Вопрос читателя
Возможен ли в принципе автомобиль, который не вредит окружающей среде? Этот актуальный вопрос задаёт Э. Горлин из Старого Оскола.
Ответ эксперта: вызовы современности
На вопрос отвечает Владимир Николаевич Луканин, ректор МАДИ, доктор технических наук. Он отмечает, что рост числа автомобилей и объёмов перевозок неизбежно усиливает негативное воздействие транспорта на природу.
Основная проблема кроется в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), которые, по прогнозам, останутся доминирующими ещё долгое время. Их работа сопряжена с фундаментальными физическими ограничениями: невозможно преобразовать всю энергию сгорания топлива в полезную работу, часть её неизбежно рассеивается в виде тепла. В масштабах страны это приводит к колоссальному тепловому загрязнению.
Главными продуктами сгорания являются вода и углекислый газ (CO2). Последний вносит значительный вклад в парниковый эффект, вызывая глобальное потепление. Однако ситуация усугубляется, когда сгорание идёт неполно. В этом случае в выхлопных газах появляются токсичные вещества: угарный газ (CO), несгоревшие углеводороды, а также оксиды азота (NOx), образующиеся при высоких температурах в цилиндрах.
Дополнительные риски создают специфические добавки и процессы. Например, использование этилированного бензина приводит к выбросам соединений свинца, а в дизельных двигателях образуется канцерогенная сажа и опасные вещества вроде бензапирена.
Поиск решений: советский опыт и конкурс идей
В 1988 году в СССР на базе МАДИ был организован масштабный конкурс «Экологически чистый автомобиль». Его целью был сбор технических предложений от научных коллективов, предприятий и даже отдельных граждан. На рассмотрение принимались проекты автопоездов, автобусов, малолитражек, а также их узлов и систем.
Конкурс выявил огромный интерес — было представлено более 350 идей. Это позволило сформировать банк данных, легший в основу государственной программы «Высокоскоростной экологически чистый автомобиль». Анализ показал, что точечные улучшения дадут небольшой эффект. Необходим системный подход: оптимизация всего автопарка страны и разработка каждым заводом модификаций, отвечающих строгим экологическим стандартам будущего.
Были определены ключевые критерии для автомобиля будущего: максимальная топливная экономичность, высочайший КПД во всех режимах, практическое отсутствие вредных выбросов, сокращение использования металлов за счёт алюминия и пластиков, а также жёсткие нормы по шуму.
Перспективные разработки и технологии
Эксперт выделил несколько перспективных направлений, отмеченных на конкурсе:
- Теплоизоляция двигателя: Покрытие камер сгорания и выхлопных трактов керамикой позволит резко сократить теплопотери, возможно, даже отказаться от системы жидкостного охлаждения. Высвобождённая энергия выхлопных газов может использоваться в комбинированных турбинных установках.
- Совершенствование топливных систем: Применение гидроаккумуляторов с электронно управляемыми форсунками.
- Очистка выхлопа: Обязательное использование сажевых фильтров для дизелей.
- Альтернативное топливо: Создание модификаций двигателей для работы на газе или метаноле, что позволит использовать местные ресурсы и снизить зависимость от нефти.
В СССР одним из последних достижений в этой области стал компактный автомобиль с бензо-водородным двигателем, вызвавший интерес у зарубежных компаний.
Альтернативное будущее: электромобили на солнечной энергии
Редакция добавляет, что на Западе активно развивается принципиально иное направление — создание электромобилей, питающихся от солнечных батарей. Эта технология, основанная на открытом ещё в XIX веке явлении фотовольтаического эффекта, получила мощный импульс после нефтяного кризиса 1973 года.
Первый гоночный солнцемобиль был зарегистрирован в Книге рекордов Гиннесса в 1984 году, а вскоре состоялся и первый трансамериканский пробег. Сегодня солнечные ралли стали международной традицией.
Преимущества таких автомобилей значительны: они используют возобновляемую энергию, абсолютно бесшумны и не производят вредных выбросов. Их конструкция отличается прекрасной аэродинамикой, малым весом и высоким комфортом. Стоимость солнечных панелей за последние десятилетия упала в сотни раз, что делает технологию всё более доступной.
Хотя солнцемобили пока дороже традиционных, уже существуют и продаются их семейные модели. Разрабатываются варианты для грузоперевозок и сельского хозяйства. Многие эксперты видят в них будущее мирового транспорта. Ярким свидетельством растущего интереса к этой теме должен был стать планировавшийся на 1990 год международный солнечный пробег «Париж — Москва».