Страница 5 из 8
Довольно скоро после описанного типа двигателя появился его собрат – дизель. Дело в том, что конструкция бензинового двигателя не позволяла столь же эффективно использовать иные, более тяжелые сорта горючего, полученного из нефти. В дизельном же двигателе происходил поджиг топлива не с помощью электрической искры, а за счет сильного сжатия и разогрева воздуха в цилиндре. Когда в него под большим давлением впрыскивалась порция топлива, то оно из-за высокой температуры воспламенялось само. А дальше работа шла по уже известному сценарию: горячие газы стремились расшириться и толкали поршень.
Дизели взяли на себя тяжелую работу по перемещению большегрузных автомобилей – самосвалов, грузовиков, крупных автобусов. Стоят они внутри танков и тракторов, крупных судов. Впрочем, сфера их применения одним транспортом отнюдь не исчерпывается.
Эти две разновидности двигателей внутреннего сгорания в течение XX века определяли, с одной стороны, развитие автомобилестроения, с другой – загрязнение окружающей среды.
Что только не предложено на замену портящим воздух продуктам нефтепереработки! Спирт, соевое масло, метанол… Время от времени возрождается интерес к двигателю внешнего сгорания, способному работать на жидком топливе и даже на измельченном в пыль каменном угле, – полагают, что он даст меньше вредных выбросов. Проектируют двигатели на водороде, пытаясь свести к минимуму опасность его взрыва…
И все же именно эта проблема поставила производителей автомобилей перед необходимостью искать какие-то новые решения, иначе столь привычное нам средство передвижения станет нашим главным экологическим противником.
Станет ли автомобиль «чистоплотным»?
В середине нашего века немецкому изобретателю-самоучке Феликсу Ванкелю удалось создать двигатель без обычных цилиндров и поршней – порции топлива сгорали так, что сразу производили вращение вала. В разработку нового – роторного – двигателя были вложены миллиарды долларов. Тем не менее за прошедшие уже десятки лет не удалось преодолеть два его недостатка – большое потребление бензина и слишком токсичные выхлопы. Ведущие автомобильные компании прекращают выпуск машин с роторными двигателями, надежды на них не оправдались.
Как же создать экологически чистый автомобиль? Прежде всего, наверное, стоит усовершенствовать существующие конструкции. А именно: постараться уменьшить расход топлива, само топливо сделать более приемлемым с точки зрения чистоты выхлопов, а уж получающиеся выхлопы доочищать. Нужно позаботиться о снижении сопротивления воздуха, ведь оно при больших скоростях современных автомобилей отбирает огромную долю затрачиваемой энергии. Можно использовать новые, например, керамические материалы для двигателей, что повысит их коэффициент полезного действия (из-за достижения более высоких температур) и приведет к экономии топлива и уменьшению загрязнения.
Подключение к решению таких задач компьютерной техники дало ощутимые плоды. Так, в 1996 году в Японии был разработан автомобиль, превосходящий по своим экологическим параметрам все известные машины с двигателем внутреннего сгорания. Его создатели использовали в качестве горючего природный газ и добились того, что воздух из выхлопа шел чище, чем во многих промышленных городах!
С 2012 года выпускаются экологичные электро мобили. Они заряжаются от обычной электросети.
Разные усовершенствования делают машину более дорогой, что сдерживает внедрение других разработок, например таких, как газотурбинные двигатели, электромобили, инерционные и солнечные двигатели. В каждой из этих областей сделаны сотни изобретений, получены обнадеживающие результаты, однако двигатель внутреннего сгорания капитулировать не хочет.
Во Франции, где покупать электромобили помогает государство, их отнюдь «не расхватывают», потому что по скорости, дальности пробега и удобству обслуживания наши обычные автомобили пока еще превосходят новинки. Но когда-нибудь экология все-таки вынудит людей отказаться от загрязняющих окружающую среду машин, и автостроители сумеют перестроить систему рекламы и автосервиса таким образом, что автолюбитель станет охотней приобретать достижения новой техники.
В конце концов для большинства землян «автомобиль не роскошь, а средство передвижения», как говорили герои романа И. Ильфа и Е. Петрова «Золотой теленок». Человек чаще ездит по необходимости, а не для развлечения, и не на «голом» изобретении, а на том, что ему удобно и выгодно.
Воздушный транспорт
В отличие от видов транспорта, передвигающихся по воде или по земле, машины для полета нельзя было конструировать традиционным путем. Метод проб и ошибок, небезопасный при работе и на земной тверди, становился неприемлемым при потере привычной опоры. Каждый неудачный полет грозил испытателю гибелью.
Впрочем, называть такое движение вовсе безопорным – неверно. Оторвавшись от земли, летательный аппарат начинает опираться на воздух. Движение в очень неплотной среде требовало долгого и кропотливого исследования ее свойств. И хотя развитие ни одного из видов транспорта не могло обойтись без помощи науки, в авиации такая поддержка была принципиально важной с самого начала ее становления.
Во многом благодаря работам ученых, создавших теорию движения тел в воздухе – аэродинамику, воздухоплавание получило невидимые крылья – мощь человеческого интеллекта.
Смешные и странные, по сегодняшним меркам, механические создания примерно сто лет назад одно за другим устремлялись в воздушную стихию. Наступала эпоха авиации…
Что предшествовало самолетам?
Хотя летать человек начал всего лишь без малого столетие, подняться в воздух он сумел значительно раньше. Висеть – это не лететь. Конечно, вы поняли, что речь идет о воздушных шарах. Действительно, такого рода полеты стали совершаться еще в конце XVIII века, люди поднимались в воздух на шарах, наполненных дымом от костра.
В принципе внутри шара может быть любой газ, лишь бы он был легче окружающего воздуха, иными словами – менее плотный. Вот за счет этой разности плотностей и возникает так называемая подъемная сила, достигающая, в зависимости от объема шара и вида газа, заметной величины.
Человек умело распорядился этим изобретением. Воздушные шары – аэростаты – приспособили для путешествий, перевозки грузов, научных исследований. Конечно, не обошлось без курьезов. Одному французу пришло в голову подняться на шаре, сидя на своем коне. Другим – устроить дуэль на воздушных шарах. Повредив выстрелами аппараты, оба рухнули с высоты 700 метров и погибли.
Со временем родилась идея сделать каркас этого транспортного средства жестким – так появился дирижабль. На такого рода устройства начали ставить двигатели, что позволило перемещаться на огромные расстояния.