Blandt hovedområderne for ingeniørforskning er elbiler, hybridbiler og brintbrændstofkøretøjer. Brintbrændstof og andre offentligt tilgængelige teknologier til at producere billig energi er strengt forbudt af verdens olie- og industrielle monopolister. Fremskridt kan dog ikke stoppes, og derfor fortsætter nogle virksomheder og individuelle entusiaster med at skabe unikke køretøjer.
Dagens samtaleemne omhandler specifikt pneumatiske køretøjer. Den pneumatiske bil er så at sige en fortsættelse af temaet for dampbilen, en af de mange grene af brugen af motorer, der fungerer på grund af forskellen i gastryk. Forresten blev dampmaskinen opfundet længe før udseendet af den første dampmaskine, James Watt, for mere end 2 tusind år siden af Heron of Alexandria. Herons idé blev udviklet og udmøntet i en lille vogn af belgieren Ferdinand Verbiest i 1668
Historien om skabelsen af bilen giver os ikke meget information om succesfulde og mislykkede forsøg opfindere brugte en enkel og billig mekanisme som motor. Først var der forsøg på at bruge kraften fra en stor fjeder og kraften fra et svinghjul. Disse mekanismer har fast etableret deres position i børns legetøj. Men at bruge dem som en bilmotor i fuld størrelse virker useriøst. Sådanne forsøg fortsætter imidlertid, og det ser ud til, at i den nærmeste fremtid, usædvanlige biler vil trygt kunne konkurrere med biler udstyret med forbrændingsmotorer.
På trods af den tilsyneladende nytteløshed af dette arbejdsområde inden for vejtransport, har det pneumatiske køretøj mange fordele. Dette er den ekstreme enkelhed og pålidelighed af designet, dets holdbarhed og lavpris. Denne motor er lydløs og forurener ikke luften. Tilsyneladende tiltrækker alt dette talrige tilhængere af denne type transport.
Ideen om at bruge trykluft til at drive maskiner og transport opstod for længe siden og blev patenteret i Storbritannien tilbage i 1799. Tilsyneladende opstod det fra ønsket om at forenkle dampmaskinen så meget som muligt og gøre den ekstremt kompakt til brug i en bil. Praktisk brug 
Luftmotoren blev implementeret i Amerika i 1875. Der blev bygget minelokomotiver, som arbejdede på komprimeret luft. Den første personbil med luftmotor blev første gang demonstreret i 1932 i Los Angeles.
Med fremkomsten af dampmaskinen forsøgte opfindere at installere den på "selvkørende vogne", men den omfangsrige og tunge dampkedel viste sig at være uegnet til denne type transport.
Der er gjort forsøg på at bruge en elektrisk motor og batterier til selvkørende køretøjer, og der er opnået en vis succes, men motoren intern forbrænding viste sig at være ude af konkurrence på det tidspunkt. Som følge af den hårde konkurrence mellem ham og damp maskine, forbrændingsmotoren vandt stadig. 
På trods af mange mangler dominerer denne motor stadig i dag på mange områder af menneskelig aktivitet, herunder alle former for transport. Manglerne ved forbrændingsmotoren og behovet for at finde en værdig erstatning for den bliver i stigende grad talt om i videnskabelige kredse og skrevet i forskellige populære publikationer, men alle forsøg på at lancere nye teknologier i masseproduktion, er stift blokeret.
Ingeniører og opfindere skaber de mest interessante og lovende motorer, der fuldstændig kan erstatte forbrændingsmotorer, men verdens olie- og industrielle monopolister bruger deres løftestang til at forhindre opgivelsen af forbrændingsmotorer og brugen af nye, alternative energikilder. 
Og alligevel fortsætter forsøgene på at skabe en produktionsbil uden forbrændingsmotor eller med dens delvise, sekundære brug.
Det indiske firma Tata Motors forbereder sig på at lancere masseproduktion af en lille bybil, Tata AIRPOD, hvis motor kører på trykluft.
Amerikanerne forbereder også en sekspersoners CityCAT-bil til masseproduktion, 
drevet af trykluft. Med en længde på 4,1m. og en bredde på 1,82 m., bilen vejer 850 kg. Den kan nå hastigheder på op til 56 km/t og tilbagelægge en strækning på op til 60 kilometer. Indikatorerne er meget beskedne, men ganske tolerable for byen under hensyntagen til bilens mange fordele og dens meget lave omkostninger. Hvad er disse fordele?
Enhver, der ejer en bil eller er involveret i vejtransport, ved udmærket, hvor kompleks en moderne bil er strukturelt. bil motor intern forbrænding. Ud over det faktum, at selve motoren strukturelt er ret kompleks, kræver den et brændstofdoserings- og indsprøjtningssystem, et tændingssystem, en starter, et kølesystem, en lyddæmper, en koblingsmekanisme, en gearkasse og en kompleks transmission.
Alt dette gør motoren dyr, upålidelig, kortvarig og upraktisk. For ikke at nævne det faktum, at udstødningsgasser forgifter luften og miljøet. 
En luftmotor er det stik modsatte af en forbrændingsmotor. Den er ekstremt enkel, kompakt, lydløs, pålidelig og holdbar. Om nødvendigt kan den endda placeres i hjulene på en bil. En væsentlig ulempe ved denne motor, som ikke tillader den frit at blive brugt i køretøjer, er det begrænsede kilometertal fra én tankning.
For at øge rækkevidden af et pneumatisk køretøj skal du øge volumen af luftcylindre og øge lufttrykket i cylindrene. Begge har strenge begrænsninger på dimensioner, vægt og styrke af cylindrene. Måske vil disse problemer en dag blive løst, men indtil videre bruges såkaldte hybridfremdrivningssystemer.
Især for et pneumatisk køretøj foreslås det at bruge laveffekt motor intern forbrænding, som konstant pumper luft ind i arbejdscylindrene. Motoren kører konstant og pumper luft ind i cylindrene og slukker først, når trykket i cylindrene når sin maksimale værdi. Denne løsning kan reducere benzinforbruget, kulilteudslippet til atmosfæren betydeligt og øge rækkevidden af det pneumatiske køretøj. 
En sådan hybridordning er universel og bruges med succes, herunder i elektriske køretøjer. Den eneste forskel er, at du i stedet for en trykluftcylinder bruger elektrisk batteri, og i stedet for en pneumatisk motor - en elektrisk motor. Laveffekt forbrændingsmotor roterer elektrisk generator, som genoplader batterierne, som igen driver elmotorerne.
Essensen af enhver hybrid kredsløb er at genopbygge den energi, der forbruges ved hjælp af en forbrændingsmotor. Dette tillader brugen af en motor med lavere effekt. Det virker i den mest fordelagtige tilstand og forbruger mindre brændstof, hvilket betyder, at den udleder mindre giftige stoffer. En pneumatisk bil eller en elbil har mulighed for at øge kilometertal, fordi den forbrugte energi delvist genopfyldes direkte under kørslen. 
Under hyppige stop ved lyskryds, ved friløb og ned ad skråninger, forbruger traktionsmotoren ikke energi, og cylindrene eller batterierne er rent opladet. Under lange stop er det bedre at genopfylde energireserverne fra en standard tankstation.
Forestil dig, at du er ankommet på arbejde, bilen er parkeret, og motoren fortsætter med at køre og genopbygger energireserverne i cylindrene. Vil dette ophæve alle fordelene ved en hybridbil? Vil det vise sig, at benzinbesparelserne ikke bliver så store, som vi gerne ville?
I min fjerne ungdoms dage tænkte jeg også på en luftmotor til en hjemmelavet bil. Kun retningen for min søgning var af kemisk natur. Jeg ville finde et stof, der ville reagere voldsomt med vand eller et andet stof og frigive gasser. Så kunne jeg ikke finde noget passende, og ideen blev opgivet for altid.
Men en anden idé dukkede op - hvorfor ikke højt tryk luft ikke bruge et vakuum? Hvis en cylinder med trykluft er beskadiget på nogen måde, eller lufttrykket overstiger den tilladte grænse, er dette fyldt med dets øjeblikkelige ødelæggelse, som en eksplosion. Dette truer ikke en vakuumcylinder; den kan simpelthen blive fladtrykt af atmosfærisk tryk.
For at opnå et højt tryk i cylinderen, omkring 300 bar, skal du bruge en speciel kompressor. For at opnå et vakuum i cylinderen er det nok at lukke en portion almindelig vanddamp ind. Den afkølede damp vil blive til vand, faldende i volumen med 1600 gange og... målet er nået, et delvist vakuum opnås. Hvorfor delvis? Ja, for ikke alle cylindere kan tåle et dybt vakuum. 
Så er alt simpelt. For at en bil kan køre så langt som muligt på én cylinder, er det nødvendigt at tilføre damp, ikke luft, til den pneumatiske motor. Efter at have afsluttet arbejdet, passerer dampen gennem kølesystemet, hvor den afkøles og bliver til vand og kommer ind i en vakuumcylinder. Det vil sige, at hvis damp, f.eks. 1600 cm3, ledes gennem motoren, vil der kun komme 1 cm3 vand ind i cylinderen. Der kommer således kun en lille mængde vand ind i vakuumcylinderen, og dens driftstid øges mange gange.
Lad os dog vende tilbage til vores pneumatiske køretøjer. Det indiske firma Tata Motors skal masseproducere en kompakt bybil, der kører på trykluft. Virksomheden hævder, at deres pneumatiske køretøj er i stand til at accelerere op til 70 km/t og køre op til 200 kilometer fra én tankning.
Til gengæld forbereder amerikanerne også et sekspersoners CityCAT pneumatisk køretøj til serieproduktion. De angivne egenskaber indikerer, at bilen vil kunne accelerere til 80 km/t, og rækkevidden vil være 130 km. Et andet pneumatisk køretøj fra det amerikanske firma MDI, den lille tre-personers MiniCAT, er også planlagt til at blive lanceret i serie.
Mange virksomheder blev interesserede i pneumatiske køretøjer. Australien, Frankrig, Mexico og en række andre lande er også klar til at begynde at producere denne stadig usædvanlige, men opmuntrende transportform. Forbrændingsmotoren skal stadig forlade arenaen og give plads til en anden motor, enklere og mere pålidelig. Det er svært at sige, hvornår det vil ske, men det vil helt sikkert ske. Fremskridt kan ikke stå stille.
Udviklet af det franske firma Motor Development International (MDI), er maskinen kaldet AIRPod drevet af trykluft. Selvom den er blevet produceret siden 2009, har den i lang tid kun givet alle (med mulig undtagelse af miljøforkæmpere) et nedladende smil. Faktisk kunne den oprindeligt kun betjenes i varme klimaer: den pneumatiske propelmotor, der blev udviklet i begyndelsen af 1990'erne, startede ikke, da lave temperaturer. Og selvom der i dag allerede er udviklet et trykluftvarmesystem, hvilket udvider geografien for brugen af AIRPod, kan det kun købes i Hawaii (amerikansk stat).
Roadshow
I foråret 2015 afholdt den uafhængige virksomhed ZPM (Zero Pollution Motor) et offentligt road-show i bedste sendetid på den amerikanske tv-kanal ABC for at tiltrække investorer (bogstaveligt oversat til russisk som "road show"). ZPM købte fra franskmændene retten til at producere og sælge den nye AIRPod-model - indtil videre kun på Hawaii, valgt som "lanceringsmarkedet".
Præsenteret et projekt for et anlæg til produktion af miljøvenlige rene biler to aktionærer i ZPM er den berømte amerikanske sanger Pat Boone (toppen af hans karriere var i 1950'erne) og filmproducenten Eitan Tucker ("Shrek", "Seven Years in Tibet" osv.). De tilbød potentielle investorer (de såkaldte "business angels") 50 % af ZPM-aktierne for 5 millioner dollars.
Investorerne havde ikke travlt med at punge ud. Samtidig sagde Robert Herjavec, ejeren og grundlæggeren af det canadiske it-firma Herjavec Group, som blev betragtet som den mest lovende af dem, at han var interesseret i AIRPod-salg ikke i en bestemt stat, men i hele USA. Så ZPM-ledelsen forhandler i øjeblikket med franskmændene om at udvide salgsområdet.
I de fleste lande i verden er biler med forbrændingsmotorer stadig det vigtigste transportmiddel. I landene i "den gyldne milliard", hvor kravene til biler er meget højere, ser situationen anderledes ud - der er biler, der kører på elektricitet og andre alternative brændstoffer, nu ved at blive den førende retning i produktionen.
Imidlertid stoppede fremkomsten af det elektriske køretøj som en ny standard i bilindustrien ikke initiativet fra forskere og udviklere af nye typer Køretøj.
I løbet af de sidste tyve år er der blevet skabt mange forskellige prototyper af biler rundt om i verden: brintbrændstof, biobrændstof, solpaneler osv. Det kan dog ikke siges med sikkerhed, at nogen af disse alternativer har reelle udsigter til at konkurrere med de "traditionelle" benzinbiler og elbiler.
Problemet her er, at den afgørende faktor altid er enkelhed og lave produktionsomkostninger, og hvis alternativet ikke er omkostningseffektivt, så er alle dets andre fordele ikke længere af særlig betydning.
I en sådan situation, eksperimenter af store bilfirmaer har en meget større chance for anerkendelse og masseproduktion. Et eksempel på en sådan udvikling er Air Hybrid, en innovativ hybridenhed bestående af en avanceret forbrændingsmotor og en hydraulisk kompressor, designet og udviklet af PSA Peugeot Citroen.
Denne franske virksomhed, som kombinerede potentialet fra to kendte bilfirmaer, havde til formål at skabe en ny type motor, hvori trykluft ville blive brugt i stedet for elektricitet. Air Hybrid var den vellykkede afslutning af næste fase af virksomhedens program, som sigter mod at reducere brændstofforbruget i mærkets biler til rekordhøje 2 liter pr. 100 kilometer.
Den revolutionerende karakter af Air Hybrid er, at en sådan motor kan fungere i tre tilstande på én gang - kun på trykluft, på benzin og også på luft og benzin samtidigt. En af hovedfordelene ved denne løsning er en væsentlig reduktion i vægten, hvilket i sig selv også er en vigtig faktor for brændstoføkonomien.
Det hydrauliske system vejer ikke kun mindre, men er også meget billigere at fremstille end et traditionelt system, der inkluderer genopladelige batterier. Derudover er hydraulik mere pålidelig - det gør mange komplekse elektroniske systemer, som i almindelig bil for mange og som styrer alt fra motorstart til den indbyggede alkometer.
Det er værd at bemærke, at indbyggede professionelle alkometere, der tester føreren før start af motoren, er en populær løsning blandt mange europæiske producenter biler.
Ny hybrid motor fra Peugeot Citroen består af benzinmotor, en tilpasset transmission af epicyklisk type, hvor i stedet for elektrisk motor Der vil blive brugt en hydraulisk kompressor.
I prototypen er to cylindre indeholdende trykluft placeret under bilens gulv - den ene med lavtryksluft og den anden med højtryk.
Ved hjælp af trykluft kan sådan en bil køre med hastigheder på op til 70 km/t, hvilket er optimalt til at rejse rundt i byen. Når du skal øge hastigheden, kan du skifte til benzinmotoren, og til ekstrem acceleration arbejder motorerne sammen.
For flere år siden spredte nyheden sig verden over, at det indiske selskab Tata skulle lancere en serie af en bil drevet af trykluft. Planer forblev planer, men pneumatiske biler er helt klart blevet en trend: hvert år dukker der flere ganske levedygtige projekter op, og Peugeot selskab i 2016 planlagde man at sætte en lufthybrid på transportøren. Hvorfor blev pneumatiske biler pludselig moderne?
Alt nyt er godt glemt gammelt. I slutningen af det 19. århundrede var elbiler således mere populære end deres benzin-modstykker, så overlevede de et århundredes glemsel og "rejste sig fra asken" igen. Det samme gælder pneumatisk udstyr. Tilbage i 1879 designede den franske luftfartspioner Victor Tatin A? Roplane, som skulle stige i luften takket være en trykluftmotor. Modellen af denne maskine fløj med succes, selvom fuld størrelse flyet var ikke bygget.
Forfaderen til pneumatiske motorer jordtransport blev en anden franskmand, Louis Mekarski, som udviklede en lignende kraftenhed til parisiske og Nantes sporvogne. Nantes testede maskinerne i slutningen af 1870'erne, og i 1900 ejede Mekarski en flåde på 96 sporvogne, hvilket beviste systemets effektivitet. Efterfølgende blev den pneumatiske "flåde" erstattet af en elektrisk, men der var kommet en start. Senere fandt pneumatiske lokomotiver et smalt område med udbredt anvendelse - minedrift. Samtidig begyndte forsøg på at installere en luftmotor på en bil. Men indtil begyndelsen af det 21. århundrede forblev disse forsøg isolerede og ikke værd at være opmærksomme på.
Fordele: nej skadelige emissioner, evnen til at tanke en bil derhjemme, lave omkostninger på grund af enkelheden i motordesignet, muligheden for at bruge en energirecuperator (for eksempel kompression og akkumulering af ekstra luft på grund af bilens bremsning). Ulemper: lav effektivitet (5-7%) og energitæthed; behovet for en ekstern varmeveksler, da når lufttrykket falder, er motoren meget overkølet; lavtydende indikatorer for pneumatiske køretøjer.
Fordele ved luft
En luftmotor (eller, som man siger, en luftcylinder) omdanner energien fra ekspanderende luft til mekanisk arbejde. Dens funktionsprincip svarer til en hydraulisk. Luftmotorens "hjerte" er stemplet, som stangen er fastgjort til; en fjeder er viklet om stangen. Luften, der kommer ind i kammeret, med stigende tryk, overvinder fjederens modstand og bevæger stemplet. Under udstødningsfasen, når lufttrykket falder, bringer fjederen stemplet tilbage til sin oprindelige position - og cyklussen gentages. En pneumatisk cylinder kan godt kaldes en "intern ikke-forbrændingsmotor".
Et mere almindeligt membranskema er, hvor rollen som en cylinder spilles af en fleksibel membran, hvortil en stang med en fjeder er fastgjort på samme måde. Dens fordel er, at den ikke kræver så høj præcision i tilpasningen af bevægelige elementer; den kræver ikke smøremidler, og arbejdskammerets tæthed øges. Der er også roterende (plade) pneumatiske motorer - analoger til Wankel forbrændingsmotorer.
Den lille tre-personers pneumatiske bil fra den franske MDI blev præsenteret for offentligheden kl Geneve Motor Show 2009. Han har ret til at bevæge sig på dedikerede cykelstier og kræver ikke kørekort. Måske den mest lovende pneumatiske bil.
De vigtigste fordele ved luftmotoren er dens miljøvenlighed og lave omkostninger til "brændstof". Faktisk er pneumatiske lokomotiver på grund af deres affaldsfrie natur blevet udbredt i mineindustrien - når man bruger en forbrændingsmotor i et begrænset rum, bliver luften hurtigt forurenet, hvilket forværrer arbejdsforholdene markant. Udstødningsgasserne fra en pneumatisk motor er almindelig luft.
En af ulemperne ved en pneumatisk cylinder er dens relativt lave energitæthed, det vil sige mængden af genereret energi pr. volumenenhed af arbejdsfluidet. Sammenlign: luft (ved et tryk på 30 MPa) har en energitæthed på omkring 50 kWh pr. liter, og almindelig benzin - 9411 kWh pr. liter! Det vil sige, at benzin som brændstof er næsten 200 gange mere effektivt. Selv under hensyntagen til den ikke særlig høje effektivitet af en benzinmotor, producerer den i sidste ende omkring 1600 kWh pr. liter, hvilket er væsentligt højere end en pneumatisk cylinders ydeevne. Dette begrænser alle ydelsesindikatorer for pneumatiske motorer og de maskiner, de kører (strømreserve, hastighed, effekt osv.). Derudover har luftmotoren en relativt lav virkningsgrad - omkring 5-7% (mod 18-20% for en forbrændingsmotor).
Pneumatik af det XXI århundrede
Det hastende med miljøproblemer i det 21. århundrede har tvunget ingeniører til at vende tilbage til den længe glemte idé om at bruge en pneumatisk cylinder som motor til et vejkøretøj. Faktisk er en pneumatisk bil mere miljøvenlig end selv en elbil, hvis designelementer indeholder skadelige miljø stoffer. I en pneumatisk cylinder er der luft og intet andet end luft.
Derfor var den ingeniørmæssige hovedopgave at bringe den pneumatiske bil til en form, hvor den kunne konkurrere med elbiler m.h.t. operationelle egenskaber og omkostninger. Der er mange faldgruber i denne sag. For eksempel problemet med luftudtørring. Hvis der endda er en dråbe væske i den komprimerede luft, vil den på grund af stærk afkøling under udvidelsen af arbejdsvæsken blive til is, og motoren vil simpelthen gå i stå (eller endda kræve reparation). Normal sommerluft indeholder cirka 10 g væske pr. 1 m 3, og ved påfyldning af én cylinder skal der bruges ekstra energi (ca. 0,6 kWh) på dehydrering - og denne energi er uerstattelig. Denne faktor negerer muligheden for genopfyldning af hjemmet af høj kvalitet - dehydreringsudstyr kan ikke installeres og betjenes derhjemme. Og dette er blot et af problemerne.
Ikke desto mindre viste temaet for den pneumatiske bil sig at være for attraktivt til at glemme.
På fuld tank og fuldt opladet Air Peugeot 2008 Hybrid luft kan køre op til 1300 km.
Gå direkte til serien?
En af løsningerne til at minimere ulemperne ved en luftmotor er at lette bilen. En by minibil har faktisk ikke brug for en stor rækkevidde og hastighed, men miljøindikatorer spiller en væsentlig rolle i storbyen. Det er præcis, hvad de fransk-italienske ingeniører regner med. Motorfirma Development International, som på Geneve Motor Show 2009 præsenterede verden for MDI AIRpod pneumatisk kørestol og dens mere seriøse version, MDI OneFlowAir. MDI begyndte at "kæmpe" for en pneumatisk bil tilbage i 2003, der viste Eolo Car-konceptet, men kun ti år senere, efter at have ramt en masse bump, kom franskmændene frem til en løsning, der var acceptabel for samlebåndet.
MDI AIRpod er en krydsning mellem en bil og en motorcykel, en direkte analog af en "kørestol", som det ofte blev kaldt i USSR. Takket være en luftmotor på 5,45 hestekræfter kan den trehjulede lille bil, der kun vejer 220 kg, accelerere til 75 km/t, og rækkevidden er 100 km i basisversionen eller 250 km i en mere seriøs konfiguration. Interessant nok har AIRpod slet ikke et rat – bilen styres af et joystick. I teorien kan den bevæge sig både på offentlig vej og på cykelstier.
AIRpod har alle muligheder for masseproduktion, da i byer med en udviklet cykelinfrastruktur, såsom Amsterdam, kan sådanne maskiner være efterspurgte. En lufttankning på en specialudstyret station tager cirka halvandet minut, og rejseomkostningerne er i sidste ende cirka 0,5 pr. 100 km – billigere kan det simpelthen ikke blive. Ikke desto mindre er den angivne dato for serieproduktion (foråret 2014) allerede passeret, og tingene er der stadig. Måske vil MDI AIRpod dukke op på gaderne i europæiske byer i 2015.
Langrendsmotorcyklen, bygget af australske Dean Benstead på et Yamaha-chassis, er i stand til at accelerere til 140 km/t og køre non-stop i tre timer med en hastighed på 60 km/t. Luftmotoren i Angelo di Pietro-systemet vejer kun 10 kg.
Det andet præproduktionskoncept er det berømte projekt af den indiske gigant Tata, MiniCAT-bilen. Projektet blev lanceret samtidigt med AIRpod, men i modsætning til europæerne inkluderede indianerne i programmet en normal, fuldgyldig mikrobil med fire hjul, bagagerum og et traditionelt layout (bemærk i AIRpod sidder passagerer og chauffør med deres tilbage til hinanden). Tatas vægt er lidt større, 350 kg, maksimal hastighed— 100 km/t, gangreserve — 120 km, det vil sige, at MiniCAT som helhed ligner en bil og ikke som et legetøj. Interessant nok kæmpede Tata ikke med at udvikle en luftmotor fra bunden, men for 28 millioner dollars erhvervede rettighederne til at bruge MDI's udviklinger (hvilket gjorde det muligt for sidstnævnte at holde sig oven vande) og forbedrede motoren til at drive et større køretøj frem. Et af funktionerne ved denne teknologi er brugen af den varme, der frigives, når den ekspanderende luft afkøles for at opvarme luften, når cylindrene fyldes.
I første omgang skulle Tata sætte MiniCAT på produktionslinje i midten af 2012 og producere omkring 6.000 enheder om året. Men testen fortsætter, og serieproduktionen er blevet udskudt til bedre tider. Under udviklingen lykkedes det for konceptet at ændre navn (tidligere hed det OneCAT) og design, så ingen ved, hvilken version af det i sidste ende kommer til salg. Det synes selv Tata-repræsentanter.
På to hjul
Jo lettere et trykluftkøretøj er, jo mere effektivt er det med hensyn til operationel og økonomisk ydeevne. Den logiske konklusion fra dette udsagn er - hvorfor ikke lave en scooter eller motorcykel?
Det var den australske Dean Bensteads bekymring, som i 2011 viste verden motocross cykel O 2 Pursuit med en kraftenhed udviklet af Engineair. Sidstnævnte har specialiseret sig i de allerede nævnte roterende luftmotorer udviklet af Angelo di Pietro. Faktisk er dette et klassisk Wankel design uden forbrænding - rotoren drives af lufttilførsel til kamrene. Benstead gik den modsatte vej, da han udviklede. Han bestilte først en motor fra Engineair, og byggede derefter en motorcykel omkring den ved hjælp af et stel og nogle elementer fra en Yamaha WR250R. Bilen viste sig at være overraskende energieffektiv: Den kører 100 km på én opfyldning og når i teorien en maksimal hastighed på 140 km/t. Disse indikatorer overstiger i øvrigt manges elektriske motorcykler. Benstead spillede klogt på cylinderens form og passede den ind i rammen - dette sparede plads; motoren er dobbelt så kompakt som dens benzinmodstykke, og den ledige plads giver dig mulighed for at installere en anden cylinder, hvilket fordobler motorcyklens kilometertal.
Men desværre forblev O 2 Pursuit kun et engangslegetøj, selvom det blev nomineret til en prestigefyldt opfindelsespris etableret af James Dyson. To år senere blev Bensteads idé opfanget af en anden australier, Darby Bicheno, som foreslog at bruge et lignende design til ikke at skabe en motorcykel, men et rent urbant køretøj, en scooter. Hans EcoMoto 2013 skulle være lavet af metal og bambus (ingen plastik), men tingene er endnu ikke gået videre end gengivelser og tegninger.
Ud over Benstead og Bicheno byggede Evin I Yang en lignende bil i 2010 (hans projekt blev kaldt Green Speed Air Motorcycle). Alle tre designere var i øvrigt studerende på Royal Melbourne Institute of Technology, og derfor ligner deres projekter hinanden, bruger den samme motor og... har ikke en chance for en serie, resterende forskningsarbejde.
I 2011 sportsvogn Toyota Ku:Rin satte verdens hastighedsrekord for køretøjer drevet af trykluft. Typisk accelererer pneumatiske biler ikke til mere end 100-110 km/t, men Toyota-konceptet viste et officielt resultat på 129,2 km/t. På grund af sit fokus på hastighed kunne Ku: Rin kun køre 3,2 km på én opladning, men den trehjulede enkeltsædede bil behøvede ikke mere. Rekorden er sat. Interessant nok var rekorden før det kun 75,2 km/t og blev sat i Bonneville af Silver Rod-bilen designet af amerikaneren Derek McLeish i sommeren 2010.
Selskaber i starten
Ovenstående bekræfter, at flyvebiler har en fremtid, men højst sandsynligt ikke i " ren form" Alligevel har de deres begrænsninger. Den samme MDI AIRpod fejlede absolut alle crashtests, da dens ultralette design ikke tillod den at beskytte føreren og passagererne ordentligt.
Men at bruge pneumatiske teknologier som yderligere kilde energi ind hybrid bil er ret ægte. I den forbindelse meddelte Peugeot, at fra og med 2016 vil nogle Peugeot 2008 crossovers blive produceret i en hybridversion, hvor et af elementerne vil være Hybrid Air-installationen. Dette system er udviklet i samarbejde med Bosch; dens essens er, at forbrændingsmotorens energi vil blive lagret ikke i form af elektricitet (som i konventionelle hybrider), men i cylindre med trykluft. Planerne forbliver dog planer: i øjeblikket er installationen ikke installeret på produktionsbiler.
Peugeot 2008 Hybrid Air vil være i stand til at bevæge sig ved hjælp af energien fra en forbrændingsmotor, luft kraftenhed eller kombinationer heraf. Systemet vil selv genkende, hvilken energikilde der er mere effektiv i en given situation. Især i bykredsløbet vil energien fra trykluft blive brugt 80% af tiden - den driver en hydraulisk pumpe, som roterer akslen, når forbrændingsmotoren er slukket. Den samlede brændstofbesparelse med denne ordning vil være op til 35 %. Ved kørsel i ren luft er køretøjets maksimale hastighed begrænset til 70 km/t.
Peugeot-konceptet ser absolut levedygtigt ud. Når man tager de miljømæssige fordele i betragtning, kan sådanne hybrider meget vel erstatte elektriske i løbet af de næste fem til ti år. Og verden bliver lidt renere. Eller det vil den ikke.
En gruppe af vores specialister arbejder på udviklingen af pneumatiske bevægelsesdrev inden for deres anvendelse i vejtransport og i drev af forskellige arbejdsmaskiner. De har gjort et enormt arbejde i denne retning, men først kan vi sige et par ord om den aktuelle globale tendens inden for dette arbejdsområde.
Køretøjer drevet af trykluft.
Den indiske bilproducent Tata, der undersøgte muligheden for at skabe super-miljøvenlige personbiler drevet af trykluft, underskrev en aftale med det franske firma MDI, som udvikler miljøvenlige rene motorer kun brug af trykluft som brændstof. Tata har erhvervet rettighederne til disse teknologier for Indien og undersøger nu, hvor og hvordan de kan bruges. Tata har længe forberedt offentligheden på miljøvenlig transport, hvilket bliver mere og mere almindeligt i Indien, hvor der er et ægte bilboom.
"Dette koncept som en måde at køre på er meget interessant," siger administrerende direktør indisk selskab Ravi Kant. Virksomheden ledte efter muligheder for at anvende "komprimeret luft"-teknologi til mobile og stationære applikationer, tilføjer Kant.
Og her er endnu en sensation fra indiske producenter. De lancerer masseproduktion af en "Nano"-model kaldet OneCAT, som ikke længere vil have en benzinmotor, men en pneumatisk motor, der kører på trykluft. Den angivne pris på det revolutionerende nye produkt er omkring fem tusind dollars. Der er et batteri under førersædet på Nano, og forsædepassageren sidder direkte på brændstoftank. Hvis du fylder en bil med luft på en kompressorstation, vil det tage tre-fire minutter. "Oppumpning" ved hjælp af en minikompressor, der kører fra en stikkontakt, varer tre til fire timer. "Luftbrændstof" er relativt billigt: hvis du konverterer det til en benzinækvivalent, viser det sig, at bilen bruger omkring en liter pr. 100 km.
Engineairs miljøvenlige Gator-mikro-truck, Australiens første trykluftkøretøj, der kommer i live kommerciel drift, startede for nylig i Melbourne. Bæreevnen på denne vogn er 500 kg. Rumfanget af luftcylindre er 105 liter. Kilometerstanden på en tankstation er 16 km. I dette tilfælde tager tankning et par minutter. Mens opladning af en lignende elbil fra netværket ville tage timer. Derudover er batterier dyrere end cylindre, er meget tungere og er miljøforurenende efter endt levetid og under drift.
Denne slags biler fungerer allerede i golfkøller. At flytte spillere rundt på banen det bedste middel kan ikke findes, fordi i rollen udstødningsgasser den samme luft kommer ud af det pneumatiske køretøj.
Ideen med et pneumatisk drev er enkel - maskinen drives af noget, der ikke brænder i motorcylindrene. benzin blanding, og en kraftig luftstrøm fra cylinderen (trykket i cylinderen er ca. 300 atmosfærer). Disse biler har ingen brændstoftanke, ingen batterier, nej solpaneler. De har ikke brug for brint, diesel eller benzin. Pålidelighed? Der er næsten intet at bryde her.
Sådan kan du arrangere en køretur passager bil efter Di Pietro-systemet. To roterende luftmotorer, en pr. hjul. Og ingen transmission - trods alt producerer luftmotoren maksimalt drejningsmoment med det samme - selv i stationær og snurrer op til ganske anstændige hastigheder, så den behøver ikke en speciel transmission med variabel udveksling. Nå, enkelheden i designet er endnu et plus for hele ideen.
Luftmotoren har en anden vigtig fordel: den kræver praktisk talt ikke vedligeholdelse; standardkilometeret mellem to tekniske inspektioner er ikke mindre end 100 tusinde kilometer.
Det store plus ved et pneumatisk køretøj er, at det praktisk talt ikke har brug for olie - en liter "smøremiddel" er nok til motoren i 50 tusinde kilometer (for almindelig bil du skal bruge cirka 30 liter olie). Det pneumatiske køretøj har heller ikke brug for aircondition - luften, der udstødes af motoren, har en temperatur fra nul til femten grader Celsius. Dette er ganske nok til at køle interiøret, hvilket er vigtigt for det varme Indien, hvor de planlægger at frigive bilen.
CityCAT-modellen bør bygges i staterne. Dette er en seks-personers bil med et stort bagagerum. Bilens vægt bliver 850 kilo, længde - 4,1 m, bredde - 1,82 m, højde - 1,75 m. Denne bil vil kunne køre op til 60 kilometer i byen på trykluft alene og vil være i stand til at accelerere til 56 kilometer i timen.
4 cylindre, lavet af kulfiber med en Kevlar-skal, hver 2 meter lang og en kvart meter i diameter, placeret under bunden, rummer 400 liter trykluft under et tryk på 300 bar. Højtryksluft pumpes enten ind i dem på specielle kompressorstationer eller produceres af en indbygget kompressor, når den er tilsluttet en standard 220 volt strømforsyning. I det første tilfælde tager tankning omkring 2 minutter, i det andet - omkring 3,5 timer. Energiforbruget er i begge tilfælde omkring 20 kW/t, hvilket med nuværende elpriser svarer til udgiften til halvanden liter benzin. En trykluftbil har mange fordele i forhold til en elbil: den er meget lettere, lader dobbelt så hurtigt og har en tilsvarende rækkevidde.
Pneumatic CityCAT's Taxi og MiniCAT'er fra Motor Development International.
Luftmotorudviklere fra MDI-firmaet beregnede den samlede effektivitet i raffinaderi-køretøjskæden for tre typer drev - benzin, elektrisk og luft. Og det viste sig, at effektiviteten af luftdrevet er 20 procent, hvilket er mere end to gange højere end effektiviteten af standarden. benzinmotor og halvanden gange effektiviteten af det elektriske drev. Derudover ser miljøbalancen endnu bedre ud, hvis du bruger vedvarende energikilder.
I mellemtiden, ifølge MDI, i Frankrig alene mere end 60 tusinde forudbestillinger til luftbil. Østrig, Kina, Egypten og Cuba har til hensigt at bygge fabrikker til sin produktion. Myndighederne i den mexicanske hovedstad viste stor interesse for det nye produkt: Mexico City er som bekendt en af de mest forurenede byer i verden, så byfædrene har til hensigt at erstatte alle 87.000 benzin- og dieseltaxier med miljøvenlige franske biler så hurtigt som muligt.
Analytikere mener, at en bil drevet af trykluft, uanset hvem der har skabt den (Tata, Engineair, MDI eller andre), godt kan indtage en fri niche på markedet ligesom elbiler, som andre producenter allerede har udviklet eller bare tester.
Pneumatisk drev, fordele og ulemper. Konklusioner draget af vores specialisters arbejde
Pneumatisk drevne maskiner er et emne, der faktisk ikke er så lovende, som indiske, franske eller amerikanske "eksperter" taler om det, selvom det ikke er uden nogle fordele.
Selve det pneumatiske drev løser ikke problemet med brændstof. Faktum er, at energireserven af trykluft er meget lille, og et sådant drev er i stand til effektivt at løse brændstof problem kun for visse typer køretøjer: minibiler til passagerer og fragt, gaffeltrucks og de letteste bybiler (f.eks. specialtaxaer). Og intet mere, hvis vi taler om en ren pneumatisk og ikke et hybriddrev (et hybriddrev er et parallelt, men helt separat emne).
Når du udvikler et pneumatisk drev til en maskine, skal du ikke beskæftige dig med den pneumatiske motor, men med det pneumatiske drev - et helt system, hvor den pneumatiske motor kun er integreret del. Et godt pneumatisk drev bør omfatte flere separate komponenter:
1. Selve den pneumatiske motor er en stempel- eller roterende multimode-motor (eventuelt af et originalt design), der giver høj og variabel specifik trykkraft (drejningsmoment) ved enhver hastighed og samtidig opretholder en konsekvent høj volumetrisk effektivitet (80-90%).
2. Et system til at forberede indtaget af trykluft i motorcylindrene, som giver automatisk installation tryk, dosering og indfasning af portioner af luft, der ledes ind i motorcylindrene.
3. Automatisk enhed til styring af belastningen og hastigheden af det pneumatiske køretøj - styrer den pneumatiske motor og systemet til at forberede indtaget af trykluft i dets cylindre i overensstemmelse med maskinoperatørens anmodninger om hastigheden af dets bevægelse og belastningen på det pneumatiske drev.
Sådan et pneumatisk drev vil ikke have nogen konstante egenskaber. Alle dens egenskaber - effekt, drejningsmoment, rotationshastighed - ændres automatisk fra nul til maksimum afhængigt af driftsbetingelserne og den belastning, der overvindes. Derudover kan den have reversibel vandring og en pneumatisk tvungen bremsemekanisme såsom en retarder.
Kun en sådan integreret tilgang til at løse det pneumatiske drevproblem vil gøre det muligt at gøre det så effektivt som muligt, ekstremt økonomisk og ikke kræver brug af forskellige hjælpesystemer, såsom en kobling eller gearkasse. Det er også i stand til at øge effektiviteten af det pneumatiske system med 15-30% sammenlignet med verdensanaloger.
For en eksperimentel maskine med et pneumatisk drev er det bedst at bruge en gaffeltruck, der er specielt designet til dette formål. Denne maskine vil kunne vise sig både i bevægelse og i arbejde. Det er nemmere at lave frontpaneler til en gaffeltruck end at lave et karosseri, og desuden er en læsser en fundamentalt tung maskine, og vægten af stålcylindre til trykluft vil ikke forstyrre den, og lette kulfiber-Kevlar-cylindre ved den første fase af arbejdet vil koste mere end hele maskinen. At vi kan bruge individuelle komponenter i maskinen fra serielle gaffeltrucks vil også spille en rolle, og det vil fremskynde arbejdet.
Derudover er en gaffeltruck en af de få maskiner, der giver mening at lave med et pneumatisk drev, især som prototype.
En sådan maskine med pneumatisk drev har nogle fordele i forhold til dens diesel- og elektriske modstykker: - i masseproduktion vil den være billigere at producere, - energireserven i cylindrene svarer til energireserven i batterierne i en elektrisk gaffeltruck, - ladetiden for cylindrene er flere minutter, og ladetiden for batterierne er - 6-8 timer, - det pneumatiske drev er praktisk talt ufølsomt over for ændringer i omgivelsestemperaturen - når temperaturen stiger til +50º, øges energireserven med 10 % og med en yderligere stigning i omgivelsestemperaturen øges energireserven i det pneumatiske drev kun, uden at det har en skadelig effekt (som en dieselmotor, der er udsat for overophedning). Når temperaturen falder til -20º, reduceres energireserven af det pneumatiske drev med 10% uden andre skadelige virkninger på dets drift, mens energireserven for elektriske batterier falder 2 gange, og en dieselmotor starter muligvis ikke i sådan koldt vejr. Når den omgivende temperatur falder til -50º, fungerer batterier og dieselmotorer praktisk talt ikke uden specielle tricks, og det pneumatiske drev mister kun omkring 25% af sin energireserve. - sådan et pneumatisk drev kan give et meget større trækkraft og hastighedsområde for driften end trækmotorer elektriske gaffeltrucks eller momentomformere til diesel gaffeltrucks.
Infrastrukturen til tankning og servicering af pneumatisk drevne maskiner kan skabes meget enklere end en tilsvarende infrastruktur for konventionelle maskiner.
Pneumatisk tankning kræver ikke tilførsel og forarbejdning af brændstof - det er omkring os og helt gratis. Der kræves kun en elektrisk forsyning.
Genopfyldning af pneumatiske køretøjer i ethvert hjem er en absolut reel ting, kun omkostningerne ved at tanke et pneumatisk køretøj derhjemme vil være lidt højere end på en hovedpneumatisk station.
Med hensyn til genopladning af det pneumatiske køretøj ved opbremsning eller bevægelse ned ad bakke (den såkaldte energigenvinding), så tekniske årsager Dette er enten meget svært at gøre eller ikke økonomisk rentabelt.
Problemet med energigenvinding for pneumatisk drevne køretøjer er meget sværere at løse end for elektriske køretøjer.
Hvis du genvinder energi (ved at bruge bilens bremsning eller dens bremsning, når du kører ned ad en skråning) ved hjælp af en generator og en kompressor, så viser genvindingskæden sig at være meget længere: generator - batteri - konverter - elmotor - kompressor. I dette tilfælde skal recuperatorens effekt (genvindingssystemet som helhed og alle dets komponenter separat) være omkring halvdelen af effekten af maskinens luftmotor.
I et pneumatisk køretøj er energigenvindingsmekanismen meget mere kompleks og dyrere end i et elektrisk køretøj. Faktum er, at den elektriske køretøjsgenerator, der er forbundet med energigenvinding, returnerer energi til batterierne ved en stabil spænding, uanset køretøjets bremsetilstand. I dette tilfælde afhænger strømstyrken af bremsetilstanden og spiller ikke en særlig rolle ved genopladning af batteriet. Det er denne proces, der er meget vanskelig at opnå i et pneumatisk drev.
Ved pneumatisk drivenergigenvinding er spændingsanalogen tryk, og analogen af strømstyrken er kompressorens ydeevne. Og begge disse mængder er variable afhængigt af bremsetilstanden.
For at gøre det mere overskueligt, vil genopretning ikke ske, hvis trykket i cylindrene er 300 atmosfærer, og kompressoren i den valgte bremsetilstand kun skaber 200 atmosfærer. Samtidig vælges bremsetilstanden af føreren individuelt i hvert enkelt tilfælde og tilpasses kørselsforholdene og ikke til recuperatorens effektive drift.
Der er andre problemer forbundet med energigenvinding i pneumatiske køretøjer.
Så det pneumatiske drev kan bruges i ret begrænset omfang i udviklingen af et meget snævert udvalg af småbiler - de samme leveringsvogne, lette by- og klubminibiler.
En model af en åben mikrobil eller mikrocargo, drevet af trykluft. Et ideelt transportmiddel til små byer og byer i varme klimaer. Absolut ren udstødning - ren kølig luft, som kan rettes til at skabe et mikroklima for passagererne. Et meget økonomisk automatiseret pneumatisk drev til dens bevægelse sikrer maksimal effektivitet og automatisering af kontrol af dens bevægelse, uanset ændringer i størrelsen af den eksterne belastning - modstand mod bevægelse. Den originale luftmotor med variabelt drejningsmoment kræver ikke en gearkasse. Effektiviteten af dette pneumatiske drev er 20% højere end eksisterende lignende pneumatiske drev fra andre udviklere og er så tæt som muligt på den teoretiske grænse for at bruge energien, der er lagret i trykluften i maskinens cylindre.
