Криогенный автомобиль. Что это?

Жизнь в больших городах – не сахар. В атмосфере – сплошные выхлопы. В такой загазованности и до пенсии можно не дотянуть. Поэтому в США, Японии и Европе активно занимаются разработкой экологически чистого автотранспорта. Помимо хорошо известных электромобилей и автомобилей, работающих на водороде, исследователи предлагают и другие варианты машин. Да и производителей автомобилей всеми силами подталкивают к созданию новых, экологически чистых транспортных средств. Например, в штате Калифорния принята программа LEV, которая предусматривает оснащение 10% всех новых автомобилей двигателями с нулевым выбросом вредных веществ уже с 2003 года. Долгое время слова “автомобиль с нулевым выбросом вредных веществ” означали электромобиль или автомобиль на водороде. Работы над менее известным пока типом экологически чистого транспорта – криогенным автомобилем – ведутся с середины 90-х годов.
Энергию для движения криогенный автомобиль получает за счет кипения жидкого азота при температуре окружающей среды. Криогенный автомобиль состоит из танка с жидким азотом, теплообменника, в котором происходит кипение азота с последующим подогревом паров до температуры, близкой к комнатной, и пневматического двигателя. По принципу действия криогенный автомобиль скорее похож на паровоз, с той лишь разницей, что энергия для парообразования берется из окружающей среды. Несмотря на то, что при изотермическом рабочем цикле может быть получена механическая работа до 0.4 МДж на килограмм жидкого азота, это все же пока в 25 раз меньше энергоемкости двигателя внутреннего сгорания. Впрочем, энергоемкость современных электрохимических аккумуляторов, используемых в электромобилях, в несколько раз ниже, чем у созданного прототипа криоавтомобиля, хотя электромобилями занимаются не один десяток лет. Другими несомненными достоинствами криоавтомобиля являются низкая стоимость жидкого азота (в 10 раз дешевле бензина) и полная пожаробезопасность. Также, в отличие от электромобиля, здесь не возникает проблемы утилизации отработанных аккумуляторов. Основной недостаток криоавтомобиля – большие размеры азотного танка и теплообменника.
Опытный образец криогенного автомобиля создан в США в университете Северного Техаса. Криоавтомобиль полной массой 700 кг вмещает 124 л жидкого азота и оснащен пневмодвигателем мощностью 13 кВт, работающим при давлении 10 атм. На испытаниях криоавтомобиль развил скорость 58 км/час при дальности пробега на одной заправке 24 км. Это прототип будущего криоавтомобиля, и его характеристики еще далеки от совершенства. Основные трудности в достижении высоких эксплуатационных характеристик связаны в основном с созданием эффективного теплообменника, который мог бы обеспечивать стабильный массовый расход и температуру паров азота в широком диапазоне окружающих температур и влажности атмосферы. Кроме того, теплообменник криоавтомобиля не должен обмерзать. Хотя эти проблемы и не принципиальны, но для их решения инженерам все-таки придется поломать голову.
Изготовив прототип криоавтомобиля, специалисты университета Северного Техаса приступили к выполнению заказа на пожаробезопасный криоавтомобиль для космодрома им. Кеннеди во Флориде. Интерес к криоавтомобилям как к безопасному средству для грузовых и пассажирских перевозок в аэропортах проявляют и многие авиакомпании. В США в рамках программы UNT Goals планируется создать криоавтомобиль, способный развивать скорость до 100 км/ч при длительности пробега на одной заправке жидкого азота в 240 км.

По материалам сайта www.scientific.ru