CASTLE.PRI.EE

Записи с меткой «электромобиль»

Газета New York Daily News 2 апреля 1934 г. напечатала статью под названием «Мечта Тесла о безпроводном питании автомобилей приближается к реальности», в которой описывался «запланированный пробный запуск автомобиля с использованием безпроводной передачи энергии» для передвижения электромобиля.

Летом 1931 года Д. Никола Тесла провел дорожные испытания роскошного седана Pierce-Arrow, оснащенного электродвигателем переменного тока с частотой 1800 оборотов в минуту и приемником, настроенным на получение энергии из эфира.

Город Буффало, расположенный в северной части штата Нью-Йорк, США, стал свидетелем экстраординарного события, длившегося одну неделю в конце лета 1931 года. Экономический кризис ослабил торговлю и производство, но в городе, по-прежнему, тысячи автомобилей мчались по его улицам. Внимательные прохожие обращали внимание на роскошную машину. Это был новый седан Pierce-Arrow с оригинальными фарами и передними бамперами в уникальном стиле Pierce-Arrow.

Когда машина остановилась на перекрестке перед светофором, прохожие обратили внимание, что в этот холодный день из её выхлопной трубы отсутствовало облако выхлопных газов.

К водителю подошел прохожий и через открытое окно спросил про отсутствие дыма выхлопных газов. Водитель ответил, что у этой машины отсутствует двигатель внутреннего сгорания. Вместо него используется электрический двигатель. Он обходится без электрической батареи, и какого-нибудь топлива. Водителем автомобиля был Петар Саво, а в салоне сидел пассажир, которого он называл дядей. Пассажира звали Никола Тесла.

В 1890-х годах Никола Тесла своими изобретениями в области практической электротехники совершил техническую революцию, подарив нам асинхронный электродвигатель, переменный ток, радиотелеграфию, безпроводное дистанционное управление, люминесцентные лампы и другие научные чудеса. Именно многофазный ток Теслы ввёл нас в современную технологическую эпоху.

Тесла продолжил свои фундаментальные открытия в области энергии и материи. Он открыл космические лучи за десятилетия до Милликена и первым разработал устройства для генерации рентгеновских лучей, катодных лучей и других электронных ламп.

Наиболее значительным открытием Николы Теслы было то, что можно передавать электрическую энергию через землю и через атмосферу вокруг земли с помощью волн Шумана. Они простираются от поверхности планеты в ионосферу на высоте около 50 миль (80 км). Электромагнитные волны крайне низких частот около 8 Гц (резонанс Шумана или импульсы магнитного поля Земли) распространяются буквально без потерь в любую точку планеты. Система распределения свободной энергии Теслы, означала, что эту энергию мог использовать любой человек в мире, при условии, что у него было нужное электрическое оборудование, точно настроенное на частоту передаваемой энергии.

Это была угроза интересам управляющих миром. Открытие Теслы привело к прекращению финансовой поддержки, исключению из основного научного сообщества и постепенному удалению его имени из учебников истории. Из научной суперзвезды в 1895 году он стал буквально «пустышкой» к 1917 году. Его возможности были ограничены мелкими научными экспериментами в полной изоляции.

Никола Тесла сообщил журналистам во время пресс-конференции в свой день рождения о своих открытиях и планах развития. В 1931 году Николе Тесле исполнилось 75 лет. При общем отсутствии внимания СМИ, лишь журнал Time поместил его портрет и статью о нём на первой полосе. На фотографии он выглядел истощённым, однако его волосы всё ещё были угольно-черными, а в глазах пылал тот же мечтательный взгляд, что и много лет назад.

В начале 20 века у электромобилей были блестящие перспективы. Такие провидцы, как Жюль Верн, считали, что будущее за ними. Электромобили с батарейным питанием были механически простыми, тихими, без запаха, простыми в эксплуатации и более надежными, чем любой автомобиль с бензиновым двигателем.

В автомобиле с бензиновым двигателем нужно предварительно отрегулировать дроссельную заслонку, отрегулировать угол опережения зажигания, прокачать педаль газа и провернуть двигатель. В электромобиле все, что вам нужно сделать, это повернуть ключ и нажать на педаль акселератора. При отпускании акселератора автомобиль замедляется.

У них отсутствовала потребность замены масла, воды в радиаторе, топлива в баке, ремонта водяного насоса, проблемы с карбюратором, вонючий выхлоп, ремонта сцепления или трансмиссии и отсутствовало загрязнение окружающей среды!

Использование двигателей внутреннего сгорания было минимальным. Универмаги использовали грузовики с электрическим приводом. Врачи, различные службы использовали машины «на электричестве». Из городов стали убирать лошадей и экипажи, заменяя их электромобилями, более простыми в обслуживании. Женщины прибегали к электромобилям из-за простоты их использования. Электромобили были особенно популярны в качестве городского транспорта, так как имели ограниченный запас хода и скорость из-за своих аккумуляторов.

В Америке золотой век электромобилей продолжался даже после 1931 года.
Однако их ахиллесовой пятой была ёмкость аккумулятора. Использовались свинцово-кислотные аккумуляторы, которые были тяжелыми и громоздкими и занимали много места. Тяжелые батареи приходилось заряжать и заменять часто, иногда даже ежедневно. Электрические транспортные средства могли развивать скорость до 80 км/ч, однако такая скорость могла быстро разрядить батарею. Обычная скорость была около 30 км/ч. Батареи можно было использовать для поездки на расстояние около 160 км, затем их требовалось заряжать.

Эдисон разработал новые, более мощные батареи, позволяющие на одной зарядке проезжать до 1000 миль, но что-то остановило их продвижение.
За пределами городов просёлочные дороги Америки были примитивны, поэтому там стали применять автомобили с двигателем внутреннего сгорания. По мере роста скорости и надежности автомобилей с бензиновым двигателем электромобили потеряли популярность и стали ассоциироваться с пенсионерами и пожилыми дамами. Электрический стартер в обычных автомобилях забил последний гвоздь в гроб электромобилей.

Петар Саво был дальним родственником Николы Теслы. В 1960-х годах он познакомился с авиационным инженером Дереком Алерсом, и между ними завязалась дружба. За это время Саво много рассказал о своём знаменитом «дяде» Николе Тесле и его проектах 1930-е годы.

В 1930 году Никола Тесла попросил своего «племянника» Петара Саво приехать в Нью-Йорк. Саво родился в Югославии в 1899 году, был на 43 года моложе Теслы. Он служил в австрийской армии, был опытным лётчиком. Петар Саво с радостью ухватился за возможность покинуть Югославию (место рождения Теслы), эмигрировал в Америку и поселился в Нью-Йорке.

В 1967 году было несколько интервью Саво, в которых он описал свою роль в делах, связанных с автомобилем Tesla. Летом 1931 года Тесла пригласил его в Буффало, штат Нью-Йорк, чтобы показать ему и помочь испытать новый тип автомобиля, который Тесла разработал на собственные средства. Буффало находится недалеко от Ниагарского водопада, где в 1895 году была введена в эксплуатацию гидроэлектростанция переменного тока Теслы, ставшая — в глазах ортодоксальной науки — вершиной его карьеры.

Этот экспериментальный электромобиль Тесла был произведён совместно компаниями Westinghouse Electric и Pierce-Arrow Motor Car Company. Джордж Вестингауз купил патенты Теслы на переменный ток на рубеже 20 -го века за 15 миллионов долларов США. Pierce-Arrow принадлежала Studebaker Corporation.

Для испытаний электромобиля новой концепции в Буффало, был выбран Pierce-Arrow 8 1931 г. Его двигатель внутреннего сгорания был удален, но сцепление, трансмиссия и задний привод были сохранены. Обычная 12-вольтовая батарея тоже осталась, но вместо двигателя внутреннего сгорания к трансмиссии подключили 80-сильный электродвигатель.

Традиционные электромобили имели двигатель постоянного тока с питанием от батареи, потому что батарея может обеспечивать только постоянный ток. Пришлось бы использовать преобразователь частоты, но тогда это устройство было слишком большим, чтобы поместиться в автомобиле.

Автомобиль был оснащён электродвигателем переменного тока, рассчитанным на 1800 оборотов в минуту. Сам двигатель имел длину 40 дюймов и диаметр 30 дюймов (102 x 76 см), безщёточный и с воздушным охлаждением. Два кабеля питания были проложены к двигателю под приборной панелью, но остались без подключения. Предположительно, что электродвигатель сделало подразделение Westinghouse. Антенна длиной 183 см была прикреплена к задней части автомобиля.

Прибыв в Буффало, Петар Саво и Тесла пошли в маленький гараж, где была новая машина Пирс-Эрроу. Тесла открыл капот и какое-то время регулировал что-то в электродвигателе переменного тока. Затем они ушли готовить устройство Теслы. В соседнем гостиничном номере гений электротехники собрал свое устройство. Он принес 12 специальных вакуумных трубок в коробке. Они были описаны Саво как «загадочная конструкция», хотя в конечном итоге они были идентифицированы как выпрямительные лампы 70L7-GT (диоды). Трубки были подключены к аппарату, который был помещен в коробку длиной 61, шириной 30 и высотой 15 см.

Вернувшись в гараж, коробку поставили на подготовленное место под приборной панелью со стороны пассажира. Тесла измерил напряжение и заявил: «Теперь у нас есть электричество». Он передал племяннику ключи зажигания. На приборной панели было два прибора, которые показывали какие-то значения. Тесла промолчал про их функции.

По просьбе дяди Саво завёл двигатель, вставив и повернув ключ зажигания. «Теперь двигатель работает», — заверил его Тесла. Звук работающего мотора — отсутствовал. Саво включил передачу, и машина тронулась. В тот день они проехали на этой безтопливной машине долгий путь, 50 миль через Буффало и в сельскую местность. Спидометр иногда показывал до 145 км/ч.

Когда они покинули город и добрались до сельской местности, Тесла убедился в работоспособности своего изобретения. Он начал раскрывать свою тайну племяннику. Это устройство могло безконечно питать транспортное средство, также могло питать целый дом, с большим запасом мощности.

Тесла признал, что его устройство было всего лишь приемником «таинственного излучения, которое исходит из эфира» и которое «доступно в любом количестве». Он задумчиво сказал: «Человечество должно быть очень благодарно за его присутствие».

В течение следующих восьми дней Тесла и Саво тестировали Pierce-Arrow в городских условиях и в сельской местности на скорости до 145 км/ч. По характеристикам автомобиль превосходил мощный многоцилиндровый автомобиль того времени, включая 125-сильную восьмерку с рабочим объемом 366 кубических дюймов (6 литров) собственного производства Pierce-Arrow.

Тесла сказал Саво, что этот приёмник энергии скоро будет использоваться для питания поездов, кораблей, самолетов и автомобилей. Изобретатель и его напарник в конце концов отвезли машину в секретное, заранее оговорённое место – старый сарай рядом с фермой в 20 милях от Буффало. Они оставили машину там. Тесла взял только ключи зажигания и свой приемник.
Авантюрный характер этого события продолжился. До Петара Саво доходили слухи, что один секретарь открыто говорил об этих секретных испытаниях и был уволен за болтливость. Это может объяснить, как информация об испытаниях могла попасть в любую из газет.

Саво рассказывал, что Тесла вёл переговоры с крупной судостроительной компанией о постройке корабля с электрической силовой установкой, аналогичной той, что использовалась в испытательном электрическом автомобиле. Имеется версия, что компанию Пирс-Эрроу достигшую пика своего успеха в 1930 году, специально, показательно – обанкротили за связь с Теслой. В 1932 году компания понесла убытки в размере 3 миллионов долларов. В 1933 году компанию купил Studebaker, что только ускорило её крах.

Имеется версия, что Николе Тесла «закрыли рот». Это было после события, описанного выше. Корпорация Westinghouse оплатила проживание Теслы в самом роскошном отеле Нью-Йорка New Yorker. Здесь стареющий ученый прожил без арендной платы всю оставшуюся жизнь. Тесла прекратил свои исследования в области безпроводной передачи электроэнергии и публичные заявления о космических лучах.

Каткое изложение статьи Игоря Спаича из журнала NEXUS (январь, февраль 2005 г.).

P.S. Тесла получил около 300 известных патентов по всему миру на свои изобретения. Отдельные патенты Теслы скрыты в патентных архивах. Многие изобретения, разработанные Tesla, остались без патентной защиты.

7 января 1943 года в возрасте 86 лет Тесла умер в комнате отеля New Yorker. Два дня спустя Федеральное бюро расследований изъяло вещи Теслы. Джон Г. Трамп, профессор MIT, проанализировав вещи Tesla, заявил, что мысли и усилия Теслы были в основном спекулятивными, философскими и отчасти рекламными, связанными с производством и передачей безпроводной энергии.

Тесла прочитал много работ, запоминал целые книги и обладал фотографическая память. Он владел восемью языками. У него часто были видения, когда появлялось решение конкретной проблемы, с которой он столкнулся. Тесла визуализировал в уме изобретение с предельной точностью, включая все размеры. Этот метод известен, как образное мышление.

В конце 19 века на многих фотографиях изображены электромобили. Имеется много свидетельств, что до появления и широкого распространения машин с двигателями внутреннего сгорания, был широко распространён электротранспорт. Например, история появления и развития нью-йоркского такси на базе электромобиля.

Первым в США автомобильным такси был электромобиль Electrobat производства компании Генри Морриса и Педро Сэлома из Филадельфии. В конце 19 века они организуют мелкосерийное производство и выходят на рынок пассажирских перевозок.

В 1896 году они организуют первую таксомоторную компанию Electric Vehicle Co в Нью-Йорке используя электромобили. Увидев большой потенциал в новом виде транспорта, компанию покупает трамвайный магнат Уильям Уитни, и вкладывает большие средства в ее развитие.

В 1897 году в Нью-Йорке работало уже 12 электромобилей, а к 1899 по городским улицам бегало больше 60 таких машин. Electrobat проезжал около 40 километров на одной зарядке при скорости 20 миль в час. Зарядка аккумулятора занимала 8 часов.

В 1900 году большинство машин на улицах Нью-Йорка были электромобилями. В тот год в США было продано 1 575 электромобиля и 1681 паромобиля. Главным преимуществом нового транспорта перед лошадьми, для властей города, было отсутствие навоза, который в те времена был для Нью-Йорка огромной проблемой. Улицы были просто завалены им.

Уитни придумал как решить проблему ограничения пробега электромобилей. Батареи сделали съёмными и всё, что нужно было сделать водителю, это заезжать раз в несколько часов в гараж для её замены. Таким образом машины можно было эксплуатировать практически круглосуточно. Казалось, что это успех, можно завоевать рынок пассажирских перевозок в Нью-Йорке, а потом и по всей стране.

Уже в начале 20-го века компания Electric Vehicle Co владела парком состоящим из 2 000 электромобилей, электрогрузовиков и электроавтобусов, а их фабрика в Коннектикуте была крупнейшей в мире по производству электрических машин.

Однако, вскоре компания обанкротилась. Причиной этого называют чересчур грандиозные планы Уитни, проблемы в технологическом планировании и малые инвестиции в инфраструктуру. Когда производству было заказано 1600 новых машин, грянул батарейный кризис. Количества батарей и мест для их зарядки и хранения оказалось мало. Батареи начали заряжать с нарушением технологии. Они стали отказывать и разряжаться раньше срока. В итоге, вместо развития компания была вынуждена заниматься поддержанием в рабочем состоянии существующего парка машин. Обслуживание и замена батарей стоили довольно дорого. Все деньги к тому моменту уже были потрачены, банки отказались давать займы. Поэтому средства на покупку новых батарей и обустройство дополнительных мест для их зарядки — отсутствовали. К 1907 году компания обанкротилась и была продана. Новые владельцы переименовали её и заменили все электротаксомоторы на машины с двигателем внутреннего сгорания.

Из комментариев к статье. «В детстве у меня была книжка про историю автомобильного транспорта, так вот там было написано про эти и другие электромобили. И меня удивляло, как же так, в начале 20 века уже это было, а потом вдруг пропало».

«Главная причина, по которой тогда электротранспорт перестал развиваться — это совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Свинцовая батарея очень тяжёлая, дорогая, и с ней много возни. А ДВС намного легче, у него больше мощность, больше запас хода, быстрая заправка, более высокая скорость движения».

«До 80-х годов отсутствовал большой спрос на аккумуляторы. Потом появились портативные устройства, вроде кассетных плееров. Начали вкладывать деньги в развитие аккумуляторов и благодаря этому было сделано несколько серьёзных открытий в области химии. Все дело в массовом спросе».

«В 1905 году на Бродвее ходил электрический трамвай с токосъёмником – в виде токоведущего рельса в жёлобе».

«В то время электродвигатели проигрывали ДВС по ряду причин, включая цену (привет от Генри Форда). Каждый год толпы студентов инженерных вузов сдают дипломные работы по темам экономической целесообразности применения электрического транспорта, и всё равно есть люди, которые верят, что всё могло бы сложится иначе».

«Всё 1000 раз посчитано и пересчитано. Электротранспорт проиграл в честной конкурентной борьбе (если исключить трамвайный заговор Дженерал Моторс) двигателю внутреннего сгорания. При этом он остался и занимает свою нишу».

P.S. Уильям Уитни был одним из владельцев трамвайных линий. Группа нефтяных магнатов обманным путём обанкротила трамвайные линии (трамвайный заговор Дженерал Моторс). Под их контролем находились банки, поэтому у Уильяма Уитни возникли затруднения с кредитом. Развитие электротранспорта сознательно тормозится в угоду нефтяному лобби. Однако электротранспорт, уже тогда, имел преимущество перед ДВС, поэтому остался существовать и занимает свою нишу. Для полного перехода на электротранспорт нужно унифицировать аккумуляторные батареи. На бензозаправках сделать станции по замене и зарядке аккумуляторов. Но нефтяное лобби всеми силами препятствует этому.

Сравним преимущества и недостатки электромобилей и автомобилей c двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Познакомимся с надёжностью, долговечностью, стоимостью обслуживания, скоростью, безопасностью, запасом хода и наличием нужной инфраструктуры.

Электромобили значительно надёжнее, чем бензиновые, дизельные или газовые автомобили. В них в среднем в 5 раз меньше подвижных и, соответственно, изнашиваемых частей. Их двигатель и коробка передач устроены гораздо проще.

В двигателе внутреннего сгорания энергия газов, расширяющихся при сгорании топлива, преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня, через шатун вращающего коленвал. То есть, сначала мы сжигаем топливо и двигаем поршень, затем вращаем коленвал. В электромоторе напряжение подаётся на обмотки и магнитное поле вращает ротор. То есть сразу получаем вращение.

Кроме того, ДВС из-за своей малой эффективности выделяют во время работы большое количество тепла, что ускоряет износ деталей силового агрегата. Коэффициент полезного действия ДВС – от 20 до 50%. КПД уменьшается за счёт различных факторов.
Топливная эффективность. Часть топлива уходит с отработанными газами. На этом этапе теряется до 25% КПД.
Тепловые потери. Двигатель нагревает себя и другие узлы. Часть тепла уходит с выхлопными газами. Это доводит потери КПД до 60%. У электромотора, по сравнению с ДВС, практически отсутствует нагрев.

Потери на трение ещё 20 %. Таким образом, КПД равняется около 20%. У самых современных моделей этот показатель может быть до 30%. Дизельные моторы имеют КПД до 50%. Половина энергии теряется впустую.

Коэффициент полезного действия электродвигателя достигает 95%.

Электродвигатель имеет другие преимущества перед ДВС. Например, в них
отсутствуют вибрации. Следовательно, отсутствует вибрационное разрушение конструкции. У электродвигателя отсутствуют выделения в окружающую среду, то есть выхлоп. В ДВС много узлов, нуждающихся в смазке. В электродвигателе – смазка требуется только для опорных подшипников ротора. В нём почти отсутствует трение и, следовательно, износ узлов. Изнашиваются лишь опорные подшипники ротора, которые легко меняются, в коллекторных двигателях есть ещё щетки, но они меняются ещё легче.

Единственная часть электромобиля, которая может вызывать опасения в плане надёжности, это аккумуляторная батарея. Со временем она теряет часть своей ёмкости. Однако исследования говорят о том, что при правильном уходе, батарея теряет менее 20% своей ёмкости при пробеге 250000 км. При расчётном сроке службы транспортного средства 8-10 лет, лишь у 0,003% электромобилей наблюдаются проблемы с батареей, которые требуют её замены до окончания этого срока.

Итого – сплошные плюсы у электромобиля, вроде бы он побеждает с крупным счётом.

А вот с питанием все обстоит наоборот. ДВС выигрывает у электромотора с разгромным счётом.

Бензин, дизельное топливо залил в бак и поехал. Газ – заменил баллон – это чуть подольше. Топливо (бензин, солярку, газ) можно хранить, запасать впрок. Его очень просто доставлять до заправок.

А электромобиля вместо бензобака аккумуляторная батарея. Для этого устройства нужны заводы, он опасный, ядовитый. Для выработки электричества нужны электростанции. Большая часть мирового электричества производится из нефти, газа и угля. Отсутствует возможность запасти электричество впрок. Аккумуляторы быстро саморазряжаются.
Производство электромобилей наносит больший экологический вред, чем производство автомобилей с ДВС. Это связано с энергоёмкостью и ресурсоёмкостью производства батарей, содержащих редкоземельные металлы. Однако, имеются исследования, которые доказывают, что электромобили полностью компенсируют большее экологическое воздействие на производственном этапе меньшими выбросами в процессе эксплуатации.

Высокая надёжность электромобилей позволяет снизить затраты их владельцев на ремонт и обслуживание. По данным Американской ассоциации автомобилистов, электромобиль требует значительно меньше расходов на ремонт и замену изношенных частей, чем обычный автомобиль того же класса. Кроме того, у электрических транспортных средств существенно меньше расходных материалов и жидкостей, требующих регулярной замены. Их тормозные колодки изнашиваются медленнее благодаря технологии рекуперативного торможения.

Автомобили с электрическим двигателем позволяют значительно сэкономить на топливных расходах. Зарядка электричеством обходится владельцу машины дешевле, чем заправка бака обычного автомобиля самым дешевым топливом – сжатым природным газом. Предположительно, за время пробега 100 тыс. км экономия составит около 3 000 $.

Стоимость покупки является одним из главных минусов электромобилей. Она связана с большой стоимостью аккумуляторных батарей. Даже экономия при эксплуатации, маловероятно, что покроет разницу в цене между электромобилем и машиной с ДВС.

Другой минус электромобилей – это запас хода, по этому показателю они отстают от бензиновых и дизельных автомобилей. Лишь отдельные модели способны проехать на одном заряде более 500 км. В условиях низких температур эффективность батарей падает. На обогрев салона требуется дополнительная энергия, поэтому запас хода может уменьшиться на 20%.

С другой стороны, исследование, проведённое в Массачусетском Технологическом Институте, показало, что запас хода современных бюджетных электромобилей покрывает ежедневные нужды 87% американцев без дополнительной подзарядки в течение дня. Кроме того, по правилам безопасности, водителям требуется отдых через определённое время. Его можно производить во время подзарядки аккумуляторных батарей.

Одним из факторов, сдерживающих распространение электромобилей, является медленная скорость зарядки и малое количество зарядных станций. Развитие аккумуляторных технологий сокращает отставание от бензиновых и дизельных автомобилей. Строительство скоростных зарядных станций вдоль автомагистралей позволит использовать электромобили для дальних поездок.

Плюсом электродвигателей является отсутствие коробки передач, поэтому они способны мгновенно передавать максимальный крутящий момент на колёса. Электромобили очень динамичны, быстро разгоняются и позволяют безопасно проводить обгоны. У них более высокая курсовая устойчивость и меньше риск заноса.

У электромобилей, по сравнению с автомобилями с ДВС, низкое шумовое загрязнение. Учитывая всё вышеизложенное, можно сделать вывод, что на данном этапе развития технологий, электромобили уже обладают многими преимуществами по сравнению с бензиновыми и дизельными автомобилями, а с развитием технологий – они будут только усиливаться.

P.S. Нужно учесть, что какие-то силы препятствуют развитию технологий, замещающих те, которые используют нефть и газ. Например, в конце 19 века электрический транспорт был хорошо развит, была создана сеть зарядных станций. Каталоги продаваемых моделей электромобилей насчитывали тысячи разновидностей. Исследователи считают, что в то время имелась возможность передачи электроэнергии без проводов. Имеется версия, что на планете существовало устройство (Солар), создающее электромагнитное поле, которое создавало электрический ток в приёмно-распределяющих устройствах. Это объясняет, каким образом работали маяки. Опыты Н. Теслы подтверждают это. Впоследствии, Солар был изолирован, и мы потеряли много различных возможностей, в том числе – использовать передачу электроэнергии без проводов.