9. Перспективы развития автотранпортной техники

При работе с данным разделом Вам предстоит:

1) Изучить теоретический материал.

2) Ответить на вопросы для самопроверки.

Изучаемые вопросы:

Главные проблемы, требующие решения: безопасность движения, топливные ресурсы, воздействие на окружающую среду. Значение вопросов конструктивной безопасности автомобиля: меры активной и пассивной безопасности. Задачи и способы снижения расхода топлива и токсичности выхлопа двигателей. Альтернативные виды топлива: природный газ, спиртовое топливо, растительное масло, водород. Нетрадиционные типы двигателей: роторно-поршневые, газотурбинные, паровые машины, двигатели Стирлинга. Электромобили.

Значение уровня автомобилизации развитых стран Европы и Америки составляет 300 – 600 легковых автомобилей на тысячу жителей. Дальнейшее развитие автомобильной промышленности приводит к росту уровня автомобилизации. В свою очередь, значительный рост автомобилизации приводит к разрушительным последствиям.

По оценкам Всемирной Организации Здравоохранения, ежегодно в результате дорожно-транспортных происшествий на планете погибает 1,2 млн человек, 50 миллионов людей получают тяжелые травмы, остаются инвалидами на всю жизнь. Особенно много жертв среди молодых людей от 10 до 25 лет. 80% смертей в результате дорожно-транспортных происшествий приходится на страны с низким и средним уровнем жизни. По данным Всемирного Банка размер непосредственных экономических протерь от ДТП в мировом масштабе превышает 500 млрд. долларов в год. Проблема аварийности на автомобильном транспорте заняла одно из ведущих мест в ряду важнейших социально-экономических и демографических проблем.

Проблема обеспечения безопасности на дорогах появилась одновременно с распространением конного транспорта, но поскольку в те далекие времена жизнь человека ценилась невысоко, смысл в эти слова вкладывался несколько иной, чем сейчас.

Еще до нашей эры в ряде стран были приняты законы, защищавшие жизнь и здоровье путешествующих по дорогам. Безопасность тогда понимали по-другому — это была защита путешественников от нападений, грабежей и насилия на дорогах. Во времена правления персидского царя Да-рия существовала целая система государственных дорог, на которых был установлен определённый порядок. Наказанием за бесчинство на дорогах была смерть.

Позже человечество столкнулось с проблемой безопасного взаимодействия на дорогах транспортных средств и человека. Ее пытались решить еще в Древнем Риме. В те времена там был издан целый ряд законов, запрещавших быструю езду по городским улицам, кроме того, ограничивалось и время появления в городе тяжелых экипажей.

С появлением крупных городов и большого количества конных экипажей проблема «пешеход — транспорт» вышла на первый план. Во многих странах были разработаны специальные правила, которыми должны были руководствоваться все «водители». За их соблюдением строго следила полиция. Тем не менее, эти меры не всегда помогали — несчастных случаев становилось все больше. С появлением механических экипажей (паровиков, велосипедов, а затем мотоциклов и автомобилей) число пострадавших в дорожных происшествиях выросло в десятки раз.

Технический прогресс не только совершенствует деятельность и творчество человека, но и оставляет за собой право по-своему реагировать на «технические ошибки» тех, кто решил воспользоваться автомобильными благами цивилизации. И если машина хотя бы однажды потеряла свое назначение как средство передвижения или роскоши, значит, она способна стать орудием чужой или собственной гибели.

Госсовет дорожной безопасности США подсчитал, что со времени изобретения автомобиля по 1914 г. включительно в США в ДТП погибло около 2 млн. человек, а в девяти крупнейших войнах, которые вели в это же время США, — 650 тыс.

Постоянный рост дорожно-транспортных происшествий со смертельным исходом заставил правительства многих стран проводить широкомасштабные кампании по борьбе с правонарушителями на дорогах.

О том, что автомобиль — источник повышенной опасности, люди узнали еще 17 августа 1896 г., когда во время Всемирной выставки в Лондоне, безлошадный экипаж задавил почтенную миссис Бригиту Дрискольс, пытавшуюся защититься от неведомого чудища зонтиком. 29 апреля 1975 г. в городе Игл-Пасс (штат Техас, США) произошла самая крупная за 10-летие автокатастрофа. Тягач с полуприцепом-цистерной, в которой находилось 18 т сжиженного пропан-бутана, потерял свой груз. Цистерна от удара об отбойник лопнула. Одна часть загорелась, отлетела на 500 м и, попав в три жилых дома, сожгла их. Вторая разломалась на куски и разлетелась в радиусе 200 м. В итоге 50 человек погибли, 35 получили сильные ожоги.

О потенциальной опасности задумались позже, когда безлошадные экипажи стали неотъемлемой и привычной частью жизни. И оказалось, что количество жертв «железного коня» скоро превысит число погибших и покалеченных во всех войнах человечества.

Возможности человека, даже если он является профессиональным водителем, не безграничны. Имеют они свой предел и для систем автоматического управления, установленных на новейших моделях автомобиля. Следовательно, в процессе движения может возникнуть критическая ситуация, из которой даже мастер по вождению не всегда сможет выйти победителем. Так что не следует исключать вариант, когда неприятность все же произойдет и от водителя уже ничего не будет зависеть. В таком случае жизнь и здоровье водителя и людей, окружающих его, будет зависеть от автомобиля.

Первоначально создатели автомобиля напрямую связывали его безопасность с крепостью кузова. Такой подход основан на принципе — чем меньше мнется, тем безопаснее. Частично это справедливо для того, кто едет в «бронетранспортере». И только в том случае, если его «бронетранспортер» столкнется с обыкновенным автомобилем.

Современный автомобиль настолько совершенен с технической точки зрения, что ждать каких-либо революционных прорывов в его конструкции в ближайшее время не приходится. По большому счету, в этом особой нужды нет — динамика, комфорт и даже экологичность автомобиля уже достигли уровня, соответствующего уровню развития нашей цивилизации. Другое дело — его безопасность, ее никогда не бывает достаточно. Впервые над этой проблемой серьезно задумались более 60 лет назад в знаменитой немецкой фирме «Мерседес-Бенц».

В конце 60-х гг. XX века фирма «Мерседес-Бенц» запатентовала травмобезопасную рулевую колонку, соответствующую жесточайшим американским стандартам, которые требовали, чтобы даже при фронтальном ударе на скорости 50 км/ч ее смещение внутрь салона не превышало 127 мм.

Как бы гениально ни был спроектирован кузов автомобиля, как бы эффективно ни работали его деформируемые зоны, все это будет совершенно бесполезно, если человек в салоне не закреплен. Вся сложная система пассивной безопасности современного автомобиля строится «от ремня» — функция остальных элементов и устройств безопасности предполагает, что все люди, находящиеся в машине, будут надежно пристегнуты.

Первый патент на автомобильный ремень безопасности был зарегистрирован в США в 1885 г. В 1910 г. ремнями были оборудованы самолеты одной из американских авиакомпаний. И только в 1920 г. их стали применять на гоночных автомобилях.

Даже будучи пристегнутым ремнем безопасности, водитель может получить травму от рулевой колонки. Поэтому конструкция современного рулевого колеса обязательно учитывает такую возможность, а его ступица содержит элементы, снижающие ударную нагрузку (например, гофрированные или перфорированные стаканы, деформирующиеся при ударе).

Однако особую роль в защите людей от травм играют подушки безопасности. Еще несколько десятков лет назад они были экзотикой, а в наше время трудно кого-то удивить не только передними, но и боковыми подушками.

В наши дни стандартная надувная подушка является лишь дополнением к ремням безопасности. Она может устанавливаться на машину серийно или на заказ, но в любом случае подушка и ремень работают сами по себе, по собственным правилам. Специалисты французской фирмы «Рено» решили исправить это несоответствие. Так родилась система PRS («Programmed Restraint System») — программированная система защиты.

Известная своими разработками в мире компьютерных технологий компания IBM представила средство для создания специализированных автомобильных Интернет-серверов, замахнувшись на создание автомобильной сети в Интернете. Автоинтернет, по замыслу специалистов IBM, будет представлять собой сеть автомобильных серверов, разбросанных по всему миру. Здесь будет содержаться информация о состоянии автомобилей отдельных владельцев — пользователей автомобильной сети — и о дорожно-транспортной обстановке в регионах, находящихся в зоне действия соответствующих автосерверов.

Все данные о машине (параметры системы жизнеобеспечения, положение рулевой колонки, установленные параметры сидений, наклон зеркал, режим работы кондиционера, настройки музыкального центра, режимы работы двигателя и других механизмов) будут занесены на соответствующий автомобильный сервер. Сюда же будет поступать информация об изменениях в режимах работы систем автомобиля, возникающих в процессе эксплуатации, и неисправностях.

Компьютер, соединенный с Автоинтернетом, способен выполнять роль механика. Если в процессе эксплуатации автомобиля возникнут неисправности, требующие вмешательства специалиста, компьютер не только предупредит, но и сообщит об этих проблемах на станцию технического обслуживания, услугами которой пользуетесь. К прибытию там уже будут знать о возникших проблемах и сразу приступят к ремонту.

Даже если автомобиль попадет в аварию, первым на помощь придет компьютер, который передаст координаты по сети соответствующим спасательным службам. Автоинтернет позаботится и о том, чтобы автомобиль не стал жертвой автоугонщиков. Во-первых, специальное устройство «разрешит» управлять им только своему хозяину. Во-вторых, даже взломанную и угнанную машину можно будет отследить по сети, исходя из группы присущих только ей признаков.

Современный человек постоянно требует все большего количества энергии для личного потребления. Древний обитатель Земли не нуждался в таком большом количестве энергии и обходился собственной — биологической. Только постепенно переходя со ступени на ступень своего раз­вития, он почувствовал недостаток энергии и начал ис­пользовать ее наиболее доступные виды. С ускорением прогресса увеличивалось и потребление энергии. Речь идет прежде всего о тепловой энергии, т. е. об использовании природного древесного сырья, которое было легко доступно и еще в 1850 г. являлось источником более 90 % энергии, потребляемой для отопле­ния и приведения в движение различных машин.

Постепенно начался переход к ископаемым топливам. В начале XX века уголь был источником 76 % всей получаемой и потребляемой человечеством энергии. Дальнейшее использование ископаемых топлив ознаменовалось использованием нефти и природного газа. Эти виды ископаемого топлива содержат в единице массы значительное количество энер­гии и поэтому являются особенно ценными для всех видов транспортных средств. Ископаемые топлива, которые природа создавала мил­лиарды лет, добываются со все большей интенсивностью. Лишь недавно человечество осознало, что запасы этих топлив будут исчерпаны уже в обозримый период: уголь через несколько сот лет, а нефть и природный газ — уже через несколько десятилетий. По этой причине необходимо уже сейчас начать актив­ные поиски замены этим видам топлива.

Существующий автомобиль потребляет очень много горючего. Совре­менные двигатели внутреннего сгорания непосредственно для преобразования в полезную мощность используют только 1/3 общего количества топлива, имеющего­ся в баке, а остальное исчезает в виде тепловых потерь в окру­жающее пространство, загрязняя его. Так как автомобильный двигатель боль­шей частью работает с непол­ной нагрузкой, процент исполь­зования выделяющейся при сгорании топлива теплоты будет даже меньше 20 %.

Автомобильный двигатель прошел длительный путь раз­вития и с технической точки зрения является весьма совер­шенным. Однако до настоя­щего времени наибольшее внимание в процессе его совершенствования уделялось до­стижению максимальной мощности, малой массы и раз­меров двигателя, минимальных производственных затрат. Теперь на первый план как важнейший критерий оценки двигателя выступает минимизация потребления им топ­лива. Снижения потребления топлива достичь непросто, и, кроме того, оно может оказывать неблагоприятное влияние на другие параметры двигателя. Так называемую эффективную, т. е. «чистую», имею­щуюся на валу мощность двигателя надо использовать как можно экономно.

Повысился интерес к экологически чи­стым источникам энергии, которые могли бы в будущем заменить природные ископаемые топлива. Переход на экологически чистые источники энергии будет продолжаться много лет. Однако необходимо учесть, что ни один из этих источников невозможно применить непосредственно для передвижения автомобиля и получае­мую из них энергию нужно предварительно преобразо­вать в приемлемую форму и соответствующим способом аккумулировать. Стоимость природных ископаемых топлив будет постоянно увеличиваться и поэтому необходимо искать их заменители, приемлемые для использования в существующих двигателях внутреннего сгорания без значительного изменения их конструкций. При этом надо учитывать постоянное увеличение числа автомобилей, находящихся в эксплуатации. Однако, не меняя принципиально конструкцию и технологию автомобиля, собственный вес которых превышает норму в 5 – 10 раз, вся нефть уйдёт на перевозку самих автомобилей, а не грузов.

Сокращение до минимума потребления нефти как топлива является одной из мер, способствующих замедле­нию процесса исчерпания ее ресурса.

Другим направлением является экономия расхода топлива. Для экономного расходования топлива прежде всего нужно обеспечить минимальное сопротивление движению автомобиля. На расход топлива влияют правильный выбор типа шин и соблюдение в них установленного внутреннего давления. Большую роль играет снижение аэродинамического сопротивления автомобиля. Форма кузова должна обеспечивать как можно меньшее сопротивление воздуха и в то же время аэродинамическую устойчивость автомобиля.

При торможении теряется от 15 до 60 % кинетической энергии, придаваемой автомобилю двигателем. Довольно просто решается про­блема аккумулирования энергии, теряющейся при тормо­жении, у электромобилей. Если говорить об электро­мобилях с собственным электрическим аккумулятором, то для этого достаточно использовать приводной электро­двигатель как генератор, который будет заряжать акку­мулятор. Последний должен обеспечивать достаточный пробег электромобиля без перезарядки, иметь высокую емкость и, следовательно, способность запасать значительную энергию.

Наиболее выгодны условия аккумулирования энергии у автомобилей, предназначенных для эксплуатации в ка­честве средств городского транспорта с частыми останов­ками. Энергия, полученная за время движения между двумя остановками, не слишком велика, но если ее сразу использовать для последующего разгона, то аккумулятор будет иметь небольшой объем и его можно легко раз­местить в автомобиле.

Гибридные транспортные средства имеют два вида тяги, которые меняются или взаимно дополняют друг друга. Наиболее известной является комбинация двига­теля внутреннего сгорания и электродвигателя. Причина использования таких гибридных автомобилей заключается в том, что свинцовый электроаккумулятор слишком тяжел, если он должен самостоятельно обеспечивать движение с достаточной скоростью и на значительные расстояния. При движении вне города, где требования к чистоте вы­хлопных газов не так строги и, как правило, имеется возможность длительного равномерного движения, вы­годно использовать небольшой двигатель внутреннего сгорания, а при въезде в городскую черту включать электродвигатель. В такой комбинации аккумулятор не будет слишком большим и тяжелым, а заряжать его можно либо при дви­жении вне города, либо на стоянках через собственный генератор. Создателем этого образца является моторостро­ительная фирма «Бриггс энд Страттон» (США).

Гибридный привод с аккумулятором малой мощности прежде всего найдет применение в городских автобусах. Экономия энергии в этом случае достигает 25 %, что с избытком покрывает затраты на дорогую гибридную силовую установку.

Масса автомобиля оказывает значительное влияние на его эксплуатационную экономичность. Отношение массы автомобиля к его полезной нагрузке (так называемая удельная материалоемкость) должно быть по возможности ниже, так как характеризует балласт, приходящийся на единицу полезной нагрузки. При неполном использовании грузоподъемности эта величина возрастает, и расход топлива, отнесенный к единице транспортной работы, увеличивается. Масса автомобиля оказывает влияние как на сопротивление качению, так и на динамические качества автомобиля, а также на способность преодолевать подъем. Изменение аэродинами­ческого сопротивления автомобиля от массы, как уже говорилось, не зависит. Большое влияние масса автомо­биля оказывает и на его стоимость. Чем выше серийность выпуска автомобиля, тем больше влияют на его стоимость цены и количество используемых материалов и тем меньше влияние затрат на конструкторские и исследовательские работы.

Снижение массы для экономичной эксплуатации является весьма важным. Существует ряд эмпирических формул для расчета расхода топлива в зависимости от массы автомобиля. На каждые 100 кг снаряженной массы легкового автомобиля (без пассажиров) приближенно принимают расход бензина порядка 1 л/100 км. По такой формуле автомобиль массой 600 кг должен потреблять в среднем 6 л/100 км, а автомобиль массой 1100 кг — 11 л/100 км. Эта закономерность в целом справедлива в настоящее время, хотя более точные современные фор­мулы определяют, что на каждые 100 кг увеличения массы автомобиля расход топлива растет на 0,7 л/100 км. В этой зависимости нашло отражение снижение расхода топлива у автомобилей большого класса путем введения ограни­чений на минимально допустимую скорость.

Чтобы автомобиль был экономичным, он должен двигаться с полной нагрузкой двигателя. Шестиместный автомобиль с большим багаж­ником с высокой максимальной скоростью не может быть экономичным, если используется одним пассажиром для поездок на работу.

Если автомобиль предназначен для поездок на работу, а в выходные дни — за город, то он должен быть четырех­местным (или со схемой сидений «2 места для взрослых + 2 места для детей») и иметь небольшой багажник. Такая машина может перевозить и четырех пассажиров на короткие расстояния без багажа, например, в театр. При поездке за город на отдых можно использовать задние сиденья для дополнительного багажа. Максимальная ско­рость такого автомобиля может быть небольшой, и вполне достаточно, если она будет немного превышать скорость, допускаемую правилами дорожного движения.

Небольшие габариты автомобиля облегчают стоянку и движение в условиях города. Так как диаметр колес легкового автомобиля небольшой, то он может иметь две большие двери, обеспечивающие удобную посадку на передние сиденья. Наклоняя спинки сидений, можно внутри кузова разместить крупные предметы. Выгодным является наличие третьей задней двери, а также возмож­ность увеличивать объем кузова для размещения багажа за счет откидывания спинок задних сидений.

Для большой семьи, и прежде всего — для поездок на отдых, необходим автомобиль средних размеров. Хорошим примером для этих целей может служить автомобиль с кузовом типа «универсал». Поездки по городу на таком автомобиле без пассажиров или с одним пассажиром, однако, невыгодны.

Если автомобиль предназначен исключительно для поездок на отдых, то лучше всего использовать машину целевого назначения — специальный «жилой» автомобиль или прицеп-кемпинг. Для «жилых» автомобилей обычно используют шасси малых грузовых автомобилей, часто с дизельным двигателем. В этих автомобилях высота кузова, обеспечивающая возможность стоять в полный рост, весьма велика. При этом растут аэродинамическое сопротивление и масса автомобиля, ухудшается его ма­невренность. В случае использования заднего привода и зависимой задней подвески со сдвоенными колесами конструкция такого автомобиля становится весьма слож­ной. Конструкторские решения со сдвижной крышей нельзя назвать практичными, поэтому лучше всего ис­пользовать специально разработанное или измененное шасси с двигателем сзади или же с передней ведущей осью.

Для длинных переездов между городами необходим большой малошумный автомобиль с большой плавностью хода и высоким уровнем комфорта, включая возможность подключения к телефонной сети.

Пластмассы находят все более широкое применение в автомобилестроении. Довольно короткий срок службы кузова приводит к тому, что вместе с огромным количе­ством отслуживших автомобилей на свалке оказываются большие массы ценных металлов. Пластмассы в насто­ящее время используются в значительном количестве для изготовления приборных панелей, различных ручек, рычагов, кнопок, бачков и т. п. Расширяется область применения пластмасс и для изготовления крупных дета­лей кузова, таких, как капоты, двери, крылья и т. п. Для производства цельнопластмассового кузова еще не разработана приемлемая технология, однако исследова­ния в этом направлении ведутся очень интенсивно.

Пластмассы не только легки, но и достаточно прочны, а главное, не подвержены коррозии. Они не требуют окраски или другого специального защитного покрытия. Постоянно улучшающееся производство различных клеев обеспечивает и упрощает изготовление и ремонт кузовов из пластмасс. Следует при этом напомнить, что использо­вание технологии склеивания находится на высоком уровне в такой отрасли, как самолетостроение. Нужно учитывать, что и небольшая экономия массы в течение длительного времени эксплуатации приводит к значи­тельной экономии топлива.

Благодаря малой плотности, хорошим литейным свойствам и обрабатываемости при производстве различных деталей автомобиля широко применяются алю­миниевые сплавы. Первыми деталями, которые начали изготавливать из алюминия, были поршни и головки блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания. При этом использовалась также хорошая теплопроводность алюминия. В дальнейшем из него начали делать различ­ные корпуса, бачки, емкости, для достижения необходимой прочности которых не требовалось большой толщины сте­нок и, наоборот, при литье под давлением эти стенки дела­лись тоньше.

В настоящее время источниками механической энергии в автомобилях являются исключительно двигатели вну­треннего сгорания. Преобразование энергии топлива в ме­ханическую энергию в них связано со значительными потерями, поэтому необходимо в первую очередь найти пути уменьшения этих потерь и достичь максимальной» отдачи энергии, содержащейся в топливе. Для этой цели прежде всего нужно выбрать оптимальный термодинами­ческий цикл.

Важным новым источником механической энергии для привода автомобиля является двигатель Стерлинга. В первоначальном виде он су­ществовал как тепловая расширительная машина, в ци­линдре которой рабочее тело например, воздух, перед сжатием охлаждался, а перед расширением — нагревался. Сжатие холодного воздуха, поступление его через регенератор и радиатор в верхнюю часть цилиндра, последующее расширение и охлаждение воздуха пред­ставляют рабочий цикл. В цилиндре сохраняется постоян­ная масса воздуха, поэтому цилиндр работает без вы­хлопа. Для подогрева можно использовать любой источник тепла. Содержание вредных веществ зависит от полноты сгорания топлива в камере сгорания котла. Поскольку при этом создается режим непрерывного сгорания при относительно низкой температуре и большом избытке воздуха, можно достичь полного сгорания и небольшого содержания вредных веществ.

Преимущество двигателя Стирлинга заключается также в том, что он может работать не только на разнообразных топливах, но дает возможность применять различные виды источников теплоты. Это означает, что работа дви­гателя не зависит от наличия атмосферы. Он может оди­наково хорошо работать в замкнутом пространстве, так и на спутниках.

Постоянный рост потребности в бензине и дизельном топливе, а также данные исследований о запасах нефти привели к выводу, что уже в будущем спрос на нефть будет превышать ее добычу и возможно возникновение критической ситуации. Вследствие этого потребуется либо исключить часть транспортных средств из эксплуатации, либо искать заменители ископаемого топ­лива. Хотя и сегодня открывают новые месторождения нефти, но почти все они находятся на больших и труднодоступных глубинах, под морским дном или в нефтеносных песках. Большую часть запасов топлива, созданных природой за 100 миллионов лет, совре­менная цивилизация смогла исчерпать за 100 лет. В ре­зультате сжигания топлива в атмосферу поступает окись углерода, которая вместе с водяным паром снова превра­щается в углеводородное топливо, но лишь через миллионы лет.

В ближайшее время наиболее необходимы будут те типы жидкого топлива, которые потребляются автомо­бильными двигателями внутреннего сгорания, поскольку развитые технологии их производства, современное состоя­ние автомобильного парка, имеющаяся обширная сеть автомобильного сервиса для перехода на другие типа топ­лива потребуют больших преобразований. Поэтому в пер­вую очередь появятся добавки к бензинам, которые вызо­вут минимальные изменения в современном автомобиле. В меньшей мере для этого будут использованы спирты. Это, конечно, не будет окончательным решением проблемы, поскольку по мере уменьшения запасов нефти более высо­кой будет становиться стоимость бензина и дизельного топлива. Поэтому рентабельным станет производство бен­зина способом гидрогенизации угля. Этот метод уже достаточно разработан, а запасы угля относительно велики. Ведутся также исследования по производству бензина из нефтеносных песков. В настоящее время пытаются сжи­гать их непосредственно в земле, не ведя подземных раз­работок, а на поверхности только перерабатывать полу­ченные таким образом газы. Разумеется, при этом необ­ходимо исключить истребление растительности на обшир­ных пространствах, а также загрязнение атмосферы от­ходами химических производств такого типа.

Природный газ представляет собой важный источник энергии и в настоящее время в возрастающей степени используется в промышленных целях и быту. Его приме­нение в автомобилях облегчает пуск двигателя и способ­ствует более равномерному распределению топлива между цилиндрами. Замена и заправка газовых баллонов яв­ляется, однако, трудоемкой операцией и, кроме того, бал­лоны занимают в автомобиле много места. Газосмеситель (обычно двухступенчатого типа) подогревается жидкостью системы охлаждения двигателя. Данные о запасах природ­ного газа и пути его использования позволяют предпола­гать, что он будет исчерпан позднее нефти.

Среди запасов ископаемых топлив запасы угля яв­ляются наибольшими. Поскольку их хватит на несколько десятилетий дольше, чем запасов нефти, то на тепловых электростанциях в последнее время вместо нефти вновь стали использовать уголь; кроме того, уголь представляет собой важнейшее сырье для химической промышленности. Непосредственное использование угля для привода авто­мобиля остается до настоящего времени нерешенной проб­лемой. Ведутся исследования по сжиганию тонко измель­ченного угольного порошка, вдуваемого сжатым воздухом непосредственно в цилиндр дизеля. Однако эта задача является чрезвычайно трудной и, по-видимому, в ближай­шее время решена не будет.

Под биомассой понимаются растения, в которых про­текает процесс фотосинтеза, т. е. процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды под действием солнечного света, сопровождающийся выделе­нием энергии. К таким растениям относятся прежде всего зерновые культуры, картофель, сахарный тростник, де­ревья, водная растительность, а также их омертвевшие остатки.

Около 2/3 земной поверхности поставляют ежегодно 75 млрд. т биомассы, что соответствует десятой части мирового потребления энергии. Разумеется, эти вещества используются, в первую очередь, для обеспечения людей продуктами питания. В то же время большая часть поверх­ности занята под лесной растительностью, некоторые пло­щади малоурожайны или же труднодоступны и в этой связи большое внимание привлекает возможность исполь­зования производимой па них биомассы в целях изготов­ления топлива для автомобильных двигателей. Прежде всего это этиловый спирт (этанол). Однако из биомассы невозможно получить количество этанола, доста­точное для удовлетворения потребности мирового автомо­бильного парка в топливе. Подсчитано, например, что в Бразилии, где этанол в качестве топлива для автомоби­лей уже нашел применение, для замены им 20 % потреб­ляемых традиционных топлив под сахарный тростник сле­дует занять площадь, равную территории Бельгии.

В любом случае производство топлива из биомассы выгодно для развивающихся стран, не обладающих запа­сами нефти или газа, так как экономит их валютные ре­зервы на импорт необходимых топлив и, что весьма важно, обеспечивает занятость многих людей в этих странах. Путь доставки топлива от изготовителя к потребителю относительно короток, поскольку его производство отли­чается простотой и позволяет построить небольшие пред­приятия по производству этанола и в густонаселенных районах. Установлено, что можно добавлять 25 % эта­нола к бензину и 10 % этанола к дизельному топливу и использовать эти смеси без больших изменений в автомо­биле.

С экологической точки зрения, зеленую растительность очень выгодно использовать для производства энергоно­сителей и других важных продуктов, так как отходом при этом является кислород.

В то же время все интенсивнее будут потребляться сельскохозяйственные культуры для обеспечения людей продуктами питания, поэтому производство спирта из зерна, картофеля и сахарного тростника будет значительно ограничено.

Однако необходимо счи­таться и с тем, что все ископаемые топлива будут в пер­спективе исчерпаны. Топливо из биомассы не в состоянш удовлетворить мировую потребность в моторном топливе. Можно производить еще некоторое количество искуственного топлива из биологических отходов, но всего этого будет явно недостаточно.

Поэтому есть все основания предполагать, что идеаль­ным топливом будущего станет водород. Он не является первичным энергоносителем, а представляет собой как бы природный аккумулятор энергии, очень легкий, неизна-шиваемый и широкоупотребимый.

Внедрение водорода в автомобильный транспорт будет проходить постепенно, прежде всего из-за необходимости создания соответствующих станций обслуживания. В пер­вую очередь его будут использовать в городском общест­венном транспорте, имеющем собственные гаражи, где зарядка гидридного аккумулятора будет производиться вечером после окончания работы.

После исчерпания запасов ископаемых топлив необ­ходимо будет использовать другие источники энергии. Для сохранения среды обитания их применение при этом не должно сопровождаться повышенным шумоизлучением и выделением вредных для здоровья живых организмов веществ. Под этими другими альтернативными ископае­мыми источниками энергии понимаются следующие: энер­гия солнечного излучения, геотермальная энергия, ядер­ная энергия, энергия приливов и отливов морей и океанов планеты.

Из числа этих источников наиболее мощной является солнечная энергия. Энергия солнечного света, падающего на земную поверхность в течение одного дня, может удов­летворить годовую потребность человечества в энергии.

Электромобили были по достоинству оценены уже на заре автомобилизма. Привлекало их бесшумное движение, отсутствие загрязнения атмосферы и грязи при эксплу­атации и обслуживании, простота управления. Очень привлекательным было и то, что не требовалось предва­рительно запускать и до начала движения разогревать двигатель. Эти свойства электромобиля в настоящее время ценятся еще выше, чем раньше. Однако наиболее слабой стороной электромобиля является его аккумулятор электрической энергии.

В ОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Как будет обеспечиваться снижение потребления топливных ресурсов в будущем?

2. Каким образом обеспечивается снижение отрицательного воздействия транспорта на окружающую среду?

3. Каким образом обеспечивается безопасность движения при эксплуатации автомобильного транспорта?

4. Каковы альтернативные виды топлива могут использоваться на автомобильном транспорте?

5. Каковы пути снижения расхода топлива на автомобильном транспорте?

6. Каким в будущем должен быть легковой автомобиль?

7. Каким в будущем должен быть грузовой автомобиль?

8. Каким в будущем должен быть пассажирский транспорт?