Sådan fungerer luftvognen

  • Thomas Dalton
  • 0
  • 1640
  • 146
Kunne luftbiler gøre gaspriser som disse til en hukommelse? - Se billeder af alternative brændstofbiler. Tetra-billeder / Getty-billeder

Benzin er allerede fortidens brændstof. Det ser måske ikke ud, når du fylder dig på vej til arbejde, men den benzin, der bruges til at gøre det, løber gradvist ud. Det forurener også luft, der bliver stadig usundt at indånde, og folk ønsker ikke længere at betale de høje priser, som olieselskaberne opkræver for det. Bilfabrikanter ved alt dette og har brugt en masse tid og penge på at finde og udvikle fremtidens brændstof.

Søgningen er på, men hvad bliver fremtidens brændstof? Færdigbrændte brændsler som råolie bliver sværere at finde, og bilproducenterne henvender sig til grønere energikilder som batterier. Disse batterier kan oplades med energi og anbringes i en bil, hvor energien kan frigives. Så godt som den idé kan synes, synes nogle producenter, at luft kan blive en endnu bedre energikilde.

Luft? Ved første øjekast synes ideen om at køre en bil i luften næsten for god til at være sand. Hvis vi kan bruge luft som brændstof, hvorfor så overveje at bruge noget andet? Luften er rundt omkring os. Luften løber aldrig ud. Luft er ikke-forurenende. Bedst af alt, luft er gratis.

-Desværre kan luft alene ikke bruges som brændstof. Først skal der opbevares energi i det ved at presse luften tæt ved hjælp af en mekanisk luftkompressor. Når trykluften er frigivet, udvides den. Denne ekspanderende luft kan f.eks. Bruges til at drive stemplerne, der driver en motor. Ideen om at bruge trykluft til at drive et køretøj er ikke ny: Tidlige prototyper af et luftdrevet køretøj går tilbage til midten af ​​19th århundrede, allerede før opfindelsen af ​​forbrændingsmotoren.

Mindst en producent mener, at den er klar til at sælge luftbiler til den amerikanske offentlighed. Hvis alt går godt, kunne disse biler være tilgængelige i USA relativt snart [kilde: Sullivan]. I løbet af de næste par sider ser vi på denne teknologi, årsagerne til, at du muligvis vil bruge den - og nogle få grunde til, at du måske ikke har det.

MDIs AirPod One og dens trykluftsmotor i MDIs hovedkvarter nær Nice, Frankrig. Lionel Cirroneau / AP Photo

-Fysikkens love dikterer, at ikke-styrede gasser vil udfylde et givet rum. Den nemmeste måde at se dette i handling er at pumpe en ballon op. Ballonens elastiske hud holder luften tæt inde, men i det øjeblik du bruger en stift til at skabe et hul i ballonens overflade, ekspanderer luften udad med så meget energi, at ballonen eksploderer. Komprimering af en gas i et lille rum er en måde at lagre energi på. Når gassen udvides igen, frigives denne energi til at udføre arbejde. Det er det grundlæggende princip bag, hvad der får en luftbil til at gå.- -

De første luftbiler har luftkompressorer indbygget i dem. Efter et hurtigt drev kan du tage bilen hjem, sætte den i garagen og tilslutte kompressoren. Kompressoren bruger luft omkring bilen til at genopfylde trykluftbeholderen. Desværre er dette en temmelig langsom metode til tankning og tager sandsynligvis op til to timer for en komplet påfyldning. Hvis ideen om en luftbil tager fat på, bliver luftpåfyldningsstationer tilgængelige på almindelige tankstationer, hvor tanken kan genopfyldes meget hurtigere med luft, der allerede er komprimeret. Det tager sandsynligvis cirka tre minutter at fylde din tank ved pumpen [kilde: Cornell].

De første luftbiler vil næsten helt sikkert bruge komprimeret luftmotor (CAE) udviklet af det franske selskab, Motor Development International (MDI). Luftbiler, der bruger denne motor, vil have tanke, der sandsynligvis vil rumme ca. 3200 kubikfod (90,6 kiloliters) komprimeret luft. Køretøjets accelerator betjener en ventil på dens tank, der tillader luft at blive frigivet i et rør og derefter ind i motoren, hvor trykket i luftudvidelsen vil skubbe mod stemplerne og dreje krumtapakslen. Dette vil producere nok strøm til hastigheder på cirka 56 km i timen. Når luftbilen overgår den hastighed, vil en motor sparke ind for at betjene luftkompressoren i bilen, så den kan komprimere mere luft undervejs og give motoren ekstra kraft. Luften opvarmes også, når den rammer motoren, hvilket øger dens volumen for at give bilen mulighed for at bevæge sig hurtigere [kilde: Cornell].

MDIs Guy Negre viser AirPod One-prototypen i januar 2009. Lionel Cirroneau / AP Photo

En stor fordel ved at bruge trykluft til at drive en bils motor er, at et rent trykluftkøretøj producerer ingen forurening ved halerøret. Mere specifikt vil de komprimerede luftbiler, som vi sandsynligvis vil se i den nærmeste fremtid, ikke forurene overhovedet, før de når hastigheder, der overstiger 35 miles i timen. Det er når bilens interne luftkompressor sparker ind for at opnå ekstra hastighed. Motoren, der kører denne luftkompressor, kræver brændstof, der producerer en lille mængde luftforurening. Noget brændstof (du kan bruge miljøvenlige biobrændstoffer eller fossile brændstoffer) vil også blive brugt til at opvarme luften, når den kommer ud af tanken. De nyeste motorer med trykluft tilbyder også chaufførerne muligheden for at bruge fossile brændstoffer eller biobrændstoffer til at opvarme luften, når den kommer ind i motoren. Ikke desto mindre repræsenterer denne teknologi en markant forbedring i forhold til biler drevet af forbrændingsmotorer, der producerer betydelige mængder af forurening ved enhver hastighed.

Luftbiler er også designet til at være lettere end konventionelle biler. Aluminiumskonstruktionen af ​​disse køretøjer vil holde deres vægt under 2.000 pund (907 kg), hvilket er vigtigt for at gøre disse køretøjer brændstofeffektive og vil hjælpe dem med at gå hurtigere i længere perioder.

En anden fordel ved luftbiler er, at brændstofet skal være bemærkelsesværdigt billigt, en vigtig overvejelse i denne æra med ustabile gaspriser. Nogle estimater siger, at bilerne vil svare til 171 kilometer (171 kilometer) pr. Gallon, selvom komprimeret luft sandsynligvis ikke vil blive solgt af gallon. Et mere meningsfuldt skøn er, at det kan tage så lidt som $ 2 værdi af elektricitet for at fylde trykluftbeholderen, skønt du også har brug for benzin til at drive den elektriske motor, der komprimerer luft, mens du kører [kilde: Cornell].

Selve køretøjer vil også være relativt billige. Zero Pollution Motors, der planlægger at frigive de første luftbiler i USA og estimerer en klistermærke på ca. $ 17.800, hvilket ville gøre disse biler overkommelige for budgetbevidste amerikanske købere [kilde: Max].

-

Kunne dette ske med dig i en flybryd? Clive Streeter / Getty Images

-Mens en luftbil ikke producerer nogen forurening, der kører på allerede trykluft i sin tank, produceres ikke desto mindre forurening, når luften komprimeres, både mens bilen bevæger sig, og mens den tankes. Som vi nævnte tidligere, kører køretøjets luftkompressor sandsynligvis på benzin, og denne gas producerer forurening, når den brændes.

Luftkompressoren på tankstationen vil sandsynligvis være drevet af elektricitet. Produktionen af ​​denne elektricitet kan eller måske ikke forurener, afhængigt af, hvordan denne elektricitet genereres. For eksempel kan kuldrevet elektricitet producere betydelige mængder forurening. Renere elektricitetskilder, som f.eks. Atomkraft eller vandkraft, vil resultere i langt mindre forurening. Ifølge webstedet Gas 2.0 ville en luftbil i USA skabe ca. 0,176 pund kuldioxidemission pr. Mile baseret på den gennemsnitlige blanding af elektriske kraftkilder under tankning. Til sammenligning genererer en Toyota Prius Hybrid, der kombinerer en batteridrevet elektrisk motor med en forbrændingsmotor ca. 0,34 pund kuldioxid pr. Mile. Så selvom luftbilen ikke er helt forureningsfri, repræsenterer den stadig en forbedring i forhold til en af ​​de mest populære hybridbiler på markedet [kilde: Nuccitelli].

Afstand kan også blive en ulempe, afhængigt af dine rejsevaner. Den afstand, som en luftbil kan dække uden tankning, er afgørende, fordi meget få tankstationer har trykluftpumper til rådighed i starten. Hvis du kun planlægger at bruge din bil til korte pendler - afstande mindre end 100 mil - vil det være fint. Imidlertid kan en-til-to timers ventetid på, at bilens indbyggede luftkompressor komprimerer en tank fuld af luft, blive et problem på langrendsture. Zero Pollution Motors - den amerikanske arm af MDI og virksomheden mest sandsynligt at producere den første luftbil til det amerikanske marked - sigter mod at have en bil tilgængelig snart i stand til at køre mellem 800 og 1.000 miles på en luftbeholder plus 8 gallons gas [kilde: Cornell]. Tidlige prototyper har imidlertid rejst afstande nærmere 120 miles - god nok til din daglige pendling, men ikke helt passende til længere ture [kilde: Motavalli].

Hvad sker der, hvis en luftbil lider skade i en ulykke? Når alt kommer til alt kan trykluftbeholdere være farlige. For at mindske denne fare er luftbeholdere lavet af kulfiber og er designet til at revne, snarere end at sprænde, i et styrt. Denne revne ville gøre det muligt for "brændstof" at slippe ufarligt ind i den omgivende luft. Producenter frygtede, at luft, der slipper ud fra den ene ende af tanken, kunne frembringe en raketlignende virkning og fremdrive bilen på en luftstråle. Ventilen på bilernes brændstoftanke er placeret på siden for at minimere denne effekt.

På trods af disse forholdsregler er der en vis bekymring for, at luftbilernes lette konstruktion kan gøre det vanskeligt for dem at overholde strenge amerikanske sikkerhedskrav, og at dette kan holde ankomsten af ​​luftbiler til den amerikanske markedsplads. Andre faktorer er også kommet i spidsen, og vi lærer om de næste.

Et kig inde i AirPod One-prototypen. Lionel Cirroneau / AP Photo

Indiens Tata Mo-tors vil sandsynligvis p-roduce den første luftbil på markedet i de næste par år. Tata Motors 'luftbil bruger også CAE-motoren. Selvom Tata annoncerede i august 2008, at de ikke er helt klar til at rulle deres luftbiler ud til masseproduktion, planlægger Zero Pollution Motors stadig at fremstille et lignende køretøj i USA. Disse biler er samlet kendt som FlowAIR og koster ca. $ 17.800. Virksomheden, der har base i New Paltz, N.Y., siger, at det vil begynde at tage forbehold i midten af ​​2009 til køretøjsleverancer i 2010. Virksomheden planlægger at rulle 10.000 luftbiler i det første produktionsår [kilde: Max]. MDI afslørede også for nylig den joystick-drevne AirPod, den nyeste tilføjelse til sin air car arsenal. Selvom AirPod genererer en tophastighed på kun 43 km / h, er den også ekstremt let og genererer nul emissioner.

Store bilproducenter overvåger markedet for luftbiler med interesse. Hvis de første modeller får forbrugerne, vil de sandsynligvis udvikle deres egne bilbiler. På nuværende tidspunkt planlægger et par mindre virksomheder at bringe luftbiler på markedet i kølvandet på de MDI-baserede køretøjer. Disse inkluderer: 

  • K'Airmobiles -- Det franske firma K'Air Energy har bygget prototyper af et luftdrevet cykel og let køretøj baseret på K'air luftkompressionsmotor [kilde: -K'air]
  • Air Car Factories SA -- Dette spanske firma har en luftbilsmotor, der i øjeblikket er under udvikling. Virksomhedens ejer er i øjeblikket involveret i en konflikt med den tidligere arbejdsgiver MDI om rettighederne til teknologien [kilde: MDI].

Oprindeligt vil MDI-bilerne være de eneste luftkøretøjer på markedet. Imidlertid har MDI efter sigende licenseret teknologien til producenter i et dusin forskellige lande, så luftbiler burde være tilgængelige over hele verden snart.

relaterede artikler

  • Car Engine Quiz
  • Sådan fungerer hybridbiler
  • Sådan fungerer elbiler
  • Sådan fungerer brintøkonomien
  • Sådan fungerer bilmotorer
  • Sådan fungerer dieselmotorer
  • Sådan fungerer to-taktsmotorer
  • Sådan fungerer klimaanlæg
  • Kunne en bil køre på trykluft?
  • Hvorfor brænder ikke benzin rent?
  • Hvor meget benzin forbruger De Forenede Stater på et år?

Flere gode links

  • Luftbilfabrikker (Motor Development International)
  • Tata Motors
  • Nul forureningsmotorer

Kilder

  • Chapa, Jorge. "MDI-trykluftbil." Inhabitat.com. 1. juni 2007. (adgang 9/30/2008) http://www.inhabitat.com/2007/06/01/tata-motors-air-car/
  • Cornell, Clayton B. "En luftbil, du kunne se i 2009: ZPM's 106 MPG komprimeret luft hybrid." Gas2.org. 15. juli 2008. (9/28/2008) http://gas2.org/2008/07/15/an-air-car-you-could-see-in-2009-zpms-106-mpg-compressed- air-hybrid /
  • Gizmag.com. "Fransk auto kører på trykluftteknologi." 2. december 2004. (09/30/2008) http://www.gizmag.com/go/3523
  • Jones, Benjamin. "Luftbil på 106 mpg til kun $ 18.000, der kommer i 2010." Ecomodder.com. 26. august 2008. (9/28/2008) http://ecomodder.com/blog/2008/08/26/106mpg-air-car-18000- kommende-2010
  • Max, Josh. "Trykluftbil kommer med 2010-brise." New York Daily News. 24. marts 2008. (09/30/2008) http://www.nydailynews.com/services/autos/2008/03/24/2008-03-24_compressed_air_car_coming_with_2010_bree.html
  • Motavalli, Jim. "Luftbilen blæser tilbage i billedet." NYTimes.com. 10. september 2008. (09/30/2008)
  • http://wheels.blogs.nytimes.com/2008/09/10/the-air-car-blows-back-into-the-picture
  • Nuccitelli, Dana. "Luftbiler vs. elbiler vs. hybrider - Hvilke er grønere?" Gas2.org. 11. september 2008. (09/30/2008) http://gas2.org/2008/09/11/air-cars-vs-electric-cars-vs-hybrids-which-are-greener
  • Sullivan, Matt. "Luftdrevet bil, der kommer til USA i 2009 til 2010 til $ 18.000, kan ramme 1000-mile rækkevidde." Populær mekanik. 22. februar 2008. (9/28/2008) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/4251491.html



Endnu ingen kommentarer

De mest interessante artikler om hemmeligheder og opdagelser. Masser af nyttige oplysninger om alt
Artikler om videnskab, rum, teknologi, sundhed, miljø, kultur og historie. Forklare tusinder af emner, så du ved, hvordan alt fungerer