Воздушный двигатель для лодок генерировал на 6% больше тяги, чем аккумуляторный
Один из недостатков электрических судов с аккумуляторными батареями — долгая зарядка. Для своего размера и веса эти аккумуляторы имеют низкую плотность энергии. Кроме того, со временем они теряют емкость и требуют утилизации. С учетом этих ограничений ученые из Университета Шарджи в ОАЭ обратили внимание на перспективную альтернативу — сжатый воздух.
Ученые разработали пневматическую силовую установку, состоящую из двух 40-литровых резервуаров со сжатым воздухом, соединенных с пневматическим двигателем мощностью 6 л.с. Последний посредством стального вала передает вращающий момент на гребной винт. При выпуске воздуха из резервуаров под давлением 200 бар двигатель, а вместе с ним и винт, начинают быстро вращаться. Для регулировки скорости и направления тяги могут использоваться редукторы.
Испытания прошли в бассейне. Систему установили на надувной лодке из ПВХ, рассчитанной на 3-4 человек. По внешнему виду она напоминала традиционные абры, используемые в ОАЭ. Расположенный у бассейна тензодатчик соединили с задней частью лодки стальными тросами. При запуске силовой установки измерялось усилие тяги, которое она оказывала на тензодатчик. Для сравнения аналогичная лодка была оборудована электрическим двигателем такой же мощности, питаемым от стандартной аккумуляторной батареи.
Оказалось, что пневматическая установка обеспечивает на 6% больше тяговой силы, а также рабочий диапазон, сопоставимый с диапазоном электропривода с аккумуляторным блоком 12 В/18 А·ч. Более того, годовой углеродный след пневматической системы будет на 307 кг ниже, чем у эквивалентной аккумуляторной электрической системы.
Снижение углеродного следа обеспечивается за счет использования фотоэлектрических установок на причале. Они будут питать компрессор, заполняющий воздушные резервуары. Таким образом, отпадает необходимость в использовании ископаемого топлива. За то время, пока пассажиры выходят и заходят, емкости успеют снова наполниться воздухом и будут готовы к следующему рейсу.
Пока что такую систему можно использовать только на небольших паромах и прогулочных водных судах, которые ходят недалеко от берега. По мере снижения давления в резервуарах уменьшается и энергетический потенциал системы. Это связано с тем, что начальное давление в 200 бар обеспечивает более высокое качество энергии, нежели 100 или 50 бар. Таким образом, на начальном этапе развития технологии отплывать далеко от зарядной станции может быть рискованно.