Hvordan luftbilen fungerer

Kan flybiler gjøre bensinpriser som disse til et minne? - Se bilder av alternative drivstoffbiler. Tetra-bilder / Getty Images

Bensin er allerede fortidens drivstoff. Det kan ikke se ut som du fyller på jobb, men bensinoljen som ble brukt til å gradvis renner ut. Det forurenser også luft som blir stadig mer usunt å puste, og folk ønsker ikke lenger å betale de høye prisene som oljeselskapene krever for det. Bilprodusenter vet alt dette og har brukt mye tid og penger på å finne og utvikle fremtidens drivstoff.

Søket er på, men hva vil fremtidens drivstoff være? Ferdiglagde drivstoff som petroleum blir vanskeligere å finne, og bilprodusentene henvender seg til grønnere energikilder som batterier. Disse batteriene kan lades med energi og plasseres i en bil der energien kan frigjøres. Så bra som den ideen kan virke, tror noen produsenter luft kan bli en enda bedre energikilde.

Luft? Ved første øyekast virker ideen om å kjøre bil på lufta nesten for god til å være sann. Hvis vi kan bruke luft som drivstoff, hvorfor tenke på å bruke noe annet? Luft er rundt oss. Luft går aldri tom. Luft er forurensende. Det beste av alt, luft er gratis.

-Dessverre kan ikke luft alene brukes som drivstoff. Først må energi lagres i den ved å presse luften tett ved hjelp av en mekanisk luftkompressor. Når trykkluften er sluppet, utvides den. Denne ekspanderende luften kan for eksempel brukes til å drive stemplene som driver en motor. Ideen om å bruke trykkluft for å drive et kjøretøy er ikke ny: Tidlige prototyper av et luftdrevet kjøretøy går tilbake til midten av 19^th århundre, selv før oppfinnelsen av forbrenningsmotoren.

Minst en produsent mener at den er klar til å selge flybiler til den amerikanske offentligheten. Hvis alt går bra, kan disse bilene være tilgjengelige i USA relativt snart [kilde: Sullivan]. I løpet av de neste sidene skal vi se på denne teknologien, årsakene til at du kanskje vil bruke den - og noen få grunner til at du kanskje ikke har det.

MDIs AirPod One og dens trykkluftmotor, ved MDIs hovedkvarter i nærheten av Nice, Frankrike. Lionel Cirroneau / AP Photo

-Fysikkens lover dikterer at ikke-styrte gasser vil fylle et gitt rom. Den enkleste måten å se dette på er å blåse opp en ballong. Den elastiske huden på ballongen holder luften tett inni, men i det øyeblikket du bruker en pinne for å skape et hull i ballongens overflate, ekspanderer luften utover med så mye energi at ballongen eksploderer. Å komprimere en gass i et lite rom er en måte å lagre energi på. Når gassen utvides igjen, frigjøres energien for å utføre arbeid. Det er det grunnleggende prinsippet bak det som får en flybil til å gå.- -

De første luftbilene vil ha luftkompressorer innebygd i seg. Etter en rask kjøretur kan du ta bilen hjem, sette den inn i garasjen og koble til kompressoren. Kompressoren vil bruke luft fra bilen rundt for å fylle på trykkluftbeholderen. Dessverre er dette en ganske treg metode for påfylling og vil trolig ta opptil to timer for en fullstendig påfylling. Hvis ideen om en flybil fanges opp, vil stasjoner for luftpåfylling bli tilgjengelige på vanlige bensinstasjoner, der tanken kan fylles på mye raskere med luft som allerede er komprimert. Det vil trolig ta omtrent tre minutter å fylle tanken din ved pumpen [kilde: Cornell].

De første flybilene vil nesten helt sikkert bruke komprimert luftmotor (CAE) utviklet av det franske selskapet Motor Development International (MDI). Luftbiler som bruker denne motoren vil ha tanker som sannsynligvis vil inneholde omtrent 3200 kubikkfot (90,6 kiloliter) trykkluft. Kjøretøyets gasspedal betjener en ventil på tanken som lar luft slippes ut i et rør og deretter inn i motoren, der trykket i ekspansjonen til luften vil presse mot stemplene og vri veivakselen. Dette vil produsere nok kraft for hastigheter på omtrent 56 kilometer i timen. Når luftbilen overgår den hastigheten, vil en motor sparke inn for å betjene luftkompressoren i bilen, slik at den kan komprimere mer luft på farten og gi ekstra kraft til motoren. Luften varmes også opp når den treffer motoren, øker volumet slik at bilen kan bevege seg raskere [kilde: Cornell].

MDIs Guy Negre viser frem AirPod One-prototypen i januar 2009. Lionel Cirroneau / AP Photo

En stor fordel med å bruke trykkluft til å drive bilens motor er at et rent trykkluftkjøretøy ikke produserer forurensning ved bakrøret. Mer spesifikt vil ikke trykkluftbilene vi ser i løpet av en nær fremtid forurense i det hele tatt før de når hastigheter som overstiger 35 miles per time. Det er da bilens interne luftkompressor vil sparke inn for å oppnå ekstra hastighet. Motoren som kjører denne luftkompressoren vil kreve drivstoff som vil produsere en liten mengde luftforurensning. Noe drivstoff (du kan bruke miljøvennlig biodrivstoff eller fossilt brensel) vil også bli brukt til å varme opp luften når den kommer ut fra tanken. De nyeste trykkluftmotorene tilbyr også bilførere muligheten til å bruke fossilt brensel eller biodrivstoff for å varme opp luften når den kommer inn i motoren. Ikke desto mindre representerer denne teknologien en markant forbedring i forhold til biler drevet av forbrenningsmotorer som produserer betydelige mengder forurensning ved en hvilken som helst hastighet.

Luftbiler er også designet for å være lettere enn konvensjonelle biler. Aluminiumskonstruksjonen til disse kjøretøyene vil holde vekten under 907 kg, noe som er viktig for å gjøre disse kjøretøyene drivstoffeffektive og vil hjelpe dem å gå raskere i lengre tid.

En annen fordel med flybiler er at drivstoffet skal være bemerkelsesverdig billig, en viktig faktor i denne epoken med ustabile gasspriser. Noen estimater sier at bilene vil motta 171 kilometer per gallon, selv om trykkluft sannsynligvis ikke vil bli solgt av gallon. Et mer meningsfullt estimat er at det kan ta så lite som $ 2 verdi for å fylle trykkluftbeholderen, selv om du også trenger bensin for å drive den elektriske motoren som komprimerer luft mens du kjører [kilde: Cornell].

Selve kjøretøyene vil også være relativt billige. Zero Pollution Motors, som planlegger å slippe de første flybilene i USA og anslår en klistremerkepris på omtrent 17 800 dollar, noe som vil gjøre disse bilene rimelige for budsjettbevisste amerikanske kjøpere [kilde: Max].

-

Kan dette skje med deg i en flybilulykke? Clive Streeter / Getty Images

-Mens en luftbil ikke produserer forurensning som allerede kjører på trykkluft i tanken, produseres likevel forurensning når luften komprimeres, både mens bilen beveger seg og mens den tankes. Som vi nevnte tidligere, vil sannsynligvis kjøretøyets luftkompressor kjøre på bensin, og denne gassen vil produsere forurensning når den brennes.

Luftkompressoren på bensinstasjonen vil trolig bli drevet av strøm. Produksjonen av den elektrisiteten kan forurense eller ikke, avhengig av hvordan den produseres. For eksempel kan kulldrevet strøm produsere betydelige mengder forurensning. Renere strømkilder, som kjernekraft eller vannkraft, vil føre til langt mindre forurensning. I følge nettstedet Gas 2.0, ville en luftbil i USA skape omtrent 0,176 pund karbondioksidutslipp per mil basert på den gjennomsnittlige blandingen av elektriske kraftkilder under tanking. Til sammenligning genererer en Toyota Prius Hybrid, som kombinerer en batteridrevet elektrisk motor med en forbrenningsmotor, omtrent 0,34 pund karbondioksid per mil. Så mens luftbilen ikke er helt forurensningsfri, representerer den fremdeles en forbedring i forhold til en av de mest populære hybridbilene på markedet [kilde: Nuccitelli].

Avstand kan også bli en ulempe, avhengig av reisevanene dine. Avstanden som en luftbil kan dekke uten tanking er avgjørende fordi svært få fyllestasjoner vil ha trykkluftpumper tilgjengelig med det første. Hvis du bare planlegger å bruke din flybil til korte pendler - avstander mindre enn 100 miles - vil du være i orden. Imidlertid kan en til to timers ventetid på at bilens innebygde luftkompressor komprimerer en tank full med luft, bli et problem på langrennsturer. Zero Pollution Motors - den amerikanske armen til MDI og selskapet mest sannsynlig å produsere den første flybilen for det amerikanske markedet - tar sikte på å ha en bil som snart er tilgjengelig i stand til å reise mellom 800 og 1000 miles på en lufttank pluss 8 gallons gass ​​[kilde: Cornell]. Tidlige prototyper har imidlertid tilbakelagt avstander nærmere 120 miles - bra nok for din daglige pendling, men ikke helt tilstrekkelig for lengre turer [kilde: Motavalli].

Hva vil skje hvis en luftbil får skader i en ulykke? Tross alt kan trykkluftbeholdere være farlige. For å redusere denne faren er lufttankene laget av karbonfiber og er designet for å sprekke, i stedet for å knuse, i en krasj. Denne sprekken ville la "drivstoffet" slippe ufarlig ut i luften rundt. Produsenter fryktet at luft som rømmer fra den ene enden av tanken kan gi en rakettlignende effekt og drive bilen på en luftstråle. Ventilen på bilenes drivstofftanker er plassert på siden for å minimere denne effekten.

Til tross for disse forholdsreglene, er det en viss bekymring for at luftbilenes lette konstruksjon kan gjøre det vanskelig for dem å oppfylle strenge amerikanske sikkerhetskrav, og at dette kan holde ankomsten av flybiler til den amerikanske markedsplassen. Andre faktorer har kommet i høysetet, og vi lærer om de neste.

Et blikk inne i AirPod One-prototypen. Lionel Cirroneau / AP Photo

India-Tata Mo-tors vil sannsynligvis p-rodu-ce den første flybilen på markedet i løpet av de neste årene. Tata Motors 'luftbil vil også bruke CAE-motoren. Selv om Tata i august 2008 kunngjorde at de ikke er helt klare til å rulle ut sine luftebiler for masseproduksjon, planlegger Zero Pollution Motors fortsatt å produsere et lignende kjøretøy i USA. Disse bilene er samlet kjent som FlowAIR, og vil koste rundt 17 800 dollar. Selskapet, med base i New Paltz, N.Y., sier at det vil begynne å ta reservasjoner i midten av 2009 for kjøretøyleveranser i 2010. Selskapet planlegger å rulle ut 10.000 flybiler i det første produksjonsåret [kilde: Max]. MDI har også nylig avslørt den styrespaken-drevne AirPod, det nyeste tilskuddet til flybilarsenalet. Selv om AirPod genererer en toppfart på bare 43 mph, er den også ekstremt lett og gir null utslipp.

Store bilprodusenter følger interesse med markedet for flybiler. Hvis de første modellene tar tak i forbrukerne, vil de sannsynligvis utvikle sine egne bilbiler. For tiden planlegger noen få mindre selskaper å bringe flybiler til markedet i kjølvannet av de MDI-baserte kjøretøyene. Disse inkluderer: 

• K'Airmobiles -- Det franske selskapet K'Air Energy har bygget prototyper av et luftdrevet sykkel og lett kjøretøy basert på K'air luftkompresjonsmotor [kilde: -K'air]
• Air Car Factories SA -- Dette spanske selskapet har en luftbilmotor for tiden under utvikling. Selskapets eier er for tiden involvert i en tvist med tidligere arbeidsgiver MDI om rettighetene til teknologien [kilde: MDI].

Opprinnelig vil MDI-bilene være de eneste luftkjøretøyene på markedet. Imidlertid har MDI etter sigende lisensiert teknologien til produsenter i et dusin forskjellige land, så flybiler bør være tilgjengelige over hele verden snart.

relaterte artikler

• Quiz for bilmotorer
• Hvordan hybridbiler fungerer
• Hvordan elbiler fungerer
• Hvordan Hydrogenøkonomien fungerer
• Hvordan bilmotorer fungerer
• Slik fungerer dieselmotorer
• Hvordan to-taktsmotorer fungerer
• Hvordan klimaanlegg fungerer
• Kunne en bil kjørt på trykkluft?
• Hvorfor brenner ikke bensin rent?
• Hvor mye bensin forbruker USA på ett år?

Flere gode lenker

• Luftbilfabrikker (Motor Development International)
• Tata Motors
• Nullforurensningsmotorer

kilder

• Chapa, Jorge. "MDI trykkluftbil." Inhabitat.com. 1. juni 2007. (tilgang 9/30/2008) http://www.inhabitat.com/2007/06/01/tata-motors-air-car/
• Cornell, Clayton B. "En luftbil du kunne se i 2009: ZPMs 106 MPG komprimert-luft hybrid." Gas2.org. 15. juli 2008. (9/28/2008) http://gas2.org/2008/07/15/an-air-car-you-could-see-in-2009-zpms-106-mpg-compressed- luft-hybrid /
• Gizmag.com. "Fransk bil kjører på trykkluftteknologi." 2. desember 2004. (30.08.2008) http://www.gizmag.com/go/3523
• Jones, Benjamin. "Flybil med 106 mpg for bare 18 000 dollar som kommer i 2010." Ecomodder.com. 26. august 2008. (09.08.2008) http://ecomodder.com/blog/2008/08/26/106mpg-air-car-18000- kommende-2010
• Max, Josh. "Trykkluftsbil kommer med 2010-bris." New York Daily News. 24. mars 2008. (09/30/2008) http://www.nydailynews.com/services/autos/2008/03/24/2008-03-24_compressed_air_car_coming_with_2010_bree.html
• Motavalli, Jim. "Flybilen blåser tilbake i bildet." NYTimes.com. 10. september 2008. (30.09.2008)
• http://wheels.blogs.nytimes.com/2008/09/10/the-air-car-blows-back-into-the-picture
• Nuccitelli, Dana. "Air Cars vs. Electric Cars vs. Hybrids - Hvilke er grønnere?" Gas2.org. 11. september 2008. (09/30/2008) http://gas2.org/2008/09/11/air-cars-vs-electric-cars-vs-hybrids-which-are-greener
• Sullivan, Matt. "Luftdrevet bil som kommer til USA i 2009 til 2010 til $ 18.000, kan treffe 1000-mile rekkevidde." Populær mekanikk. 22. februar 2008. (9/28/2008) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/4251491.html