, которую ему придают в нагретом состоянии.

Возможно, к примеру, полосу из этого сплава закрутить в спираль — попеременно нагреваемая и охлаждаемая, она то станет опять полосой, то обратно закрутится, и без того бесчисленное количество раз. Американским инженерам удалось, применяя это свойство, выстроить двигатель. Его база — колесо с изогнутыми спицами, каковые в тёплом состоянии были прямыми.

В то время, когда такую спицу погружают в ванну с горячей водой, она выпрямляется и толкает колесо. В тот же час же спица попадает в холодную воду и изгибается, а на ее место в теплую ванну приходит новая изогнутая спица. Для работы двигателя достаточно перепада температур всего в 23°.

Авторы изобретения уверены в том, что данный необычный двигатель окажет помощь, к примеру, применять тепло, уносимое охлаждающей водой АЭС.

Вероятны и моторы, где солнечное (либо любое второе) тепло употребляется для трансформации магнитных особенностей металлов. Именно поэтому кроме этого возможно взять механическую работу.

Иллюстрация тому — двигатель, предложенный журналистом и изобретателем А. Г. Пресняковым. Он предельно несложен, складывается из обода со спицами — и лишь.

Обод сделан из ферромагнитного сплава, что теряет собственные магнитные особенности при +65 °С. (Сейчас уже известны сплавы, где эта утрата происходит при более низких температурах.) Достаточно близко к ободу установить сильный постоянный магнит а также не нагревать, а лишь освещать какой-либо участок обода до утраты им магнитных особенностей, как магнит начнёт притягивать соседние участки обода, заставляя его проворачиваться. Не нужно думать, что таковой двигатель весьма слабосилен.

Солнечный водоподъемник, выстроенный Пресняковым, в пустыне качал до 800 л воды в час. Изготовил Пресняков и тележку, которая катится на свет сильной электролампы. Такую модель может в принципе выстроить и любой юный конструктор.

Рис. 8. Схема пневмопривода:

1 — аккумулятор (баллон со сжатым газом), 2 — вентиль, 3 — пневмодвигатель.

Рис. 9. Маховичный аккумулятор:

а — ленточный супермаховик, б — дисковый.

Кое-какие изобретатели пробуют применять для получения механической работы явление осмоса.

Оно, как мы знаем, содержится в диффузии вещества через полупроницаемую перегородку, за счет чего создается избыточное осмотическое давление В Англии выдан патент № 1343391 на осмотический двигатель, сверхсложный, но пригодный, согласно точки зрения изобретателей, для применения на машинах. Коммунистический инженер П. Роговик из Макеевки предлагает весьма несложный тихоходный осмотический двигатель маленькой мощности, основанный на разбухании материалов при увлажнении.

Так разбухает, к примеру, желатин.

Кольцо из этого материала изобретатель зажал между двумя валками, загружёнными в воду до уровней осей. Части кольца, находящиеся ниже уровня, увеличиваются от набухания и давят на валки, приводят их во вращение. Вместе с валками медлительно крутится и кольцо.

Его разбухшие части неспешно поднимаются вверх, а сухие опускаются, впитывают воду, разбухают и давят на валки, продолжая их вращать. Части кольца, вышедшие из воды, высыхают, и цикл длится.

Юным конструкторам под силу сделать и другую модель экзотического мотора. Он трудится от световой энергии электрической лампы либо солнца, сфокусированной через линзу.

Для ее постройки потребуется пара биметаллических пластин, какие конкретно используются в разных тепловых реле. Как мы знаем, что биметаллическая пластина, собранная из двух полос металла с различным коэффициентом теплового расширения, при нагревании достаточно очень сильно изгибается.

Рабочий цилиндр, изготовленный, к примеру, из пластмассы, «обшивается» по периметру биметаллическими пластинами, прикрепленными к цилиндру одним финишем.

На втором их финише находятся грузики. Цилиндр посажен на спицу, укрепленную в двух втулках на краях какого-нибудь сосуда.

В обычном состоянии пластинки изогнуты по окружности цилиндра. При нагревании пластинка распрямляется и отходит от стены, равновесие сил грузиков нарушается, и цилиндр прокручивается. Место данной пластинки занимает новая,

Е распрямившаяся охлаждается и опять прижимается к стенке цилиндра. Для ускорения охлаждения в сосуд возможно налить холодной воды.

2. БАНК ЛОШАДИНЫХ СИЛ

В прошлой статье говорилось о том, что тепловые двигатели улучшаются: понижается расход горючего, токсичность выхлопных газов.

Но появляется честный вопрос: а запрещено ли по большому счету обойтись без этих отрицательных качеств?

На данный вопрос возможно ответить положительно: имеется возможность приобретать энергию для транспортних средств, не требующих сжигания горючего, а после этого «доверить» эту энергию до потребителя, накапливая ее в аккумуляторная батареях.

на данный момент большинство энергии во всем мире вырабатывается теплоэлектростанциями — ТЭС.

В случае если представить их в виде особенных двигателей больших размеров, тс мы заметим, что они максимально экономичны, да и воздух от них страдает меньше, на стационарных устройствах большей мощности значительно легче регулировать верное сгорание горючего, чем на тысячах небольших моторов, условия работы которых к тому же изменяются ежеминутно. Но…

ТЭС не выдерживают экзамена на экологичность, те имеется на отсутствие вредного действия на природные процессы, протекающие в сфере применения той либо иней техники.

Человечество, но, ставит себе на экологичные источники и службу энергии, причем источники фактически неисчерпаемые. Это энергия солнца, рек, приливов, ветра, внутреннего тепла почвы, океанского тепла и течений. Довольно безвредны ядерные (в будущем и термоядерные) станции.

Взятую от этих источников энергию возможно разными дорогами доводить до потребителя. В случае если последний — стационарный либо привязан к определенному маршруту (электричка, трамвай, троллейбус), пускай трудятся электропровода. Вели же потребитель подвижный, те энергию придется предварительно накапливать, дабы попу тёмные таким обрезом «энергетические консервы» применять при перемещении.

Кстати, подобная энергия употребляется издревле. Первыми аккумуляторная батареями были, непременно, несложные механические устройства, в которых человек запасая потенциальную энергию. Поднятые грузы, натянутый пук, катапульта — этими видами аккумуляторная батарей пользовались еще с незапамятных времен. Имеется подобные аккумуляторная батареи иныне. Они употребляются весьма широке в виде заводных пружин: в часах, устройствах, детских игрушках.

Раньше же они обнаружили использование и в транспортных средствах: строились, например, огромные заводные колесницы, на которых совершали парадные выезды императоры. Пружины неизменно подзаводились запрятанными в повозки рабами.

Но у пружинных аккумуляторная батарей мелка плотность энергии, другими словами количество ее, заключенное в единице массы. Значительно больше она в резиновых упругих аккумуляторная батареях.

Любой моделист знает, что моторы из эластичных жгутов поднимают в атмосферу вертолётов и модели самолётов. Имеется, само собой разумеется, в этот самый момент недочёты: низкий КПЦ, недолговечность.

Рис. 10. Схема серно-натриевого аккумулятора:

1 — токоотвод хорошего электрода, 2 — расплав серы, 3 — жёсткий электролит, 4 — расплавленный натрий, 5 — корпус.

Для транспортных же автомобилей более пригоден второй аккумулятор, что может накопить столько энергии, что будет в состоянии снабжать перемещение на десятки а также много километров. Это сжатый газ. Накопление энергии происходит при закачивании газа в баллон под давлением; выделение — при выпускании газа из баллона.

Трудится тут пневмодвигатель, подобный тем, что используется, к примеру, в пневматическом ручном инструменте — гайковертах, дрелях.

Еще во второй половине 70-ых годов девятнадцатого века во французском городе Нанте был выстроен трамвай, трудившийся на сжатом воздухе. Он преодолевал шестикилометровый маршрут с одной заправки. Сжатым до 30 атм. воздухом заполняли десять баллонов общим объемом 2800 л. Расход составлял 8 кг воздуха на километр пути.

Неспециализированного запаса хватало на 10 —12 км. Мысль эта не забыта и сейчас. Пневмоаккумуляторы показались на машинах, трудящихся в городских условиях: компания «Соргато» в Италии экспериментирует с машиной, снабженной девятью металлическими баллонами со сжатым воздухом. Его хватает, дабы пройти около 100 км при скорости 50 км/ч.

Вес «пневмобиля» — около полутонны.

Пневматический аккумулятор «заряжают» и другими газами, значительно чаще жидким азотом, 50 л которого достаточно на 230-км пробег автомобиля.

Но и у газового аккумулятора имеются недочёты, причем значительные. Так, при закачке газ нагревается, при выпуске охлаждается. А это — непроизводительные утраты тепловой энергии.

Более перспективен второй аккумулятор энергии — маховик.

При вращении он накапливает энергию механическую в виде кинетической, и она присутствует в маховике , пока он вращается.

Один из самых древних маховиков возрастом белее 55 тыс, лет был обнаружен археологом Леонардом Вулли при раскопках в Ираке: массивное колесо, помогавшее старому мастеру гончарным кругом.

Со временем маховик былизменен, превратился в металлический диск, форма которого диктуется требованием «равной прочности»: возросли так как и скорости раскрутки. Сейчас его помещают в вакуумную камеру — для умененьшения очень больших утрат на трение о воздушное пространство. С той же целью вместо подшипников используют магнитные опоры, утраты на трение о них фактически исключены.

Скептики доведено продолжительно удерживали собственную позицию, показывая на основной недочёт маховика как аккумулятора — малую плотность энергии. С чем же это было связано! Казалось бы, все легко: подняв скорость вращения, скажем, в два раза, мы, как мы знаем из физики, повышаем кинетическую энергию маховика в четыре раза.

Но вместе с тем в четыре раза же растут и механические нагрузки на тело маховика, приводящие к его разрыву с образованием осколков, воображающих громадную опасность для окружающих.

И тогда поиск конструкторов и учёных стал причиной созданию так называемых супермаховиков, изготовленных из узких волокон либо лент методом навивки. Дело в том, что современные ните- и лентовидные материалы владеют огромней прочностью — многократно крепче, чем монолит из того же материала.

Более надёжен и разрыв супермаховика: узкие волокна либо ленты не образуют осколков, талантливых привести к серьёзным разрушению. Автору этих строчков приходилось испытывать на разрыв ленточный супермаховик: он не имел возможности пробить кроме того кожуха двухмиллиметровой толщины, тогда как монолитным маховикам нипочем метровые стенки.

Основное же в том, что плотность энергии супермаховика значительно больше, чем у монолитных.

Теоретически она кроме того существенно выше, чем у электрических аккумуляторная батарей, а фактически нисколько не уступает им.

Но’ аккумуляторная батареи характеризует не только плотность энергии, но и плотность мощности: другими словами мощность, которую развивает любой килограмм массы. И по этому показателю маховику равных нет.

Так, супермаховик — перспективный аккумулятор (и двигатель) для транспорта будущего.

Он снабжает стремительный разгон автомобили и не меньше действенное торможение, имеет громадную долговечность — словом, все те качества, каковые нужны аккумуляторному автомобилю и которых так недостает ему на данный момент. Особенно перспективен супермаховик для привода автобусов, поездов метро, такси и других средств муниципального транспорта, трудящихся по циклическому, напряженному графику, с торможениями и частыми разгонами.

Современные супермаховики в вакуумной камере вращения сохраняют энергию кроме того семь дней, а особые образцы маковичных аккумуляторная батарей смогут править ее и годами. По сроку сохранения энергии у них имеется лишь один хороший соперник — электрические, либо, вернее, электромеханические, аккумуляторная батареи.

Созданы они недавно, не смотря на то, что датой их появления можно считать 1799 год в то время, когда Александр Вольта, поместив бронзовый и цинковый электроды в разбавленную серную кислоту, взял первый гальванический элемент. Так как практически любой гальванический элемент в принципе может стать аккумулятором, в случае если через него пропускать ток в обратном направления, заряжая его.

Кроме того простые сухие батареи, используемые для транзисторных приёмников и карманных фонариков, возможно раз по 8—10 заряжать как аккумулятор. Однако такая «зарядка» экономически не особенно удачна: КПД получается малый. Но, согласитесь, он все же намного выше, чем у выкинутой батарейки.

Настоящие же аккумуляторная батареи, хоть и дороже простых гальванических батарей, смогут выдержать не 8—10 циклов подзарядки, а в сто с лишним раза больше. Исходя из этого хранение энергии в электрических аккумуляторная батареях обходится не весьма уж дорого.

Из электрических аккумуляторная батарей самый распространены свинцово-кислотные; они устанавливаются на каждом автомобиле в качестве стартерной батареи.

Это скромные работяги, они не блещут энергетическими и мощностными показателями, но достаточно экономичны — имеют большой КПД. Действительно, они не хорошо переносят холод, громадные токи, сильную разрядку. В отличие от них щелочкой аккумулятор неприхотлив, но имеет низкий КПД: до 0,4—0,5 если сравнивать с 0,75—0,8 у свинцово-кислотного.

От этих двух аккумуляторная батарей нельзя ожидать особенных возможностей.

мощности и Плотность энергии у них низка, а автомобиль с таким грузом будет возить по большей части сам себя — так они тяжелы.

Особенные надежды возлагают сейчас ученые на супераккумуляторы — серно-натриевые, литиево-хлорные и т. п. В них поддерживается высокая (300 — 600°) температура, электролит расплавлен. Само собой разумеется, разрушение для того чтобы аккумулятора при аварии автомобили сулит мало хорошего, да и КПД их низок, в особенности в случае если учитывать необходимость в разогреве содержимого.

Но весьма уж громадна плотность энергии — раз в десять больше, чем у свинцово-кислотных, да и плотность мощности в два раза выше — до 150 Вт на килограмм массы. Нужно подметить, что такие «супераккумуляторы» еще не вышли из стенку лабораторий и над ними предстоит трудиться и трудиться.

Наконец, нельзя не упомянуть о так называемых топливных элементах, разрешающих конкретно переводить энергию горючего в электрический ток.

Громаднейший интерес из чих воображают кислородно-водородные элементы, в которых употребляется процесс разложения воды конкретно в самом элементе; в нем же имеются и емкости для хранения приобретаемых газов. кислород и Водород опять соединяются в воду, к примеру, посредством катализаторов, большой температуры и пр. Наряду с этим выделяется электроэнергия, затраченная при разложении воды, и аккумуляторная — в кислороде и водороде.

Топливные элементы очен

Рандомные статьи:

Расписание на завтра


Похожие статьи, которые вам понравятся:

  • Самый экологичный транспорт

    Вы подмечаете? Они опять начинают псе чаще попадаться на глаза во дворах, на улицах городов и поселков, сельских дорогах — юркие и стремительные…

  • Экзоскелеты — вчера, сегодня, завтра

    Экзоскелеты — день назад, сейчас, на следующий день Первое знакомство с экзоскелетом как особым «костюмом», что бы разрешил человеку стремительнее…

  • Католет стартует в завтра

    На столе — целый парк необыкновенных транспортных «автомобилей»: ни колес, ни гусениц, ни лыж. И однако они движутся. Но и само их перемещение также…

  • Транспорт для зимы

    Двухместные аэросани «ШКВАЛ-3». С возникновением мотопарапланов и мотодельтапланов культура проектирования силовых установок с воздушными винтами…

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.