Идея создания криогенного автомобиля появилась у харьковских ученых более 10 лет назад. Но реально она воплотилась в металле и пластике сравнительно недавно. Разработанную и собранную в Харьковском физико-техническом институте низких температур силовую установку поместили в новосозданную автомашину и получили в результате прототип экологически чистого легкового авто. Вот только для приведения в действие его двигателя использовался не бензин, а жидкий азот. Разработчики рассчитывают, что их проект уже в ближайшем будущем может стать решением проблемы загрязненного воздуха в украинских и не только городах.
Авторы изобретения – профессор Харьковского физико-технического института НАН Украины Станислав Бондаренко, а также ученые Харьковского Национального автодорожного университета – профессор Александр Пятак и доцент Игорь Кудрявцев. Участие в проекте также принимало несколько научных сотрудников ряда лабораторий ХНАДУ.Новая модель, по словам ученых, должна стать прототипом отечественного городского криомобиля, используемого, в том числе, как маршрутное такси. Причем изготовить его технически гораздо проще, чем электромобиль или, скажем, водородный автомобиль, идея создания которого ныне так популярна на Западе. Уровень шума при движении криомобиля вполовину ниже обычного. Что любопытно: его выхлопы представляют собой чистый азот. В то время как обычный автомобиль, по свидетельству специалистов, сжигает тысячи литров кислорода и выбрасывает в атмосферу отравляющие вещества, которые скапливаются близ поверхности земли и поэтому особенно опасны для детей. «Азотный» автомобиль имеет большие перспективы. Дело в том, что доля азота в атмосфере составляет 78% и запасы его практически неисчерпаемы. Кроме того, отечественные металлургические предприятия, превращая азот в жидкое состояние, нигде его не используют и попросту выкидывают. Создатели криомобиля считают, что в будущем эти организации смогут торговать азотом.
Подобное топливо также можно получать, используя дешевую электроэнергию ГЭС и АЭС. Согласно американским данным, на производство 1 кг жидкого азота необходимо 0,44 кВт электроэнергии, а на 1 кг бензина – 5 кВт. Кроме того, такой транспорт может решить проблему ограниченности ресурсов углеводородного топлива и зависимости от поставщиков и производителей нефти и газа, а это принципиально важно для Украины, у которой своих нефтяных ресурсов немного.
Если же говорить об экологической безопасности, то за счет силовой установки криомобиля, в которой азот нагревается до температуры окружающей среды, снижается парниковый эффект. Такой автомобиль, по мнению ученых, может успешно использоваться в мегаполисах, где воздух сильно загазован, а также в курортных городах.
Уже сегодня можно говорить об экономической выгоде криомобиля. Азотное топливо будет стоить в 12 раз дешевле, чем бензин за счет уменьшения затрат на электроэнергию при его производстве. Ученые ХНАДУ рассчитали, что коэффициент полезного действия (КПД) пневматического двигателя может достигать 50-60%. И это при том, что городское движение с частыми разгонами, остановками и работой двигателя на холостом ходу снижает КПД двигателя внутреннего сгорания до 10-20%.
По словам заведующего лабораторией криогенной и пневматической техники ХНАДУ Игоря Кудрявцева, если учесть три фактора – затраты энергии на производство топлива, КПД в городском движении мегаполисов, где скорость автомобиля не превышает 60 км/ч, и энергоемкость топлива, то по материальным затратам криомобиль ничуть не уступает традиционным авто. Однако если вспомнить об экологической безопасности, то экономический эффект от эксплуатации криомобиля сразу же увеличивается. К тому же его производство будет стоить гораздо дешевле.
– Для этой машины не нужна коробка передач. Пневмодвигатель может работать непосредственно с трансмиссией колес без дополнительных механизмов, силовая установка проще и дешевле, – объясняет Кудрявцев. – Если запустить криомобиль в серийное производство, то на Западе его стоимость не будет превышать $10 000.