Стартап : утилитарный автомобиль с минимальным расходом энергии

§1. Влияние автомобиля на климат.

Среднегодовая температура на Земле колеблется около 0 Гр С.                         

Почему это происходит? Терморегуляция  планеты  основана на свойствах воды.

При фазовом переходе  лед-вода  1 Гр воды  поглощает 80 кал. тепла. Следующие 80 кал нагревают этот грамм воды до 80 Гр.С.

При фазовом переходе вода – лед выделяется  80 кал. тепла.

Стабилизация температуры среды осуществляется тепловым аккумулятором  — ледниками планеты.

Жизнь на Земле возможна только в диапазоне температур, обеспеченном  работой этого аккумулятора.  Все объемы тепла, нарушающие тепловой баланс, поглощаются и выделяются за счет таяния или роста  ледников. Мощность поглощения тепловой энергии ледником  определяется его площадью. Время удержания стабильного температурного состояния определяется массой ледников.

На сегодня, площади тающих ледников  еще удерживают  тепловой баланс в состоянии комфортном для биосферы.

Но оставшееся время эффективной работы ледников определяется их площадью!  Объемы избыточного тепла ежегодно уменьшают мировые  запасы льда. Масса ледников уменьшается значительно, медленнее  уменьшается площадь. Но с утончением слоя наступит момент очень быстрого сокращения их площади и это будет начало катастрофического повышения температуры. Цивилизация не доживет до рекордного подъема вод мирового океана, потому что температура планеты поднимется до невозможных для жизни значений много раньше.

Мы неправильно называем сегодняшние изменения климата потеплением.

Это, пока, не потепление! Сейчас незначительные изменения температуры возникают в динамике  процесса  переноса тепла  из зон перегрева в зоны охлаждения. Это картина борьбы ледников с избыточными теплопритоками! При этом рост объемов энергии конвективного теплообмена  обуславливает  броски температур, рост ветров, количества осадков и др.

 Неправильное название процесса, порождает споры о  том,  есть он или его нет. Нет потепления, точнее его пока нет, а есть нарушенный тепловой баланс, выраженный избытком тепла. Неоспоримым подтверждением этого процесса является значительное уменьшение запасов льда.

 Вопрос, повлияло ли человечество на это нарушение, сводится к вопросу о роли парникового эффекта в тепловом балансе. Если роль парникового эффекта доминирующая, то человек, как минимум, мог повлиять на процесс изменений климата, если не спровоцировал его полностью.

Причина в том, что  основной поглотитель обратного излучения Земли, это пары воды.

А вот испарить значительные объемы  воды  в атмосферу энергетика человечества может и  это в какой-то мере действительно происходит.

 Каково влияние легкового автотранспорта:

 Исходные данные:           

Cейчас около 1 млрд. легковых автомобилей.

Пробег авто 20 000 км/год., средний расход топлива 8 л/100км.

Выбросы СО ₂ (по нормам 2020 г) —  90 гр/км.

Результат расчета:

Годовые выбросы  СО₂. в атмосферу 1,8*10⁹  тонн.

Годовые выбросы тепла в атмосферу 14,56*10¹² КВт*час.

Об углеродных выбросах сказано много, а роль генераций тепловой энергии на климат обычно не рассматривается.

Может ли, объем тепловой энергии генерируемой легковыми автомобилями, оказать влияние на климат Земли?

Вся энергия выбросов (14 560*10⁹ КВт*час.), будучи направленной на  испарение воды, испарит в атмосферу 23 км.³ Н₂О в год.  Это создаст 4,8*10¹⁸  м. куб. облаков с насыщенным паром Н₂О (при температуре  0 ⁰С). При толщине облака 200 метров, это площадь 24*10⁹км².   При условии, что облако живет более суток, эти облака закроют всю Землю минимум на 47 дней и создадут колоссальный парниковый эффект суммирующийся с действием  выбросов СО₂ и СН₄.

А не происходит этого только потому, что часть генерируемой тепловой энергии не идет на испарение воды в атмосферу.

Если всю энергию выбросов тепла автомобилями направить на  нагрев воды пресных  рек и озер земного шара, то их температура поднимется на +0,134 Гр., а если греть океан то нагрев вообще бесконечно мал.

От мировой  электрической генерации в атмосферу Земли выделяется около 100*10¹² КВт*час. тепла, т.е. больше, чем от автомобилей,  на порядок.

 Возможно, что основу антропогенного влияния на климат Земли составляют именно выбросы тепловой энергии, они через состояние паровоздушной системы оказывают управляющее воздействие на тепловой баланс Земли. Как это происходит?

 При более высокой температуре воздух способен содержать больше водяного пара, чем при более низкой температуре, пар легче воздуха в 1,6 раза (плот­ность водяного пара по отношению к сухому воздуху при 0 «С равна 0,622), поэтому воздух, обогащенный водяным паром, как менее плотный, стремится подняться вверх.     

 Тепловые выбросы перекачивают влагу с поверхности Земли в слои атмосферы.

 Примером высокоэффективных устройств по генерации водяного пара являются градирни тепловых электростанций.

Автомобили создают тепловой шлейф, который генерирует водяной пар.

Чем больше энергии генерирует человек, тем больше он влияет на паровоздушную систему, тем больше он усиливает парниковый эффект.

Вывод:

Главная задача в автомобилестроении, это  создание       утилитарного автомобиля с минимальным расходом энергии.

   § 2. Каким должен быть автомобиль.

Современные электромобили по свойствам шасси  и кузова ни чем не отличаются от автомобилей с ДВС. А масса среднего электромобиля превышает массу автомобиля с ДВС на 500 кг. Таким образом, простая замена ДВС на электропривод не решает, а усугубляет проблему расхода энергии.

Совершенствование автомобиля,  с целью минимизации расхода энергии, основано на уменьшении массогабаритных и улучшении  его аэродинамических  характеристик, основывающееся, в свою очередь, на принципиальном совершенствовании шасси и кузова. Будущее за  автомобилями с минимальной массой и совершенной аэродинамикой при удовлетворении требований утилитарности.

    Эта задача решена в проекте  АМС.

АМС — двухместный автомобиль с полной массой до 500 кг. В том числе  масса двигателя и топлива (запас энергии на 500км) не может превышать 60 кг.

Основной особенностью  АМС является экономичность (менее 2л/100км) без ущерба  динамичности машины.  (5-6 сек до100 км/час)

Проект АМС решает задачу минимизации расхода энергии автомобилем.

На чем основано достижение  требуемого результата.

При движении автомобиля затраты энергии идут на  преодоление сил сопротивления качению и аэродинамического сопротивления.

Сопротивление качению и аэродинамическое сопротивление в проекте АМС снижены до минимума конструктивными особенностями машины.

Достигается уменьшение мощности сил сопротивления качению в 3,9 раза за счет – уменьшения полной массы   машины  до 500 кг. и применения колес с увеличенным, до 850мм, диаметром. 

Достигается уменьшение мощности аэродинамического сопротивления в 3 раза, уменьшением площади поперечного сечения и низкого коэффициента  сопротивления.

Фронтальная площадь  F=1,2 м.кв. и коэффициент  сопротивления около  Сх = 0,2.

Чем подтверждается реальность  создания автомобиля  с заявленными характеристиками?     Это проверенные  характеристики Ауди А2 , Фольксваген W 1L  и построенного в USA в 1984г. автомобиля Avion  с расходом 1,97 литра на 100км. 

Экономическая характеристика АМС приближается к параметрам  Фольксваген W 1L, но это проект серийного, утилитарного автомобиля.

   Вывод:  

Проект  АМС  решает проблемы климатического и утилитарного характера и он будет автомобилем будущего.

Невозможное возможно! Этот самолет в 10 раз, а этот авто в 6 раз экономичнее классических конструкций. Предлагаемый  АМС максимально экономичен и при этом утилитарен!

                                                  АМС — это  реальность.

§3. Преимущества  АМС.

 АМС обладает рядом специфических свойств, обеспечивающих его функциональность и  привлекательность.

  — Объём  выбросов не более   59 граммов СО₂ на километр.

  — Малые габариты  облегчают парковку и уплотняют транспортный поток.

  — Специфика управления  снижает утомляемость при вождении и  предопределяет возможность его спортивного применения.

  — Конструкция  определяет низкую себестоимость производства.

  — Все сезонность эксплуатации. Стойкость к низким температурам.

  — Минимальные эксплуатационные затраты.

  — Простой ремонт и утилизация. (Основная масса кузова, шасси, двигателя и трансмиссии алюминий)

§4. Цель проекта АМС. Оценка рисков.

Достигнутые преимущества АМС основаны  на  революционных изменениях традиционной конструкции автомобиля. Разработка проекта находится на этапе  первичного проектирования.

 Проект основан на использовании только научных методов расчета и не рассчитан на  применение “грязных” и рискованных  технологий.

Выполнены первичные согласования на проведение привлеченными фирмами  работ по аэродинамике и производству шин.

 Дальнейшая разработка не предполагает научных исследований и заключается в инженерно – конструкторской и организационной деятельности.

 При наличии достаточного количества средств, требуется 18 месяцев, чтобы выйти на испытания прототипа автомобиля, еще за год-два можно выйти на производство серии.

Если эта разработка  представляет для вас интерес, то я и мои коллеги  безотлагательно готовы к сотрудничеству.