Наша цивилизация развилась, благодаря транспорту. Чем более совершенными были средства перевозки людей и грузов, тем ощутимее был прогресс. В прошлом веке свершилась настоящая техническая революция. В нашу жизнь прочно вошли самолета, поезда, автомобили. Сегодня добраться из одного уголка планеты в другой можно за часы. А для путешествия вокруг света уже не требуется 80 дней, как это было в XIX столетии.
Но транспорт продолжает развиваться, мы можем предположить, как он будет выглядеть в будущем. Наверняка человечество начнет использовать вновь открытые технологии, позволит людям путешествовать с помощью индивидуальных средств быстрее и на большие расстояния. Оказывается, примеры и проекты транспорта будущего уже есть среди нас, надо просто оглядеться вокруг.
Гиперпетля. Сюжет, когда гениальный миллиардер занимается разработкой инновационного электромобиля, занимается космическими программами и изобретает альтернативную банковскую систему, возможен лишь в фантастических фильмах. На самом деле в реальности такой персонаж существует. Илон Маск основал такие компании, как «Tesla Motors», «SpaceX» и «PayPal». Сейчас же он занят революционным изменением системы общественного транспорта. Не так давно миллиардер опубликовал свою идею сверхбыстрой междугородней транспортной системы. Благодаря ей можно было бы добираться из Лос-Анджелеса в Сан-Франциско всего за 35 минут. Система получила название Гиперпетля и представляет собой установленную на опорах стальную трубу. В ней со скоростью 1200 километров в час должны будут передвигаться алюминиевые капсулы с людьми и автомобилями. А энергию на работу такого транспорта даст Солнце. Недостаток у этой системы один - ее стоимость. Маск подсчитал, что постройка Гиперпетли на первом этапе составит 70 миллиардов долларов, а в перспективе эта сумма возрастет до еще более ошеломляющих 100 миллиардов. Есть у Гиперпетли и свои критики. Многие считают ее излишне дорогой, другие - непрактичной и даже слишком медленной. Как бы то ни было, упрямый миллиардер продвигает свой проект. Стартап под названием «Hyperloop Transportation Technologies, Inc.» показал график создания прототипа, где датой значится первый квартал 2015 года. Время покажет, насколько в будущем будет востребован такой транспорт. Вполне вероятно, что мы уже близки к сверхскоростным перемещениям между городами с помощью Гиперпетли.
Автомобили на основе ядерной энергии. Сегодня вопросы использования ядерной энергетики довольно неоднозначны. Относительная дешевизна соседствует с большой опасностью. Тем не менее в будущем пока не видно альтернатив ядерной энергетике. Неслучайно одна американская компания даже разрабатывает транспорт на основе радиоактивного топлива. Долгие годы лазерные энергетические установки работали на основе использования свойств тория. Именно он и ответственен за сохранение в ядре нашей планеты высокой температуры. Государственные проекты посвящены использованию тория на атомных электростанциях, а вот у компаний, работающих с лазерными энергетическими установками, цели иные. Они хотят создать двигатель для автомобиля, который будет работать за счет крошечного кусочка радиоактивного вещества. Торий будет выделять тепло, которое сможет превращать воду в пар. Тем самым будет запущена группа небольших турбин, позволяющих вырабатывать электричество. Достоинство тория - его высокая плотность, а значит и перспектива получить много энергии из небольшой массы вещества. Подсчитано, что кусочка в 8 грамм хватит, чтобы обеспечить автомобиль энергией на сто лет. Другими словами, за топливо водителям платить не придется. Такая перспектива будущего радует многих, не пугают даже риски работы с радиоактивным веществом.
Суперкавитация. Идея суперкавитации в морской инженерии в последнее время все популярнее и популярнее, набирая поклонников. Так называют эффект, основанный на слое газовых пузырьков, образованном вокруг какого-то погруженного в жидкость объекта. Понять это просто - достаточно посмотреть на корпус субмарины, окруженный пузырьками. Оказывается, газ уменьшает трение до 900 раз по сравнению с обычными условиями. Это позволяет подводному телу перемещаться намного быстрее относительно обычных условий. Лодка, использующая эффект суперкавитации, была бы ценной находкой для любого военно-морского флота. Мало того, что она быстро перемещается и тратит мало топлива, так еще и ее форма препятствует обнаружению гидролокаторов. Такая субмарина сможет даже обгонять торпеды. А пытается создать подводную лодку будущего частная компания «Juliet Marine Systems» из Портсмута, штат Нью-Гемпшир. Проект получил название «Призрак». Такая субмарина должна изначально охранять военно-морские суда, отбивать нападения пиратов на торговые корабли. И кто сказал, что скоростная подводная лодка не может быть транспортом, быстро перебрасывая тех же военных к берегам противника?
Martin Jetpack. В журнале «TIME» в 2010 году были опубликованы полсотни самых перспективных изобретений человечества. Одним из них стал «Martin Jetpack», названный самым практичным реактивным ранцем в мире. Если раньше считалось, что такой транспорт будет присутствовать лишь в космической эре, то сегодня плод воображения писателей-фантастов стал реальностью. Занимается этим проектом новозеландец Гленн Мартин. Он уже тридцать лет продвигает перспективное изобретение, уверяя, что скоро начнется и коммерческая продажа ранца для полетов. «Martin Jetpack» управляется небольшими воздушными винтами и может работать до получаса за одну сессию. С помощью такого ранца можно достигнуть скорости в 74 километра в час и подняться на высоту до 900 метров. Быстрое скольжение на такой высоте с помощью рюкзака может быть востребовано у пожарных и спасателей. Именно для служб оперативного реагирования в настоящее время и разрабатывается это устройства. А для тех, кто хочет научиться быстро и высоко передвигаться с помощью реактивного ранца, он будет доступен в продаже в середине 2014 года за 200 тысяч долларов.
Город велосипедов. Велосипеды являются простым и экологическим видом транспорта. Идеально было бы, если бы все добирались с его помощью на работу. Вот только людям придется прилагать для этого усилия. Правда, есть вероятность, что в будущем такие поездки станут более легкими. В 2006 году в Торонто были опубликованы планы по созданию всесезонной, высокоскоростной и экологически чистой транзитной системы. Мало того, что она будет очень тихой, так еще и позволит оздоравливать людей. Иными словами, появится велосипедная дорожка на стероидах. Эту идею придумал канадский архитектор Крис Хардвик. Он планирует построить трубу для трехполосного движения велосипедов и поставить ее на опоры. Трубы разделят по направлениям, что позволит создать попутный ветер с помощью циркулирующего воздуха. Это позволит улучшить эффективность велосипедов на 90 процентов и разгоняться до 50 километров в час. Проект получил название «город велосипедов». Он отлично подойдет для мест с холодным климатом, так как велолюбители будут внутри труб защищены от неприятностей погоды. И хотя такая идея сразу же вызвала воодушевление, проект отложили на время из-за недостатка в финансировании. Правда, это не означает, что о нем забыли. Так что вполне вероятно, что в будущем над нашими головами будут проноситься не аэротакси, а банальные велосипеды.
Next. Среди многочисленных проектов компании Google выделяется беспилотный автомобиль Next. Наполовину это такси, а на половину - сегвэй. Внешне конструкция напоминает оригами, а особый акцент делается на взаимодействии устройства с социумом. Чтобы понять, чем же является Next, надо его сперва увидеть. Дизайнер Томмасо Гекчелин видит в будущем мир, в котором вызвать транспортное средство можно будет с помощью смартфона. Приедет автономный модуль Next, который заберет пассажира. После посадки на конфигурируемое согласно пожеланиям человека кресло двери закроются. На четырех колесах этот модуль будет двигаться по дороге, пока не встретится с аналогичными ему машинами. Тут и произойдет волшебная метаморфоза. Сиденье останется в вертикальном положении, а вот сам модуль перестроится - у него останется два колеса и он присоединится к общей группе. Перед человеком появится панель, и ему будет казаться, что он пересел в поезд. Да и отключиться модуль так же легко, как и присоединиться. После приближения к месту назначения произойдет отстыковка, чтобы беспроблемно высадиться в нужной точке. Идея звучит поистине фантастически. Для того чтобы она была реализована, стоит пройти немалый путь. Проект Гекчелина предусматривает целый график разработки и внедрения новых технологий. Только тогда Next можно будет построить и запустить в массовое производство. Для начала надо научиться создавать дешевые наноматериалы, потребительский беспилотный автомобиль, к нему высокоемкий аккумулятор и дешевые солнечные батареи. По планам дизайнера человечество будет готово к запуску его проекта уже в 2025 году.
Колелинио. В настоящее время зип-лайны являются своеобразным аттракционом. Но в будущем эти маршруты могут стать частью транспортной системы. Именно такая концепция была выдвинута Мартином Ангеловым на конференции TEDx в Салониках в 2010 году. Был предложен проект, в котором небо было бы перечеркнуто множеством проводов, которые и позволят людям переноситься с места на места. Разве это не выгоднее, чем создавать тяжелые автомобили и дороги для них? Реализация такой идеи убрала бы машины с улиц и внесла бы свой вклад в создание экологичной транспортной инфраструктуры. Путешествующие с помощью системы Колелинио будут пристегиваться в сиденьях, а питание даст аккумулятор посредством тугого провода. Затем начнется движение по зип-лайну, приближаясь к земле в пешеходных зонах и поднимаясь выше в оживленных местах. Но есть в этом проекте и свои недостатки. Как будет работать Колелинио, если установится плохая погода? Что делать тем, кто боится высоты, и как вообще будут реализованы вопросы безопасности? Но отказываться от этой инновационной идеи не стоит, надо только дождаться, пока кто-то переосмыслит ее и воплотит в реальность.
Скайлон. «Скайлон» позиционирует себя, как преемник «Конкорда». Этот самолет развивал сверхзвуковую скорость, но из-за проблем в конструкции окончательно был выведен из эксплуатации в 2003 году. Но в 2013 году Великобритания заявила о желании потратить более 90 миллионов долларов на разработку «Скайлона». Этот самолет должен стать очень быстрым, обгоняя звук в пять раз. «Скайлон» сможет вылетать с орбиты Земли в космическое пространство. Стартовать же самолет сможет с обычного аэродрома. Перелет с 300 пассажирами из Лондона в Сидней займет всего четыре часа. С помощью этого транспортного средства можно будет также доставлять грузы весом до 15 тон на Международную космическую станцию. И разработка уже началась. Вот только сразу обнаружились некоторые серьезные проблемы. Так, глава Международного центра Массачусетского технологического института по воздушной транспортировке Джон Хасман заявил, что «Скайлон» с точки зрения научной фантастики смотрится очень логично. Вот только в реальности создать такое транспортное средство очень непросто. Да и суммы в 90 миллионов долларов хватит только на первоначальные расходы. Окончательная же стоимость проекта может превысить и миллиард долларов. Однако ученые и журналисты смотрят оптимистично на реализацию этого проекта. Согласно планам к 2017 году уже будет готов прототип. Реальный же летательный аппарат появится еще через пару лет. А дальше наступить то будущее, которое казалось далеким - через космос можно будет долететь до любой точки планеты всего за 4 часа. Так считает глава компании «Reaction Engines» Алан Бонд. Именно это предприятие и занимается разработкой двигателей самолета будущего.
Скарабей. Этот мотоцикл является родственником знаменитого Харлей Дэвидсона, вот только выглядит словно путешественник во времени. Концепт является обтекаемым устройством, не особенно напоминая своей формой именитого предшественника. Скарабей является закрытым устройством, с местом для багажа. А работает оно на биотопливе, электрических батареях или обычном топливе. Этим концептом можно управлять вручную, а можно дать ему возможность двигаться самостоятельно по специальным путям. И для города такое средство подойдет наилучшим образом. Скарабей хотя и передвигается на четырех колесах, может для облегчения парковки наклониться на два из них. Замечательно, что это устройство еще и складное. Концепт «Скарабея» придуман дизайнером Дэвидом Мигелем Морейра Гонсалвесом. Он решил создать такую машину, которая бы помогала охранять окружающую среду. В изначальных планах значилось, что планируется новая система транспорта, которая состояла бы из революционного средства и соответствующей инфраструктуры. Система должна стать настолько устойчивой, чтобы быть адаптированной к разным городским условиям. Дизайнер подметил, что люди выбирают личные автомобили, а не общественный транспорт. Именно поэтому Гонсалвес попробовал создать легкий и экологический транспорт, сохраняющий при этом свою индивидуальность. Вот только ни одного Скарабея пока еще построено не было. Но, как знать, быть может в ближайшем будущем они помогут нам совершать экологически чистые прогулки и путешествия.
Скайтрэн. «Плодородный полумесяц» на Востоке считают древней колыбелью цивилизации. В самом его центре находятся Израиль и Тель-Авив. Но это вовсе не пустынная местность, тут кипит жизнь. Тель-Авив - шумный и современный город, не умолкающий все 24 часа. Следовательно, тут есть и традиционная транспортная проблема. Именно поэтому в Тель-Авиве решили создать воздушный магнитный транспорт не в далекой перспективе, а в ближайшем будущем. Новая система получила название «Скайтрэн». Ее создатели, как и во многих других фантастических транспортных проектах, подняли взор в небеса. Было решено, что «Скайтрэн» будет передвигаться по металлическим дорожкам на высоте в шесть метров. Фактически даже движения непосредственно по дорожкам и нет - вагончики-капсулы висят над ними, попросту паря без какого либо трения за счет магнитной левитации (технологии Маглев). Пассажиры могут вызвать вагончик к ближайшей станции с помощью приложения на своем смартфоне. Добраться к транспортному средству можно будет с помощью обычной лестницы наверх, к платформе. Планируется, что вагончики будут работать независимо друг от друга и доставлять пассажиров максимально близко к месту назначения, в зависимости от возможностей дорожек. Генеральный директор Скайтрэна, Джерри Сандерс, считает, что поездка обойдется чуть дороже, чем в обычном автобусе, зато дешевле, чем в такси на такое же расстояние. А с учетом установки солнечных батарей транспортная система обещает быть еще и экологически чистой. Скайтрэн сможет разгоняться до 240 километров в час, но на первых стадиях будет работать медленнее. Людям надо постепенно привыкать к новому ритму и к тому, что будущее уже пришло. Форма вагончиков словно бы пришли из комиксов 1950-х, да и сама система как-будто срисована оттуда. Однако именно таким и видится будущее муниципальным властям Тель-Авива. Как знать, быть может этому примеру последуют и другие города, и мы вскоре все будем летать по небу?
Привыкли мы уже к тому, что в транспорте, которым пользуемся каждый день, ничего не меняется. Какими были автобусы 10-20 лет назад такими, в целом и остались. Автомобили не летают. И даже летающих досок как в фильме «Назад в будущее» так и не изобрели. Когда вы в последний раз ехали, на чем-то новом? В автобусе, работающем на водороде или в беспилотном такси? Но похоже на этот раз все меняется.
Мы собрали подборку самых, на наш взгляд перспективных технологий, которые могут изменить транспортную среду не столь отдаленного будущего.
Водородный транспорт
В поисках экологически чистого топлива, учёные все чаще обращаются к водороду. Может показаться, что это наиболее «зеленая» замена традиционному топливу. Вредных выбросов – ноль. Вода, образующаяся вследствие реакции между кислородом и водородом в результате которой получается электричество, выбрасывается через выхлопную трубу в виде пара и не причиняет никакого вреда природе. Либо синтезированная вода вначале накапливается, а затем просто сливается на дорогу, как это сделано в Toyota Mirai.
К слову сказать, Mirai для водородного транспорта, примерно тоже, что и Tesla для электрического. Это первый серийный автомобиль на водородных топливных элементах. Правда объёмами выпуска и продажами, по сравнению с электрокарами от Илона Маска, водородомобиль от Toyota похвастаться ещё не может. На прошлый год план продаж составлял всего 700 автомобилей, из них 400 планировалось продать в Японии.
На сегодняшний день есть три фактора препятствующих распространению водородного транспорта. Во-первых, нет необходимой повсеместной сети водородных заправочных станций. А заправочных станций нет потому, что нет необходимого количества машин для того, чтобы строительство такой сети окупилось. Для личного транспорта, в отличие от общественного, курсирующего по одним и тем же маршрутам, это весьма актуально. Honda для решения этой проблемы создала домашний генератор водорода Home Energy Station. Автономная домашняя станция по производству водорода может использоваться как для заправки автомобиля, седан Honda FCV работающий от водорода станет серийным уже в этом году, так и для домашних нужд.
Второй фактор - это высокая стоимость самого водородного транспорта и оборудования для заправочных станций. Впрочем, это не останавливает власти тех городов, которые хорошо знакомы с загрязнением воздуха. Так в Лондоне автобусы на водородном топливе работают уже с 2010 года. Водородный автобус проезжает на одной заправке 18 часов, выделяя в воздух только водяной пар.
В этом же году английской общественности был представлен и водородный кэб - Fuel Cell Hybrid taxi. Внешне ничем не отличающийся от обычных, такой же черный и винтажный, внутри он скрывает водородные топливные элементы, литиевые батареи и электромотор. Что также позволяет ему передвигаться без вредных выхлопов. Разработка водородного такси частично финансировалась за счёт британского правительства.
Учитывая стремительное развитие технологий можно предположить, что проблемы со стоимостью производства водородной техники будут решены, также как и проблемы со стоимостью самого топлива. Стоимость водорода, которым заправляют такой транспорт, тоже пока велика. И это третий фактор, влияющий на его повсеместное распространение.
Собственно говоря, водород это самый распространенный элемент во Вселенной. Вот только найти его в чистом виде на нашей планете достаточно трудно.
Водород, используемый в качестве топлива, может извлекаться из разных источников. Из природного газа методом реформинга, либо путем электролиза воды, в том числе за счет энергии солнца или ветра. Пока что все эти методы достаточно дороги. Так как по сути один вид топлива (энергии) - природный газ и электрическая энергия трансформируются в другой. Выигрыш только в экологии городов. Но пока есть правительства и многочисленные энтузиасты готовые вкладывать деньги в развитие водородного транспорта можно надеяться решение проблем препятствующих его развитию будет найдено.
Впрочем, ожидать, что водородные автомобили распространятся повсеместно не стоит, даже если дизель и бензин уйдут в прошлое, у водородного транспорта есть другой «зеленый» конкурент - транспорт электрический.
Электротранспорт
Tesla Motors компания Илона Маска у всех на слуху. Это, пожалуй, лидер в своей отрасли, и однозначно главный ньюсмейкер. Маск создает целую инфраструктуру электрического транспорта: электромобили, станции для зарядки электромобилей Supercharger, строит в Неваде завод по производству литиевых батарей Gigafactory, а «родственная» ему компания SolarCity занимается производством солнечных батарей, которые в том числе будут использоваться для выработки электроэнергии на зарядочных станциях.
Несмотря на то, что Tesla занимается личным транспортом, идеи городского общественного транспорта Маску так же не чужды. Это стало понятно в апреле этого года, когда на мероприятии, проводимом правительством Норвегии, предприниматель «проговорился» о том, что Tesla работает над проектом, который позволит решить транспортные проблемы городов. То над чем работают инженеры Tesla, будет уже не автобусом, а новым видом транспорта, которым можно будет пользоваться коллективно, но при этом доставка пассажиров будет производиться по требуемому адресу, а не на остановки. Подробности не сообщаются, но известно, что машины будут автономные, то есть передвигаться без водителя, и очевидно электрические.
Но Илон Маск не единственный кто одержим идеей перевода транспорта на электрическую энергию. И тем более транспорта общественного.
Строго говоря, электрический общественный транспорт давно существует, это всем известные троллейбусы и трамваи. Метропоезда и монорельсовые составы тоже питаются электричеством. Другое дело, что разрабатывая электрический общественный транспорт будущего инженеры применяют к нему новые, появившиеся только недавно технические решения и возможности.
Например, удешевление литий-ионных батарей позволяет создавать троллейбусы которые проходят часть маршрута без подпитки от контактной сети. Это позволяет не строить излишнюю инфраструктуру, либо убрать контактные провода там, где они смотрятся не эстетично. Такой троллейбус заряжается пока едет под проводами, а там где их нет использует энергию запасенную в аккумуляторах.
А вот электрический автобус TOSA, тестовая эксплуатация которого проводится в Женеве, подзаряжается на остановках, пока пассажиры выходят и заходят. Этот процесс разработчики назвали «флэш-зарядкой». На зарядку аккумуляторной батареи уходит всего 15 секунд. До следующей остановки с зарядкой должно хватить. Зарядная станция находится в козырьке остановочного павильона. Для того чтобы присоединять к ней контакты аккумулятора автобус оборудован роботизированной рукой, размещенной на крыше.
Беспилотный транспорт
Возвращаясь к Илону Маску и его новой идее общественного транспорта, можно предположить, что идея то уже не новая. Во всяком случае, пока мы не узнали подробностей. Нечто похожее уже реализует голландская компания 2getthere. И в этом же апреле компания представила общественности свой новый, уже третий по счету, проект.
2getthere известна как производитель беспилотных пассажирских кабин, которые уже используются на улицах Роттердама (Нидерланды), Масдар-Сити (ОАЭ), а теперь выйдут и на улицы Сингапура.
Воспользоваться ими жители и гости Сингапура смогут уже начиная с конца этого года. Они полностью автономны, работают на электричестве и смогут передвигаться не только там где разрешено движение автомобилей, но и внутри закрытых территорий, например школьных кампусов. Беспилотные кабины, которые будут выпускаться для Сингапура рассчитаны на перевозку 24 человек и вместительнее чем те, что уже используются в Масдар-Сити. Они рассчитаны на 4-6 пассажиров.
Беспилотный транспорт имеет свои преимущества, и дело не только в экономии на зарплате водителя. Здесь важно ещё и то, что перевозить нужно на одного человека меньше. Для транспорта передвигающегося по земле это конечно не столь критично, а для воздушного транспорта это важно. Конечно, о беспилотных воздушных автобусах которые будут курсировать над городами пока говорить рано. Но беспилотное воздушное такси уже представлено общественности.
Компания eHang уже давно пытается создать пассажирский беспилотник. Первый вариант такого транспорта напоминал скорее фантастический пепелац из фильма «Кин-дза-дза́!». Но представленный в январе этого года на выставке в Лас-Вегасе eHang 184 уже похож на настоящий предсерийный образец.
По сути, летательный аппарат представляет собой гигантский квадрокоптер, предназначенный для перевозки одного пассажира. Он способен подымать на своем борту человека и груз массой до 118 кг и развивать скорость до 100 км/ч.
Учитывая то, с какой скоростью развиваются обычные беспилотники, предназначенные для переноски грузов и аэрофотосъемки, можно предположить, что уже через некоторое время в крупных мегаполисах появятся беспилотные воздушные такси. Сложно предположить будут ли воздушные такси окрашивать в жёлтый цвет и рисовать шашечки, но однозначно можно говорить о том, что «Поехали, шеф!» сказать уже будет некому.
Персональный гиротранспорт
Когда заходит разговор о транспорте будущего, иногда приходиться, слышать что одним из видов транспорта будущего станет велосипед. Не смотря на то, что этот вид транспорта в следующем году отпразднует двухсотлетний юбилей, он не устаревает и его популярность даже растет. Но речь сейчас не о нем. То, что многие люди выбирают в качестве передвижения не автобус, или другой вид общественного транспорта, не личный автомобиль, а именно велосипед говорит о наличии потребности в легком персональном транспорте. И будущее предлагает здесь новые решения.
Как мы видим транспорт, который мы хотим видеть в будущем должен быть экологически чистым и «умным». Решения, предложенные двумя изобретателями и предпринимателями Дином Кейменом и Шейном Ченом именно такие. Речь идет о персональном электрическом гиротранспорте.
Дин Кеймен известен как основатель компании Segway Inc и изобретатель транспортного средства, название которого уже стало нарицательным – сегвея. Двухколесная платформа, оснащенная двумя электромоторами и системой самобалансировки позволяет перемещаться со скоростью до 20 км/ч. Транспорт можно использовать как в помещениях, так и на улице. Есть и специальная внедорожная версия. А заряжается он от обычной бытовой розетки.
Отличие сегвея от всего остального, что делали ранее в том, что передвигаться нужно стоя, а колеса находятся не друг за другом, как у велосипеда или мотоцикла, а по бокам от платформы ездока. А для того чтобы такой аппарат не опрокинулся назад или вперед придумана система из гироскопических датчиков и «умной» электроники которая даёт команду колесам подкатывать платформу в сторону наклона.
На создание сегвея у изобретателя ушло 10 лет. Идея стала настолько популярной, что ею заинтересовались китайцы, и стали в нарушение патентов Кеймена выпускать подобные аппараты. Одной из китайских компаний преуспевших на этой ниве стала Ninebot, которая принадлежит китайской же компании Xiaomi. Вначале Дин Кеймен пробовал судиться, но затем передумал и продал Ninebot свою компанию.
Ninebot известна и другими видами гиротранспорта. Легкий вариант сегвея, называемый чаще всего мини-сегвей или гироскутер и моноколесо. Основанные на все тех же принципах самобалансировки посредством гироскопических датчиков они становятся все более популярны.
А вот моноколесо, еще называемое гироцикл, изобрел уже упомянутый американский изобретатель китайского происхождения Шейн Чен. Он же изобрел и так называемый гироборд (он же ховерборд). Производство этих транспортных гаджетов стало столь массовым, что не так давно Шейн Чен посетовал, что патенты, полученные им на свое изобретение бесполезны. Гироборды производят 11 тысяч предприятий в Китае и сделать с ними он ничего не может. Произвели этих устройств, со слов изобретателя, уже более миллиарда штук. И никаких отчислений за свои патенты он не получает.
Такое массовое производство говорит о том, что персональный электрический транспорт набирает популярность, и в будущем станет не менее распространен чем велосипед.
В дополнение стоит заметить, что описанные виды транспорта не стоит путать с гирокарами, поддерживающими равновесие с помощью массивных гироскопов – маховиков. Здесь же гироскопы используются только в качестве датчиков, а равновесие достигается за счет движения колес.
Гирокары поддерживающие равновесие с помощью маховика тоже разрабатываются, например двухколесный Lit C-1 от компании Lit Motors. Но пока эта идея не достаточно популярна чтобы говорить о таких машинах как о транспорте будущего.
Новые дороги будущего
Если мы говорим о том, что меняются транспортные средства, то нельзя не сказать о том, что могут измениться и дороги, по которым они передвигаются. И это не просто еще более гладкий и ровный асфальт, это нечто большее.
Британская государственная компания, занимающаяся строительством и эксплуатацией дорог, Highways England планирует строительство тестовой трассы под дорожным полотном которой будет размещено оборудование для подзарядки батарей электроавтомобилей.
Электрокар, для того чтобы иметь возможность подзаряжаться в пути, должен поддерживать технологию индуктивной зарядки. Это позволит владельцам электромобилей преодолевать существенные расстояния, не посещая зарядные станции. Впрочем, станции подзарядки все равно планируют построить. Размещаться они будут вдоль дороги на расстоянии 11 километров друг от друга.
Но если в Британии создают дороги, которые будут раздавать электричество, то в США разрабатывают дороги способные его генерировать. Изобретатели Джулия и Скотт Брусо решили создать «солнечные дороги» состоящие из стеклянных плиток. Такое покрытие будет устойчиво к повреждениям, выдерживать вес многотонных фур и обеспечивать такое же сцепление шин, как и обычный асфальт. Но самое главное они вырабатывают электричество, так как содержат в себе фотоэлементы преобразующие солнечную энергию в электрический ток. Проект, названный Solar Roadways, уже получил денежную поддержку от государства.
Идеи из фантастических фильмов уже воплощают в лабораториях и на испытательных полигонах, и осталось несколько лет до того момента, как мы забудем о пробках.
Мы будем ездить на автомобилях, работающих на электроэнергии
Когда цены на бензин такие, что лучше даже не смотреть на ценник, приходится искать альтернативу. На дорогах появляются машины на газе, водороде и электричестве. Электричество — самый перспективный вид топлива и реально может заменить бензин. Первыми коммерчески успешными электромобилями стали авто компании Tesla, а вскоре на рынке появились аналоги от Nissan, BMW, Renault, Toyota, KIA и других производителей. С каждым годом электромобили становятся экономнее, безопаснее, и что самое главное, — доступнее. Эксперты , что к 2022 году они будут дешевле, чем традиционные аналоги. Это значит, что уже в ближайшем будущем мы пересядем на экономные и экологически безопасные авто.
Прогноз роста продаж электромобилей
Все машины будут самоуправляемыми
Автокатастрофы — одна из главных проблем современных городов. Ежегодно в Украине в ДТП больше миллиона человек. Разработка самоуправляемых авто ведется для того, чтобы снизить количество жертв автомобильных аварий и сделать дороги более безопасными. Лидер этой отрасли, компания Google, уже на протяжении нескольких лет тестирует свои беспилотные автомобили, добавляет в них новые функции и модифицирует сам корпус. Согласно , внедрение самоуправляемых авто сократит количество жертв на дороге. В одних только США это поможет уберечь жизни около 21 тысяч людей ежегодно.
Появится общественный транспорт, который будет ездить над пробками
Проблемы наземного общественного транспорта волнуют как жителей, так и чиновников. В Киеве ему даже выделили собственную полосу, но все равно в час-пик все маршрутки и троллейбусы стоят в пробках. Недавно в Китае Transit Elevated Bus (TEB) — прототип автобуса будущего, который ездит над автомобилями. Он не мешает движению машин — они могут проехать под ним, как в туннеле, в то время как пассажиры будут находиться в кабине сверху. Разработчики верят, что TEB разгрузит городской трафик и уменьшит загрязнение воздуха, так как будет работать на электрической или солнечной энергии.
Междугородний транспорт станет еще быстрее и дешевле
Разработки высокоскоростного междугороднего транспорта ведутся много лет. Некоторое время назад перспективными были поезда на магнитной подушке, но их производство остановили из-за дороговизны. Сейчас идет разработка технологии — поездов, который будет ходить в специальных трубах с пониженным давлением. В эти трубы встроят двигатели, которые и будут его разгонять. Благодаря такой конструкции максимальная скорость поезда составит 1200 километров в час. Если сейчас дорога от Киева до Львова на Интерсити занимает пять часов, то на Hyperloop ты проедешь это же расстояние за полчаса. Согласно заявлениям разработчиков, билет на такую поездку будет стоить около 20 долларов — 500 гривен по нынешнему курсу.
Летающие автомобили станут реальностью
Почти в каждом фантастическом фильме персонажи передвигаются на летающих автомобилях. Мы наблюдаем за этим только в кино, но не представляем, что в будущем так же будем летать на таких воздушных суднах. Уже сейчас ведется работа над подобным видом транспорта. Недавно о стартапах Zee.Aero и Kitty Hawk , которые занимаются созданием летающего автомобиля. Zee.Aero разрабатывает компактный самолет, работающий на электричестве, который умеет взлетать и садиться вертикально. Kitty Hawk работает над созданием судна, которое похоже на большой квадрокоптер.
Рисунок из патента Zee.Aero
Транспортная система изменится тогда, когда человечество начнет доверять современным технологиям. Вместо того чтобы покупать новый джип, работающий на дизеле, лучше приобрести электромобиль. Пусть пока они несовершенны, но с каждым днем улучшаются, а ещё становятся дешевле. Это пака что электромобили Tesla дорогие, через 5 лет их сможет позволить себе любой автомобилист.
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы «Гимназия Марьина Роща имени В. Ф. Орлова» УК 1572 «Городской транспорт будущего» Руководитель проекта: Донникова Елена Михайловна Авторы проекта: Пименов Никита, Пименов Леонид, Сомов Александр, Стабровская Александра, Осипов Максим Москва 2017
2
слайд
Описание слайда:
3
слайд
Описание слайда:
Актуальность темы Транспорт - это огромная индустрия, и эту индустрию в XXI веке ожидают большие перемены, связанные с тремя основными факторами. Во-первых, на планете происходит изменение ситуации, связанное с проблемой энергетических ресурсов. Вторым фактором, диктующим необходимость перемен, является современное состояние самой мировой транспортной системы. В-третьих, в XXI веке ещё острее встанут глобальные проблемы экологии и безопасности, так как транспорт, из-за масштабности своего использования, стал наиболее опасным изобретением человечества. В нашей работе мы предлагаем идеи разработок транспортных средств, которые возможно дойдут до практической реализации в ближайшем будущем.
4
слайд
Описание слайда:
5
слайд
Описание слайда:
Цель нашего исследования – изучить, как воплощаются идеи создания современных видов транспорта в целом; выявить, какие направления развития транспорта являются на сегодня особенно востребованными; определить актуальность разработки транспортных средств и маршрутов, позволяющих максимально эффективно использовать воздушное пространство города. Исходя из цели, мы установили следующие задачи исследования: 1) собрать информацию об идеях новых транспортных средств; 2) провести анализ собранной информации; 3) представить концепцию и модель транспортного средства для улучшения будущей городской транспортной инфраструктуры; 4) сделать выводы по теме исследования.
6
слайд
Описание слайда:
Транспорт - неотъемлемая часть нашей современной жизни. В настоящее время такое транспортное средство, как личный автомобиль, доступен почти каждому человеку. Увеличение количества автомобилей обостряет транспортные проблемы в городе – улицы загружены автомобилями, не хватает мест для парковок, ухудшается качество городского воздуха. Поэтому можно смело говорить, что очень важно заботиться не только о количестве транспортных средств в городе, но и о комплексном развитии городских транспортных систем и средств. ТРАНСПОРТ В ЖИЗНИ СОВРЕМЕННЫХ ЛЮДЕЙ
7
слайд
Описание слайда:
Писатели… Изобретатели… Фантасты… Всегда жили немного впереди своего времени. Они пытались заглянуть в будущее. А изобретатели создавали это будущее с помощью науки. Например, Жюль Верн в своих рассказах предсказал появление таких невероятных для его времени вещей как вертолета, самолета, акваланга, телевидения, подводных лодок и пилотируемых полетов в космос. Можно сделать вывод, что будущее зарождается в настоящем…
8
слайд
Описание слайда:
РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОГО ТРАНСПОРТА Развитие происходит в трех направлениях: увеличение скорости движения; улучшение комфортности движения; применение энерго- и ресурсосберегающих технологий. Рассмотрим, в каком направлении развиваются основные виды транспорта – автомобильный, авиа, водный, железнодорожный. Развитие автомобильного транспорта - электромобили, биомобили, аэромобили, гибриды, автомобили на ядерном топливе.
9
слайд
Описание слайда:
Человечество уже давно занимается поиском и разработкой новых источников топлива для автомобиля. Как известно, уже появились классические электромобили, напрямую использующие электричество для движения, а также автомобили с биодизельным движком, использующие для движения биотопливо, например, из рапсовой биомассы или отработанного фритюрного масла (биомобили).
10
слайд
Описание слайда:
При разработке городских транспортных проектов человек старается решить проблему пробок в крупных городах, проблему безбарьерного передвижения в городе людей с ограниченными возможностями и проблему сохранения окружающей среды. И выход из этой ситуации есть в открытии новых пространств и новых способов передвижения. Совсем недавно инженеры «Лексуса» сумели воплотить детскую мечту – летающую доску из фильма «Назад в будущее» - в реальность, создав действующий прототип ховерборда.
11
слайд
Описание слайда:
Устройство парит над землей за счет использования мощных магнитов и сверхпроводников. Пока что доска может двигаться только над специальной металлической поверхностью - пробная площадка для испытаний была построена в Барселоне. Есть все основания полагать, что ховербайк станет реальностью в ближайшее время.
12
слайд
Описание слайда:
Вполне возможно, что новые летательные транспортные средства придут на смену современным автомобилям. «Ларк-4» оснащен бортовым компьютером, который отслеживает и предотвращает ошибки пилота. Он оснащен противоугонной системой опознавания "свой-чужой", сам совершает взлеты и посадки в заданной точке, при потере сознания пилота берет управление на себя.
13
слайд
Описание слайда:
Летающий АэроМобиль. Он также может передвигаться как по дорогам, так и по воздушному пространству, в качестве топлива использует обычный бензин и помещается на любое стандартное парковочное место. Он имеет небольшие размеры и очень красивый внешний вид.
14
слайд
Описание слайда:
Китайский летающий аппарат YEE был продемонстрирован больше двух лет назад. Эта машина пока еще не способна летать, но в ближайшем будущем обязательно сможет сделать это. Эта машина не очень похожа на автомобиль по внешнему виду, больше она напоминает маленький космический корабль. Китайские ученые позаботились и об экологии – этот аппарат оснащен солнечными аккумуляторными батареями.
15
слайд
Описание слайда:
Летательный аппарат от голландских ученых PAL-V ONE уже прошел успешно испытания на земле и в воздухе. По сути, это не летающий автомобиль, а скорее трехколесный мотоцикл с пропеллерами (как у вертолета). Американская модель летающего автомобиля Terrafugia Transition представляет собой двухместный самолет, который может ездить по дорогам, а также летать, используя в качестве топлива обычный бензин. В этом автомобиле предусмотрен автомобильный парашют, который сможет безопасно опустить его вместе с пассажирами на землю.
16
слайд
Описание слайда:
Весной 2015 года на автосалоне в Нью-Йорке был представлен летающий автомобиль GF7, заслуживший по своему внешнему виду прозвище «Бэтмобиль». Пока он находится на земле, движение осуществляется благодаря работе электродвигателя, который разгоняет авто до 160 км/час - скромно, тихо и экологично. Но стоит ему расправить 7-метровые крылья и взлететь ввысь, как в дело вступает реактивный двигатель, который ускоряет GF7 до 885 км/час, попутно заряжая электродвижок. Правда, для взлета и посадки ему понадобится настоящая взлетная полоса длинной 2 500 метра, но зато и максимально допустимая высота полета как у «взрослого» самолета - до 12000 метров.
17
слайд
Описание слайда:
Несмотря на то, что почти каждого пугает ядерная энергия в наши дни, она вполне может стать большой частью нашего общего экологического транспортного будущего. Американская компания Laser Power Systems работает над радиоактивным транспортным бизнесом и планирует построить автомобильный двигатель, который будет работать на одном небольшом кусочке радиоактивного материала. Двигатель будет работать, сосредотачивать тепло, выделяемое торием, и использовать его для превращения воды в пар, который будет крутить серию микротурбин для выработки электричества. Торий - крайне плотный элемент, поэтому его частичка размером с орешек сможет питать автомобиль в течение ста лет – что полностью исключает расходы на бензин и, как это ни парадоксально, помогает таким образом сохранять окружающую среду.
18
слайд
Описание слайда:
Военные и гражданские разработки сверхзвукового водного и авиа транспорта Самолет-разведчик нового поколения, SR-72 Планируемые характеристики SR-72: 6-кратное превышение скорости звука, гиперзвуковая скорость - 6000 км/час. На такой скорости разведчик станет абсолютно недостижимым для ПВО. Skylon, сверхбыстрого самолета, который может путешествовать в пять раз быстрее скорости звука и выходить на орбиту Земли, то есть в космос. Ракетный самолет от компании XCor. Lynx Mark II оснащен ракетными двигателями и способен разгоняться до 3,5 тысяч километров в час, поднимаясь даже в космос.
19
слайд
Описание слайда:
Развитие водного транспорта и суперкавитация В мире морской техники основное внимание уделяют развитию и воплощению в жизнь идеи суперкавитация. Этот эффект рождается, когда вокруг объекта в жидкости образуется слой пузырьков газа (представьте подводную лодку, окруженную пузырьками). Газ уменьшает трение почти в 900 раз от обычного значения, что позволяет весьма быстро перемещать объекты сквозь воду. По мнению ученых, в условиях суперкавитации возможно разогнать лодку до 5 800 км/час.
20
слайд
Описание слайда:
Развитие скоростного железнодорожного транспорта: Маглев, Hyperloop и Skytrane Маглев - официальное название поезда на магнитной подушке. Он приходит в движение благодаря действию электромагнитного поля и, по сути, левитирует в воздухе (отсюда и название «маглев» - магнитная левитация). Отсутствие колес снижает трение, что позволяет достигать больших скоростей: рекорд скорости манглева был установлен в 21 апреля 2015 года в Японии - 603 км/час. Японские суперпоезда спокойно разгоняются до 300 км/ч уже сейчас. Предполагается, что через 12-15 лет в стране появятся новые поезда серии L0, которым по плечу будет разгон до 500 км/ч. Власти Японии рассчитывают, что именно скоростная железная дорога станет транспортом будущего в стране, заменив автомобили и самолеты. Солнечный поезд. Это разработка SolarBullet, основанная на использовании энергии Солнца. Линии скоростного поезда будут снабжены навесами с солнечными батареями, а энергия будет передаваться через рельсы.
21
слайд
Описание слайда:
Hyperloop - это система, работающая на солнечной энергии: нечто вроде стальной трубы, по которой будут двигаться алюминиевые капсулы, перевозящие пассажиров со скоростью более 1200 км/час SkyTran – проект воздушной железной дороги, подразумевающий создание персонального городского железнодорожного транспорта. Система SkyTran работает по принципу магнитной левитации, однако вагоны этого маглева будут идти не поверху, а понизу. При этом сами вагончики будут совершенно небольшими, они рассчитаны на перевозку двух-четырех человек. Капсулы будут курсировать в среднем каждые 30 секунд. Пассажиры смогут вызывать их при помощи SMS или через специальное приложение в смартфоне. Вагончики SkyTran могут ездить со средней скоростью 70 километров в час, разгоняясь до 250 км/ч на специальных скоростных участках.
22
слайд
Описание слайда:
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТА К персональным городским средствам передвижения на электрическом приводе, стремительно набирающим популярность среди жителей мегаполисов, можно отнести: моноколесо, электровелосипед, электросамокат, электроскейт, гироскутер, сигвей.
23
слайд
Описание слайда:
Компания Toyota выпустила автомобиль специально для городских водителей-одиночек. Toyota i-ROAD – это ультракомпактный трехколесный электромобиль, который может при езде по дорогам протискиваться даже в самые малые щели между другими машинами, что позволит ему куда быстрее преодолевать пробки.
24
слайд
Будущие транспортные средства, если запретят бензин и дизельное топливо
Фото: сайт
Как вы думаете, сколько лет в развитых странах будут продаваться автотранспортные средства? Думаете, что в ближайшие 100 лет, это не возможно? Вы считаете, что в следующие 30-50 лет нефть по-прежнему будет главным топливом в мире? Ошибаетесь. На самом деле мы стоим на пороге невероятного будущего. В действительности эпоха автомобилей работающих на бензине и дизельном топливе подходит к концу. Дело в том, что весь мир объединился за улучшение экологии планеты. Поэтому нас ждет неизбежное исчезновение транспорта, которые работают на традиционных источниках энергии.
Ожидается, что в ближайшие 10-15 лет многие страны Европы введут полный запрет на продажу автотранспорта, который оснащен бензиновыми и дизельными двигателями. Даже США планирует через 20-30 лет фактически полностью перейти на автомобили, работающие на альтернативных источниках энергии.
Так что есть большая вероятность того, что привычные нам транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания фактически начали свой путь к своему исчезновению. Думаете, что нашу страну это как всегда коснется в последнюю очередь. Вы ошибаетесь.
Уже сегодня наше Правительство готовит почву для развития в стране автомобилей работающих не .
К счастью для поклонников традиционных автомобилей эпоха бензиновых и дизельных моторов еще не прошла. Так что давайте проанализируем, на каких автомобилях мы будет ездить, скажем, через 20-30 лет?
На самом деле будущее прогнозировать не благодарное дело. Особенно, что касается высоких технологий. Но, тем не менее, сделать свой прогноз по развитию автопромышленности можно. Ведь для того чтобы узнать, какие транспортные средства станут основными источниками передвижения в ближайшие 20 лет, необходимо вспомнить историю автопромышленности, чтобы оценить шансы тех технологий, которые были изобретены за последние сто лет.
Смотрите также:
Ведь согласитесь, если в мире начнут запрещать использование двигателей внутреннего сгорания, то автопроизводители будут вынуждены в срочном порядке использовать новые и возможно вспомнить старые.
Что движет автомобилем?
Мы еще со школы знаем, что для движения любого объекта необходима энергия и сила. Так что согласно законам физики, для движения транспортного средства, необходима механическая энергия. Для ее получения более ста лет назад был изобретен двигатель внутреннего сгорания, который от сгорания топлива преобразует энергию в механическую. В итоге она и движет автомобилем.
Благодаря топливной системе двигатель внутреннего сгорания сжигает бензин или дизельное топливо, для того чтобы получить после воспламенения топлива энергию, которая и передается на колеса.
Также более 100 лет назад в автопромышленности изобрели электромотор, который работает от чистой энергии - электричества. В отличие от бензина, электричество не нужно каким-то образом получать. Он, как правило, накапливается в аккумуляторных батареях, установленных на автомобиль. В итоге электродвигатель получает постоянную электрическую энергию, которая преобразуется в механическую, и движет автомобилем.
Паровые транспортные средства и паровой двигатель
Первый в мире паровой двигатель был изобретен Дени Папеном в 1690 году (17 век). Этот силовой агрегат оснащался одним цилиндром с поршнем. Поршень поднимал пар. Опускался поршень под действием атмосферного давления после сгущения отработанного пара.
В итоге энергия пара преобразовалась в механическую.
Но основную революцию в паровых двигателях совершил Джеймс Уатт, который создал усовершенствованный паровой двигатель с изолированной камерой. К сожалению, создать полноценную машину Уатту не удалось, в связи с нехваткой денежных средств.
Затем Николя-Жозеф Конью создал первый в мире движущийся транспорт на механической энергии получаемой от образования пара. Его изобретение представляло собой армейскую повозку («fardier à vapeur» - паровую телегу), которая была создана для перевозки для артиллерийской армейской техники. В ее конструкции использовался усовершенствованный паровой и котел, установленный в носовой части повозки.
К сожалению, вес повозки был огромен, что делало ее практически не управляемой. Во время испытаний конструкторы поняли, что повозка очень опасна и часто приводит к авариям. В итоге проект прекратил свое существование.
Первая паровая машина в России была создана в 1763 году И. И. Ползуновым, которая использовалась для воздуходувных мехов на Барнаульских заводах. Затем разработки паровых машин продолжил знаменитый Иван Кулибин, которые построил немало паровых машин.
Использование паровых двигателей продолжалось до начала 20 века.
Главный минус паровых двигателей это коэффициент полезного действия, который чтобы сделать выше требовал усложнения конструкции парового двигателя, что приводило к увеличению его веса. В итоге транспортное средство становилось тяжелее, что влияло на мощность и динамичность транспорта.
В конечном итоге инженеры вынуждены были усложнять конструкции для прибавки паровым двигателем КПД, что в свою очередь снова приводило к увеличению массы конструкции. В общем, это был замкнутый круг, который подтверждал, что паровой двигатель не совершенен и в будущем это был тупик.
Смотрите также:
В конечном итоге в начале 20 века паровые машины стали постепенно исчезать, так как на их смену пришли транспортное средства с двигателями внутреннего сгорания, работающие на бензине.
Автомобили с двигателями внутреннего сгорания
В 1863 году Николаус Аугуст Отто создал двухтактный атмосферный двигатель внутреннего сгорания. Двигатель имел КПД в районе 15 процентов. Зажигание осуществлялось открытым пламенем.
В 1886 году Карл Бенц создал первый автомобиль в мире с двигателем внутреннего сгорания, который в своей конструкции основывался на моторе Аугуста Отто. Это первый в мире автомобиль, работающий на бензине.
В 1899 на заводе «Людвиг Нобель» построил в России первый в мире дизельный автомобиль, работающий на дизельном топливе.
Именно с тех пор двигатель внутреннего сгорания работающего на жидком топливе, стал основным во всей мировой автопромышленности и остается таковым по сей день.
Электроавтомобили
Самое удивительное, что электрические автомобили пришли в мир почти на 50 лет раньше появления автотранспорта оснащенного двигателями внутреннего сгорания.
Примечательно, что в начале 20 века электрические транспортные средства пользовались невероятной популярностью, и заметно выигрывали у автомобилей с бензиновыми или дизельными силовыми агрегатами.
Ведь в отличие от бензиновых или дизельных, электрические автомобили были фактически бесшумными, что позволяло водителю и пассажирам получать во время поездки.
К сожалению, все эти плюсы первых электрических машин, перечеркивались одним главным минусом - маленький запас хода.
Напомним, что первый электроавтомобиль появился в 1841 году, который имел маленький запас хода на одном аккумуляторе (примерно 20 км).
К сожалению, более чем за 50 лет инженеры так и не придумали, как увеличить запас хода электроавтомобилей. Например, к 1920 году запас хода электромобилей составлял в среднем только 50 километров.
Кроме того, существовали сложности с подзарядкой батарей в обычных условиях. В итоге постепенно к 1930 году автомобили с двигателями внутреннего сгорания фактически уничтожили электрические транспортные средства. Этому, конечно, способствовало развитие бензиновых и дизельных двигателей, дешевая стоимость топлива и развитие сетей АЗС по всему миру.
Но недавно автопромышленность снова вспомнила об этой технологии и начала бурное развитие электрического транспорта, который возможно совсем скоро, спустя более чем 100 лет претендует стать основным видом транспорта на планете.
Правда, как и более 100 лет назад автопромышленность сталкивается с теми же проблемами при создании электроавтомобилей. Главная проблема это запас хода. В настоящий момент большинство электроавтомобилей используют в своей конструкции литий-ионный-аккумулятор. Главный минус этого вида батареи в ее весе и большой продолжительности зарядки при достаточно не большом запасе электроэнергии для питания электромотора.
Но настоящий прорыв осуществила компания Тесла, которая создала первый в мире серийный легковой автомобиль (Tesla Model S) с большим запасом хода. Правда для этого был создан большой и тяжелый аккумулятор, который очень долго заряжается. Но благодаря этому инженерам удалось увеличить запас хода до 400 километров.
В настоящий момент во многих странах мира (преимущественно в США) компания Тесла развивает свою собственную сеть электрических заправочных станций, на которых установлено оборудование, позволяющее заряжать электроавтомобили в среднем за 20-30 минут (зарядка до половины емкости батареи). Так что возможно благодаря распространению электрических заправок по всему миру в ближайшие годы мы думаем спрос на электрические автомобили будет только увеличиваться.
К сожалению, быстрее зарядить огромную аккумуляторную батарею электроавтомобиля в настоящий момент не возможно. Ведь для этого необходимо мощное зарядное устройство, которое в мире пока не существует. Но технологии продолжают развиваться быстрыми темпами и возможно уже скоро нас ждет прорыв в области сохранения электрической энергии. В этом случае рост популярности электрокаров будет ошеломляющим.
Атомный автомобиль Ford Nucleon
Да, да в истории человечества был и такой амбициозный проект.
В 1958 году Американская компания Форд разработала концепт-кар с реальным ядерным реактором. Ожидалось, что на одном заряде радиоактивными веществами машина могла проехать до 8000 километров.
По сути, ядерный реактор, который планировалось устанавливать на Nucleon, представлял собой уменьшенную копию атомного реактора применяемый на военных подводных лодках.
В качестве топлива планировалось использовать деление урана для нагрева парогенератора, который бы преобразовывал нагретую воду в пар. Затем пар под давлением поступал бы в турбины, которые бы вращали бы привод автомобиля.
К сожалению, этот амбициозный проект так и остался футуристической концепцией и вряд ли когда-либо вернется в автомир.
После аварии в Чернобыле и на Фукусиме, ядерная энергетика считается самой опасной в мире. Так что в ближайшие 100-150 лет этот вид энергии вряд ли придет в автопромышленность.
Самобеглое транспортное средство передвижения
В 1752 году в Санкт-Петербурге Леонтий Шамшуренков представил перед публикой самоходную коляску, которая двигалась за счет вращения педалей. Его транспортное средство оснащалось ножными педалями, которые по цепному приводу вращали колеса самобеглого транспортного средства.
Благодаря конструкции, сила, затрачиваемая на вращение педалей, увеличивалась, и колеса техники получали достаточную энергию для развития не маленькой скорости.
Удивительно, но подобные транспортные средства до сих пор выпускаются в автопромышленности. В мире даже существуют различные соревнования, которые проводятся на подобных самобеглых автомобилях. Пример тому недавний мировой рекорд скорости на самобеглом транспортном средстве (скорость чуть более 130 км/час).
Водородные автомобили
Что такое водородные автомобили? Это транспортные средства, которые в качестве топлива используют водород.
Первый двигатель внутреннего сгорания работающего на водородном топливе создал Франсуа Исаак де Риваз в 1806 году.
К сожалению, использование водородного топлива в качестве альтернативы бензину не очень эффективно. Дело в том, что водород быстро выводит внутренние части двигателя из строя, вступая с компонентами двигателя во взаимодействие и повреждая детали силового агрегата за короткий срок. Также из-за летучести водорода, топливо может проникнуть в выпускную систему, что приведет к его возгоранию.
Так что от использования водорода в качестве альтернативы бензину и дизельному топливу автопромышленности пришлось отказаться. Но недавно все изменилось…
В современном мире начало применяться в качестве источника энергии для питания электрических батарей. В итоге это позволило автопроизводителям начать разрабатывать электрические автомобили, работающие от тяги электромотора. Мы еже не раз писали о водородных автомобилях БМВ и Тойота, которые возможно в будущем приобретут популярность по всему миру.
Система современных водородных автомобилей проста - водород, вступая во взаимодействие с кислородом, заряжает энергией аккумулятор, который питает электромотор машины. В качестве продукта распада водорода машина выбрасывает чистую воду.
Газовые автомобили с газотурбинными двигателями
В середине 20 века некоторые автомобильные компании занимались разработками газотурбинных двигателей. Что это за силовые агрегаты?
Смысл работы газотурбинных двигателей заключается в использовании энергии нагретого газа, который сжимается под давлением. В итоге это давление вращает лопасти . Именно здесь энергия давления газа преобразуется в механическую, что в свою очередь может двигать любое транспортное средство.
Самое удивительное, что транспортные средства, оснащенные газотурбинными двигателями, могут в принципе работать фактически на любом видео сгораемого топлива. Главное чтобы при сгорании топлива образовывался газ.
Например, машина на газовом силовом агрегате может в качестве топлива применять дрова, уголь, спирт, природный газ, мазут, и многие другие источники энергии.
К сожалению, по каким-то причинам лишь немногие автопроизводители вели разработки в этой области. В итоге в настоящий момент этот вид двигателей не применяется на современных автомобилях. И это, несмотря на то, что газотурбинные двигатели имеют большую мощность по сравнению с традиционными силовыми агрегатами внутреннего сгорания.
Автомобили, работающие на сжатом воздухе
Думаете что автомобили, которые движутся на сжатом воздухе это из области фантастики? На самом деле нет. Подобные транспортные средства это реальность. Например, в конце 19 века во Франции был создан трамвай, который работал на сжатом воздухе. Примечательно, что этот трамвай работал на маршруте вплоть до 1914 года.
Как правило, в автомобилях со сжатым воздухом используются баллоны, в которые закачивается воздух под давлением. Затем воздух под давлением подается на пневмомотор, который и передает крутящий момент на колеса.
В настоящий момент пневмодвигателя фактически не применяются в автопромышленности. Но, тем не менее, они используются в других сферах промышленности. Например, пневмодвигателями оснащаются различные гидравлические системы, где требуется большая сила сжатия при относительно малом ходу перемещения гидравлики.
Интересно, есть ли у этой технологии шансы в автопромышленности? Конечно, есть. Возможно, в будущем автомобильные компании начнут массово применять пневматические баллоны и пневмодвигатели. Правда возможно не в чистом виде, а в качестве гибридных систем, работающих, например, в паре с обычными двигателями внутреннего сгорания или с электромоторами.
К примеру, недавно компания Peugeot объявила о том, что создали первую в мире гибридную систему, которая использует двигатель внутреннего сгорания в паре с пневмодвигателем, работающий на сжатом воздухе.
По словам инженеров, эта конструкция помогает обычному двигателю передавать крутящий момент на коробку передач, за счет использования энергии сжатого воздуха.
В принципе технология этого гибрида та же, что используется при гибридах двигатель-электромотор. Только вместо электричества, в автомобиле используется энергия сжатого воздуха.
Автомобили с роторными двигателями
В конце 1950-х годов Вальтер Фройде и Феликс Ванкель разработали надежную схему роторного двигателя. В отличие от двигателя внутреннего сгорания роторный двигатель использует вместо поршней, ротор, который совершает вращательные движения.
В итоге от вращения вала энергия, получаемая от сгорания топлива, превращается в механическую. Благодаря применению ротора, который просто вращается конструкция роторного мотора намного проще двигателя внутреннего сгорания, где для возвратно-поступательных движений поршней необходима сложная система кривошипно-шатунного механизма.
Стоит отметить, что роторные моторы при одинаковом объеме значительнее мощнее двигателей внутреннего сгорания, а также имеют большой диапазон оборотов силового агрегата. Главный минус роторного двигателя это его экологичность, которую очень тяжело улучшить без существенного повышения себестоимости производства силового агрегата.
Последняя модель Мазды с роторным двигателем: RX-8
Кроме того, роторный двигатель менее ремонтопригоден, по сравнению с двигателями внутреннего сгорания, а также требует больших затрат на ремонт (если он возможен).
Именно это стало причиной фактически полного исчезновения роторных моторов из автопромышленности.
Прогноз: Будущее автомобильного мира
Давайте подведем итог. Как видите, в автопромышленности за более чем 100 летнюю историю было придумано множество технологий для создания автомобилей. Но, к сожалению, все транспортные средства, созданные до наших дней, не идеальны по своей конструкции и в первую очередь экологически не чистые.
Прогнозируя будущее автомобильного мира, уже сегодня можно сделать однозначный вывод, что в течение 20-30 лет мы будем видеть бурный рост электрических (возможно и водородных) автомобилей, которые будут с каждым годом становиться все технологически сложнее.
Благодаря электронным инновациям, также можно с уверенностью сказать, что уже через 20-30 лет автомобили станут более умней и сложней. Так ожидается, что к 2030 году количество автомашин в мире, оснащенных полным автопилотом, составит около 20-35 процентов.
Так что нас ждет удивительное будущее, которое не могли представить себе даже самые смелые футурологи и фантасты.
