Заглянем в прошлое, оценим настоящее и спрогнозируем будущее пневмоинструмента!
В современной массовой культуре к жанрам фантастики, где доминирует какой-либо тип механизации (паровые машины, дизельные двигатели и т.п.) принято добавлять приставку “панк”. Самыми популярными на сегодня являются киберпанк и стимпанк, но в действительности таких “панков” десятки.
И, почему-то, несмотря на популярность пневматического инструмента и принципа работы на сжатом воздухе в целом, произведений в жанре “пневмопанк” в этом списке нет. Честно говоря, нас, как экспертов в области пневмоинструмента, это немного задевает…
Даже если не брать в расчёт пневмогайковёрты с пневмоболгарками, всё равно получается странно. Были ведь когда-то проекты пневматического метро, работали пневмолифты, кое-где до сих пор встречается пневмопочта, а разработки пневмоавтомобилей ведутся до сих пор!
В этой необычной для нашего канала статье мы захотели разобраться, за что фантасты (которые зачастую не просто мечтают, а ещё и имеют инженерное образование) так игнорируют сжатый воздух. И почему книгами в жанре “пневмопанк” ещё не завалены полки магазинов.
Мы когда-то жили в эпоху “пневмопанка”?
И да, и нет. Идея использовать сжатый воздух жила параллельно с паровыми машинами, которые, в целом, были эффективнее, но не везде. И стала историей (но, как и пар, не исчезла полностью) вместе с ними, будучи вытесненной “бездушным” электричеством. Приведём несколько примеров.
Пневмовозы вместо паровозов
Активно использовались в угольных шахтах, на торфо- и нефтеперерабатывающих предприятиях где запрещено применение открытого огня. Принцип действия предельно прост - вместо парового котла и топки у такого пневматического локомотива есть огромный резервуар (или несколько) со сжатым воздухом.
Применялись они как в Европе (Англия, Франция), так и в Штатах. И даже в нашей стране в прошлом веке на Туапсинском нефтеперерабатывающем заводе трудился бестопочный локомотив № 9305, собранный для СССР заводом Шварцкопф (Германия).
Но ещё раньше, в 1862 году, С.И. Барановский предложил свой вариант "пневмовоза" - "духоход" или "духовой самокат". Этот аппарат, внешними очертаниями напоминающий паровые локомотивы, работал на сжатом воздухе, хранящемся в 34 горизонтальных баллонах. Краны, манометр и рычаги управляли машиной, а каждый “духоход” должен был вести за собой вагон с запасами сжатого воздуха.
Пневматические трамваи вместо электрических
Француз польского происхождения Луи Мекарский сделал и массово внедрил сжатый воздух в наземный городской транспорт. Первый трамвай Мекарского успешно прошел испытания в 1876 году. Первая линия длиной 6 км открылась в 1880 году в городе Нант, парк содержал 22 трамвая, пассажировместимостью около 30 человек. В первой модели воздух хранился под давлением 30 атмосфер, а расход угля составлял 5 кг на километр пути. Постепенно сеть расширялась, и к 1910 году протяженность линий составляла 39 км, а парк - 94 машины. Однако в 1911 году их начали заменять на электрические, и в 1917 году последняя линия была закрыта. Трамваи Мекарского также эксплуатировались в других городах, в том числе в Париже, но в конечном итоге были заменены на электрические системы. Некоторые другие попытки использования сжатого воздуха в транспорте были безуспешными, и технология не прижилась.
Пневматический миномёт вместо порохового
В период Первой мировой войны из-за дефицита пороха многие страны думали, чем бы его заменить. Те же французы создали пневматический миномёт, который из-за большого калибра и длины ствола требовал отдельного ресивера. Этот миномёт обеспечивал дальность стрельбы до 273 метров и удовлетворял требования военных, потому что окопы противника находились близко. Фактор бесшумности также сыграл важную роль в распространении этих миномётов, так как было практически невозможно различить выстрел с 200-250 метров, особенно если миномёт был спрятан за бруствером. Благодаря этим характеристикам миномёты успешно использовались с 1916 года и до конца Первой мировой войны.
Пневмостартер вместо электрического
От баллонов со сжатым воздухом запускается много дизельной военной бронетехники. И правда, зачем тратить заряд аккумулятора на запуск такой махины? Тем не менее, аккумулятор там всё-таки есть и используют его как дублирующий стартер.
И даже пневматическая бытовая техника!
Причём, не когда-то давно, а именно в наши дни! Использует её религиозное движение амишей, которым запрещено пользоваться электричеством. Местные мастера покупают электрическую бытовую технику и меняют электродвигатель на пневматический. Компрессор питается от дизельного двигателя, так как нефтепродукты у амишей не запрещены (точнее, разрешены с одним условием - если они не используются для перевозки пассажиров).
Пневматическую микроволновку, конечно, не соорудишь, а вот “воздушный” блендер, мясорубку или даже стиральную машину с функцией сушки - пожалуйста!
Так почему эра пневматики никогда не наступит?
Возможен ли в современном мире глобальный “пневмопанк”. Скорее нет, чем да. И тому тоже есть несколько причин.
Во-первых, это занимает слишком много места и, например, авто на пневмотяге получится даже больше парового из-за непрямого использования энергии. Паровой двигатель - это топка плюс резервуар для пара. А для пневматической установки, помимо резервуара для воздуха и компрессора, понадобится генератор, от которого компрессор будет работать. И, вместо того, чтобы сразу кататься, например, на дизеле, мы будем сжигать его для питания компрессора. Получается, что вредных выхлопов больше, а КПД в разы меньше.
Выходом могли вы стать “пневмоколонки”, по аналогии с современными бензозаправочными станциями. Тогда из схемы получится исключить компрессор и генератор, но придётся существенно увеличить объём ресивера.
Во-вторых, дело не только в размерах. Компрессор при работе издаёт адский шум. И, в том числе для шумоизоляции, на производствах есть специальные помещения-компрессорные. А теперь представьте, что у вас за окном перед светофором стоит пара десятков таких агрегатов. И дома шумит ещё один, питающий вашу бытовую технику.
В-третьих, ресивер и компрессор со временем изнашиваются. И свалки, на которых будет лежать весь этот металлолом, займут гигантские территории. Хотя, их утилизация и повторная переработка получились бы экологичнее, чем у аккумуляторов: переплавил и всё.
В-четвёртых, придётся дополнительно решать проблему обогрева. Выходя из резервуара, сжатый воздух расширяется и охлаждается. Кто работал пневмоинструментом, тот наверняка помнит ощущения от холодной рукоятки. С одной стороны это хорошо - ничего не перегреется. С другой - в больших системах воздух охлаждается вплоть до образования льда. Лёд надо чем-то растопить. А это снова дополнительное оборудование, топливо и снижение КПД.
В-пятых, в глобальном масштабе пневматика не выдерживает конкуренции с электричеством, нефтепродуктами и уже шагающими семимильными шагами литий-ионными аккумуляторными технологиями. Например, у прототипов пневмоавтомобилей запас хода составлял около 20 км. Допустим, технологии шагнут так далеко, что позволят увеличить это число в 10 раз. И даже тогда “пневмомобиль” не выдержит конкуренции с той же аккумуляторной “Теслой”, запас хода которой, в зависимости от модели, варьируется от 370 до 540 км.
Вывод
Окажется ли пневматический инструмент когда-нибудь на острие прогресса? Вряд ли, да, собственно, он там никогда и не был.
Уйдёт ли пневмоинструмент в прошлое, как отживший своё атавизм? В ближайшие десятилетия точно нет, так как у него до сих пор слишком много поклонников. Где-то (например, в отраслях, где есть опасность пожара или взрыва) пневматика в принципе незаменима, а где-то просто очень удобна. Невысокая стоимость, отличная ремонтопригодность и практически вечный рабочий ресурс обеспечат ей популярность в автомастерских, на промпредприятиях и сборочных линиях ещё долгие годы.
Понравился материал? Подпишитесь, чтобы не пропустить новые!
Реклама. ООО "СПРАУТ" ИНН: 7816654160