Бурный рост технического прогресса, за последние несколько сотен лет, стал возможным благодаря не только научным открытиям, но и внезапно появившемуся изобилию полезной энергии от ископаемого топлива. Одним из самых ярких изобретений стал двигатель внутреннего сгорания, который навсегда изменил транспорт всего мира.
На момент появления двигателя внутреннего сгорания существовали альтернативные варианты. Паровой и электрический.
Фактически, первая электрическая «машина» (безлошадная повозка, приводимая в движение двумя грубыми электромоторами) была построена в 1830-х годах. Примерно на 50 лет раньше, чем первый бензиновый автомобиль.
Если электромобили уже существовали, то каким образом бензиновые двигатели стали лидерами?
Электрические и паровые транспортные средства были первыми автомобилями, получившими широкое распространение. Они, определенно превзошли лошадь и повозку, но в них были и недостатки.
Начнем с того, что первые паровые и электрические автомобили было сложно запустить. Чтобы двигатель заработал, их нужно было агрессивно провернуть. Зимой, паровые двигатели доставляли особые хлопоты, когда для прогрева требовалось 45 минут. Они также были тихоходными и имели маленький ресурс хода.
Первые электромобили было трудно обслуживать и ремонтировать. Да еще, на тот момент, не было изобретено компактное зарядное устройство. Аккумулятор приходилось демонтировать и заряжать в условиях мастерской длительное время.
С другой стороны, водителям нравилось, что паровые и электрические машины не были такими вонючими, шумными и грязными, как бензиновые. Не нужно переключать передачи, что было чрезвычайно сложно в первых автомобилях с бензиновым двигателем.
Но этих преимуществ было недостаточно, чтобы остановить развитие двигателя внутреннего сгорания.
С 1880 года, двигатель внутреннего сгорания вырвался в лидеры и прекрасно служит нам, с момента своего создания по сей день, практически не изменившись в своей базовой конструкции и функциях.
Главная проблема - использование ископаемого топлива. На производство сырой нефти уходят миллионы лет, но ее можно легко превратить в топливо, что дает нам дешевую и легкодоступную энергию. Но ископаемое топливо приводит к загрязнению окружающей среды, да и запасы истощаются.
Нельзя, не задаться вопросом: - "Какие изменения нас ждут в ближайшем будущем?"
Вряд ли кто, из ныне живущих, сможет сказать наверняка, как будет выглядеть под капотом (и будут ли у них капоты вообще) следующее поколение автомобилей. Слишком много физических и экономических факторов связано с этим.
Но в энергетической гонке, есть реальные лидеры.
Электромобили.
Недостатки первых электромобилей, дали преимущество двигателям внутреннего сгорания. В последние десятилетия, возобновилось внимание к разработке электродвигателей. Технологии продвинулись дальше, чем многие люди считали возможным.
В середине 1990-х General Motors произвела ограниченное количество автомобилей EV1. Они были полностью электрическими.
Затем, в декабре 1997 года, Toyota начала продавать Prius. Это сразу же привлекло к себе внимание и снова сделало электромобили популярными.
Затем появилась Tesla, и автомобильный мир изменился навсегда.
Поначалу, водителям не нравилась идея электромобиля. Несмотря на то, что большинство "детских болезней" первых электромобилей удалось победить, ограниченный запас хода по-прежнему оставался серьезным препятствием.
Мысль о необходимости замены очень дорогой батареи, примерно через 10 лет, также была неприемлемой для большинства автовладельцев.
Но батареи становятся более эффективными и дешевыми. Продажи электромобилей неуклонно растут даже в США, где в моде прожорливые внедорожники.
Атомная энергетика под капотом.
Ядерные реакторы используются для производства электроэнергии в больших масштабах с 1954 года и, несмотря на общепринятое мнение, они относительно чисты и безопасны при правильном использовании. Не исключено, что однажды, миниатюрные ядерные реакторы могут быть размещены в личных транспортных средствах для их питания.
Радиация + Лазеры.
В настоящее время, инженеры разрабатывают двигатель нового типа, в котором мощность лазеров сочетается с небольшими количествами умеренно радиоактивного вещества, называемого торий, для выработки пара, достаточного для работы автомобиля в течение многих лет. Идея не заправлять автомобиль нескольких лет, безусловно является привлекательной.
Аналогичным образом, НАСА уже использует плутоний, чтобы вывести свои спутники на орбиту и привести в действие свои марсоходы. Хотя, честно говоря, им предстоит путешествовать гораздо дальше, чем среднестатистическому пассажиру.
Движение на воде.
Еще одним перспективным источником энергии является водород, который уже используется в концептуальных автомобилях с водородными топливными элементами. Основным препятствием для массового использования водорода, является сложность извлечения чистого водорода из воды посредством электролиза.
Оказывается, хранение свободных атомов газообразного водорода, в пригодной для использования форме, так же на удивление дорого. В настоящее время, это было бы слишком дорого для среднего водителя. Однако, если появятся новые прорывы в более дешевых технологиях электролиза и хранения, ничто не помешает водородным топливным элементам стать новым стандартом.
Неизбежный конец двигателей внутреннего сгорания.
Транспортные средства, работающие на бензине, еще какое-то время будут доминировать на дорогах. Энтузиасты, никогда не позволят им полностью вымереть. Но, с каждым произведенным электромобилем, делается на один двигатель внутреннего сгорания меньше.
Каким бы ни был транспорт завтрашнего дня, мы точно знаем, что в мире не так много нефти и существуют альтернативы двигателям внутреннего сгорания. Рано или поздно двигатель внутреннего сгорания, который мы узнали и полюбили, в конце концов превратится в гужевую коляску. Это неизбежный результат совершенствования технологий, который двигает нас вперед.