Воздухомобили. Автомобили, работающие на воздухе

Воздух – неисчерпаем и бесплатен.  И, конечно же, использовать его, как  источник энергии, мечта многих инженеров любой отрасли.
 

Идея применения сжатого воздуха для перемещения транспортных средств была запатентована еще в 1799 году. Однако первые попытки на практике были зафиксированы несколько позже. Эту идею смогли реализовать на практике только после создания прочных емкостей для сжатого воздуха. В 1865 году И.Ф. Александровский, инженер-самоучка, построил подводную лодку с двигателем инженера Барановского, который работал на сжатом воздухе. В качестве силовых агрегатов на лодке располагались два пневматических двигателя с приводом на гребной винт, мощностью 117 л. с. каждый. Воздух хранился в 200 чугунных баллонах, общим объемом 6 куб. м, давление в которых достигало 100 атмосфер. Кроме того, воздух использовался и для продувания цистерны главного балласта. Запас воздуха, по мнению изобретателя, должен был обеспечить трехчасовое плавание. Для пополнения запасов воздуха был предусмотрен компрессор. Также отработанный воздух использовался для дыхания находящихся внутри лодки. Однако, несмотря на ряд успешных испытаний, в 1871 году подлодка затонула.
 

В 1879 году во французском городке Нант на линию общественного транспорта был выпущен трамвай, передвигающийся при помощи двигателя, работающего на сжатом воздухе. А в 1932 году в Лос-Анджелесе был представлен первый экспериментальный автомобиль с таким мотором.
 

Однако в то время, когда о загрязнении окружающей среды особо не задумывались, а нефть на рынках не стоила столько, сколько сегодня, пневмодвигатели не смогли конкурировать с бензиновыми.
 

И вот спустя три четверти века, когда экологи беспрерывно повторяют о  загрязнении окружающей среды, к идее двигателя, работающего на воздухе, вернулся французский инженер Гай Негре, разрабатывающий пусковые устройства для авиационных двигателей и моторов болидов "Формулы-1".
Принцип работы его двигателя заключается в следующем. Предварительно сжатый воздух подается в малый цилиндр, где дополнительно сжимается до давления 20 Бар и тем самым нагревается до температуры 400 градусов. После уже горячий воздух направляется в камеру, в которую также под давлением подается холодный сжатый воздух. Общая полученная смесь резко нагревается и расширяется, повышая давление в большом цилиндре. Под действием образовавшегося давления поршень перемещается и  толкает коленчатый вал.

Почти как в двигателе внутреннего сгорания.
Свой двигатель Негрэ назвал Zero  Pollution. В переводе это значит – "нулевое загрязнение".
 

В 2000 году на выставке Auto Africa  Expo2000 французская компания MDI (Motor Development International) даже представила вполне реальный, готовый к производству и эксплуатации автомобиль с мотором Гая Негре. В техническом описании указывалось, что он способен на одной заправке проехать около 200 км со скоростью до 130 км/ч. Баллоны с воздухом располагаются под днищем машины и имеют объем 300 л. Стоимость подобной поездки для владельца, по расчетам создателей этого автомобиля, получившего название e.Volution, должна равняться  30 центам.
 

Примечательно, что заправляться такие машины способны не только на специальных станциях. Установленный на пневмодвигателе электромотор превращает его в компрессор, и тот накачивает специальные резервуары. В условиях, когда пневмодвигатель питается воздухом, а не накачивает его, электромотор играет роль генератора. Таким образом, подключив машину к электрической розетке, баллоны воздухом можно наполнить самостоятельно. Вот только в этом случае полная заправка занимает несколько часов, в то время как от колонки этот процесс длится всего несколько минут.
Однако тогда до дела так и не дошло.
 

А вот в Австралии в 2004 году автомобили с пневмодвигателями все же приступили к своим прямым обязанностям. Компанией Engineair под руководством Анджело Ди Пьетро был построен небольшой грузовик с мотором, работающим на сжатом воздухе.
 

В отличие от разработки французского инженера, пневмодвигатель, которым оснащается грузовичок с названием John Deere Gator, цилиндров не имеет. Мотор представляет собой корпус, внутри которого вращается кольцо, опирающееся  на два ролика, установленных на валу  эксцентрично. При помощи специальной системы регулируется распределение воздуха по камерам, образованным  лепестками. Таким образом, камеры  изменяя свой объем, вращают ротор,  а тот передает усилие на колеса.
 

Благодаря тому, что этот двигатель  развивает максимальный крутящий момент с самых низких оборотов и способен раскручиваться до довольно высоких  оборотов, его можно устанавливать на  автомобиль без коробок передач.
Двигатель Ди Пьетро развивает 25 л. с., и на одной зарядке автомобили с таким мотором способны проехать около 200 км в городских условиях.
 

В этом году к идее создания экологически чистого автомобиля подключились и американцы из компании Zero Pollution Motors. Для своей техники они выбрали пневмодвигатели Гая Негре. В данном случае, моторы уже несколько отличаются от его первых разработок. Кроме работы исключительно на сжатом воздухе, они способны дополнительно употреблять небольшое количество топлива (бензин, дизель, спирт, метан). В данном случае применение горючего позволяет повысить температуру воздуха, а значит и его давление, увеличив тем самым мощность мотора. Кроме того, эти моторы позволяют экономить воздух, а расход горючего составляет всего 2,2 л/100 км. Мощность мотора, получившего название Dual Energy достигает 75 л. с.
 

CityCAT – так назвали свое детище американские инженеры, укомплектованный двигателем Dual Energy, способен разгонятся до скорости 56 км/ч исключительно при помощи воздуха и до  155 км/ч в случае использования горючего. Для облегчения автомобиля воздух, необходимый для работы двигателя, заправляется в специальные легкие баллоны из карбона. 

К числу других плюсов этого мотора можно также отнести и периодичность замены масла, которая составляет 50 тыс. км.
 

Предварительная стоимость городского автомобиля от Zero Pollution Motors находится на отметке 17 800 долл.
 

И все же насколько бы такие автомобили не выглядели курьезными, они имеют ряд неоспоримых преимуществ по отношению к развиваемым последнее время электромобилям и машинам на топливных элементах, основное из которых – цена. Воздухомобили гораздо дешевле. Построить специализированные заправки гораздо проще и, в конце концов, это экологически чистый вид транспорта. Несмотря на то что пробеги этих автомобилей не так уж и велики, а их моторы развивают скромную мощность, во многих случаях этого достаточно. Например, при работе на складских территориях или даже при эксплуатации в городе.