Автомобиль и электричество

Станислав Зигуненко| опубликовано в номере №1386, Февраль 1985
  • В закладки
  • Вставить в блог

Наука — техника — прогресс

Роман это давний. Начался он почти сто пятьдесят лет назад. Да, не удивляйтесь: экипаж, движущийся с помощью электромотора, питаемого от аккумуляторной батареи, родился на добрых полсотни лет раньше автомобиля с поршневым двигателем. И первые рекорды абсолютной скорости среди наземных транспортных средств принадлежали именно электромобилю. Так, 18 декабря 1898 года экипаж с электрическим двигателем промчался с небывалой для того времени скоростью — 63 149 километра в час. А еще год спустя первый в мире экипаж с обтекаемым кузовом и опять-таки приводимый в движение электромотором, превысил стокилометровый рубеж — 105 876 километра в час. Не эта ли конструкция описана Жюлем Верном в романе «Властелин мира»? Помните: «Аппарат имел форму веретена, причем к носу заострялся сильнее, чем к корме, корпус его был сделан из алюминия... Он стоял на четырех колесах диаметром в два фута, с толстыми шинами, которые обеспечивали плавность движения на любой скорости...» Но вернемся из мира фантастики в мир реальный. Электромобили стали строить всюду: в России, в США, во Франции... В 1889 году инженер И. В. Романов продемонстрировал образцы механических экипажей с электроприводом. Лучший из них весил сорок пять пудов (при весе аккумуляторов двадцать два пуда), тогда как вес американского электромобиля составлял восемьдесят пудов. На ровной дороге экипаж Романова развивал скорость до двадцати верст в час.

Многие компании поставили производство электромобилей на промышленную основу. Так что автомобилю в начале века пришлось вынести нелегкую конкурентную борьбу. И как знать, выиграл бы он это состязание, если бы у электрического «коня» не обнаружилась вскоре ахиллесова пята — аккумуляторы не могли обеспечить достаточный запас хода и требовали много времени на перезарядку. И об электромобиле постепенно стали забывать. Но не забыли окончательно. Доказательство тому — стоящий передо мной первый советский серийный электромобиль! По внешнему виду он практически не отличается от обычных «Жигулей».

— Но давайте поднимем крышку капота, — предлагает сотрудник научного автомоторного института Анатолий Лобцов. Именно ему и его коллегам довелось проводить заключительные испытания новинки Волжского автомобильного завода.

Я открываю капот и... не вижу мотора! Вместо него — аккумуляторные батареи.

— Электродвигатель настолько мал, что его удалось разместить на месте коробки скоростей, — поясняет мой собеседник. — Сама же коробка не нужна — тяговые характеристики электрического двигателя позволяют обойтись и без нее. Еще одно преимущество — гула двигателя почти не слышно. Чтобы электромотор не создавал помех для радио- и телепередач, конструкторы прикрыли его специальным экраном. И уж, конечно, вы наслышаны об одном из главных преимуществ электродвигателя — его нетоксичности, он не дает абсолютно никакого выхлопа.

И это еще не все достоинства электромобиля. Он очень прост в управлении. Например. для смены переднего хода на задний достаточно нажать кнопку на пульте управления. Нет здесь рычага переключения передач и педали сцепления. А педаль тормоза имеет дополнительный диапазон электрического торможения. То есть при торможении часть энергии, затраченной на разгон, возвращается назад в аккумуляторные батареи.

— Запас хода не очень велик, — говорит Анатолий, — Сто тридцать километров при движении по шоссе и порядка ста километров при движении в городе, где приходится часто останавливаться у светофоров. Энергии аккумуляторов вполне хватит на рабочую смену. Большая часть автомобилей, перевозящих грузы, за день проходит около семидесяти километров.

Ночью аккумуляторная батарея перезаряжается. Если же вам надо за день проехать больше, чем позволяет запас энергии, можно поменять разряженную батарею на свежую. Как показал опыт, такая операция занимает всего двенадцать минут…

Совершенствование электромобиля на этом, естественно, не заканчивается. На современных моделях стоят свинцовые, никель-свинцовые батареи. И они далеко не самые ёмкие. Использование, например, натриево-серных элементов позволит сначала приблизит эксплуатационные характеристики электромобилей к автомобильным, а потом и превзойти их. Так, во время экспериментов с кадмий-никелевыми аккумуляторами электромобили проходили без подзарядки до семисот километров, развивая скорость свыше ста километров в час. Можно намного ускорить и перезарядку аккумуляторов. Например, уже сегодня на одном из автотранспортных предприятий Читы ее проводят за три часа вместо положенных восьми — двенадцати часов. Вся «хитрость» тут в новой методике, разработанной кандидатом технических наук Н. И. Матовым. Зарядка идет в переменном режиме.

Так дело обстоит с обычными аккумуляторами. А во время экспериментов с никель-кадмиевой батареей, «стреляя» в нее короткими, но мощными электрическими импульсами, зарядку удалось закончить уже через пятнадцать минут!

— Но для того, чтобы такие рекордные показатели завтра стали нормой, — продолжает свой рассказ Анатолий Лобцов, — необходимо, чтобы на трассы вышли не автомобили, переделанные под электродвигатели, а специально сконструированные. С легкими пластиковыми кузовами, рассчитанные на рациональное размещение батарей и зарядного устройства. И первый такой электромобиль существует уже не только в воображении... Вы можете увидеть его своими глазами.

И я действительно его увидел. Официальное название электромобиля ближайшего будущего — ВАЗ-2702. По внешнему виду он представляет собой небольшой автофургончик с надписью «Служба быта» на дверце. Фургон используется водном из автохозяйств Тольятти в сфере бытового обслуживания. На электромобиле можно развозить письма и посылки, продукты, небольшие партии промышленных товаров... Словом, дел для него уже сегодня немало. Завтра их будет еще больше. В скором будущем начнется серийный выпуск электромобилей не только на Волжском автозаводе в Тольятти, но и в Прибалтике и Армении, Ульяновске и Москве.

Впрочем, на пути широкого внедрения электромобилей есть одно существенное препятствие. Экономисты как-то подсчитали: если перевести на электрическую энергию автомобильный транспорт планеты, то для зарядки аккумуляторов может не хватить энергии всех электростанций Земли.

Как быть?

На выручку изобретателям пришло... солнце. Так, группой ашхабадских инженеров был создан новый электромобиль на основе микроавтобуса РАФ-2910. На его крыше расположены солнечные батареи общей площадью около восьми квадратных метров. Вырабатываемая ими энергия скапливается в аккумуляторах, после чего микроавтобус может пройти без остановки расстояние в сто километров со средней скоростью пятьдесят километров в час даже в пасмурный день. Если же светит солнце, то такому экипажу под силу и гораздо более дальние маршруты.

Доказательством тому может послужить хотя бы недавнее путешествие инженеров Ганса Толструпа и Ларри Перкинса. На солнцемобиле собственной конструкции они проехали через всю Австралию, от Перта до Сиднея, преодолев за двадцать дней дистанцию в 4130 километров.

Нельзя сказать, чтобы первое путешествие на солнцемобиле было легким и приятным. Временами температура внутри машины поднималась до пятидесяти градусов выше нуля. Движению препятствовали пылевые бури и порывистые ветры. Часто приходилось менять проколотые покрышки.

И все-таки, несмотря на трудности, автомобилисты преодолевали ежедневно свыше двухсот километров со средней скоростью около двадцати пяти километров в час. Достигнув Сиднея, участники автопробега торжественно вылили в Тихий океан воду, взятую из Индийского. «Солнечная энергия соединила два океана», — заявили они. В ближайшем будущем конструкторы надеются усовершенствовать свое детище, приблизить его характеристики к выходным данным обычного автомобиля.

Есть и еще один способ обойтись без аккумулятора — топливные элементы. Правда, каждый такой элемент не заменитель химического топлива, а лишь своего рода приставка для его лучшего использования. Но вряд ли кто-то будет возражать против такой приставки, если она, обеспечивая все преимущества электрического двигателя, позволяет при этом же запасе бензина проезжать расстояния в три-четыре раза большие, чем обычно. Каким образом? За счет «холодного горения».

По своей конструкции топливный элемент во многом напоминает собой обычный аккумулятор: здесь есть и электроды, и электролит. Но электроды эти не совсем обычные, пористые. Сквозь их поры внутрь топливного элемента из топливных баков подаются порции окислителя и восстановителя (например, углерода и кислорода). В непосредственный контакт между собой они не вступают — каждый работает в своем электроде, а необходимая транспортировка веществ происходит через электролит. Как и в обычном пламени, электроны переходят от восстановителя к окислителю, но «не из рук в руки», не от атома к атому, а через внешнюю электрическую цепь, как пой работе аккумулятора. В этом и заключается суть «холодного горения».

  • В закладки
  • Вставить в блог
Представьтесь Facebook Google Twitter или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.

В 11-м номере читайте о деятельности величайшего русского  мыслителя, философа, критика и публициста XIX века Владимира Сергеевича Соловьева, материал, посвященный жизни Лва Троцкого,  о жизни и творчестве нашего гениального баснописца Ивана Андреевича Крылова, о кавказском генерале Петре Степановиче Котляревском о котором еще при жизни ходили легенды, а сегодня, оставшемся в историческом тумане забвения,  окончание детектива Ольги Степновой «Моя шоколадная бэби» и многое другое.



Виджет Архива Смены

в этом номере

Комбат

Так это было на войне

Ключи от тайн в руках науки

Наш собеседник — директор Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн член-корреспондент АН СССР В. В. Мигулин