Para i sprężone powietrze – stare technologie przyszłością motoryzacji

Czym zastąpić tradycyjne paliwa? Poza poszukiwaniem alternatywnych źródeł węglowodorów czy pojazdami napędzanymi prądem warto zwrócić uwagę na inne, znane od lat technologie. Samochód napędzany parą wodną albo sprężonym powietrzem może wprawdzie kojarzyć się z jakimś dziwnym, cyberpunkowym wehikułem, ale pozory mylą. Takie konstrukcje powstają i zapowiadają się bardzo obiecująco.

Samochody na parę

Najstarszy, znany praprzodek współczesnych samochodów był pojazdem na parę. Machina skonstruowana przez francuskiego oficera artylerii, Nicolasa-Josepha Cugnota, została wymyślona jako ciągnik artyleryjski. Trzykołowy pojazd został wyposażony w zawieszony z przodu wielki kocioł. Aby uzyskać odpowiednie ciśnienie pary, należało po prosu rozpalić pod nim ognisko, a ciągnik był w stanie holować działo ważące do czterech ton z prędkością 4 km/h.

Na przełomie XIX i XX wieku, w pionierskich czasach rozwoju motoryzacji nie zapomniano o napędzie parowym. Skonstruowano wiele napędzanych w ten sposób pojazdów, a w Stanach Zjednoczonych powstał nawet napędzany silnikiem parowym czołg.

Wbrew pozorom o napędzie parowym nie zapomniano w kolejnych latach – konstruktorzy cały czas udoskonalali silniki i tworzyli pojazdy koncepcyjne na parę, a w czasie wielkiego kryzysy paliwowego, w latach 70., pokazano kilka interesujących prototypów, jak SAAB ULF czy samochód Petera Pellandine, przyspieszający od 0 do 100 kilometrów na godzinę w ciągu pięciu sekund.

Dziesiątki lat ulepszania silników parowych sprawiły, że udało się wielokrotnie poprawić ich sprawność. Choć pod tym względem nie dorównują silnikom spalinowym to ich szansą jest coraz większe znaczenie różnych, związanych z ekologią norm.

Przykładem może być opracowany przez Enginion - należącą do Volkswagena grupę badawczą, eksperymentalny silnik ZEE (Zero Emission Engine), testowany na początku wieku w Skodzie Fabii. Choć pod względem osiągów konstrukcja zapowiadała się bardzo obiecująco, Volkswagen nie zdecydował się na wprowadzenie jej do oferty, tłumacząc, że rynek nie jest gotowy na samochody parowe.

Samochody pneumatyczne

Choć pomysł, by napędzać pojazdy sprężonym powietrzem pojawił się już ponad wiek temu, to dopiero współczesne konstrukcje są na tyle dojrzałe, by można mówić o praktycznym zastosowaniu tego napędu.

Pierwsze pojazdy pneumatyczne pojawiły się w XIX wieku – w 1840 roku w Paryżu uruchomiono eksperymentalną linię z tramwajem pneumatycznym, a w ciągu kilkudziesięciu kolejnych lat podobne linie pojawiły się w wielu innych miastach.

Tramwaje pneumatyczne cieszyły się dobrą opinią – były ciche, poruszały się płynnie i nie generowały żadnych zanieczyszczeń. Problemem w ich przypadku była konieczność stosowania rozbudowanej infrastruktury z centralnymi, miejskimi kompresorowniami, co sprawiło, że zostały z czasem wyparte przez tramwaje napędzane prądem. W kolejnych latach napęd pneumatyczny stosowano m.in. w torpedach.

Obecnie ten rodzaj napędu nie jest obecnie jedynie technologiczną ciekawostką, ale jednym z kierunków rozwoju, testowanym przez największych producentów samochodów. Badania nad samochodami napędzanymi sprężonym powietrzem prowadzi m.in. Tata Motors, Honda i Peugeot/Citroën oraz mniejsze, specjalizujące się w pneumatycznych pojazdach firmy.

Przykładem tego typu konstrukcji może być np. AirPod – pojazd skonstruowany przez MDI (Motor Development International). Przeznaczony do ruchu miejskiego samochód może przewozić trzech pasażerów, rozwija prędkość do 70 km/h i oferuje zasięg 220 kilometrów.

MDI prowadzi również badania nad modelami hybrydowymi, w których niewielkie ilości płynnego paliwa (ok 2l na 100 km) używane są do podgrzewania powietrza, co znacząco poprawia osiągi pojazdu.

Sukcesami może pochwalić się również koncern PSA (Peugeot/Citroën), który w 2013 roku podczas targów motoryzacyjnych w Genewie wzbudził zainteresowanie modelem PSA Peugeot Citroën Hybrid Air. Samochód ma napęd hybrydowy, łączący silnik spalinowy i zasilanie sprężonym powietrzem.

Popularyzacji napędu pneumatycznego sprzyja również konkurs Pneumobil – cykliczna impreza, podczas której studenci kierunków technicznych prezentują swoje pneumatyczne pojazdy – głównym celem jest skonstruowanie samochodu o możliwie najwyższej wydajności.