Tulevik juba veereb!

Tulevik juba veereb!

Miks on Iraak maailma uudislehtede esikülgedel, tuumarelva ehitavast Põhja-Koreast kuuleb aga hoopis harvem? Sest Iraak tähendab naftat, nafta omakorda on võti meie viimase sajandi kiirele arengule. Paraku on see imevedelik maakoores lõpukorral – tõsiasi, mida ei suuda muuta ka USA sõjamasin. Milline on elu bensiinijärgses maailmas? General Motors usub, et neil on vastus sellele küsimusele peaaegu käes.

Vello Kala


Suured autotootjad on üksmeelel, et bensiinijärgse maailma autokütus on vesinik. Vesinikku on meil külluses – iga vee molekul koosneb ühest hapniku- ja kahest vesinikuaatomist. Pole ehk ohtu, et autod tulevikus mered tühjaks joovad. Vesinik on hästi põlev gaas. Ehk liigagi hästi, kui meenutada suurte diri_aablite katastroofe. Kuid autoinsenerid ei kavatsegi seda gaasi silindrites põletada, vaid toota selle abil katalüüsgeneraatoris (fuel cell) elektrienergiat auto veerema panemiseks.

Katalüüsi teel elektri saamine pole iseenesest uus idee. General Motors esitles sel tehnoloogial põhinevat prototüüpi juba 1966. aastal, katseautosid on valmistanud teisedki autotootjad. Kuid probleemi teaduslikust lahendusest on töötavate prototüüpideni pikk maa – ja sama pikk on tee prototüübist müügivalmis autoni. General Motorsi mullu sügisel esitletud Hy-wire on maailma esimene auto, mis projekteeritud just katalüüsisüsteemi ümber, selle eripära ja võimalusi kasutades. General Motorsi inseneridele oli katalüüsmootor tõeline leid. Tõsi, see mootor ei võta autos esialgu vähem ruumi, kui traditsioonilised ottomootor, jõuülekanne ja kütusepaak. Küll aga on inseneridel hoopis vabamad käed jõuseadme massi autosse ruumimisel. Elektrijuhtmeid võid vedada-väänata kuidas tahad, kardaanvõllidega seda mõistagi teha ei saa.
Läbi aegade on insenerid püüelnud ühtlase massijaotusega ja madala raskuskeskmega auto poole. Seni oli see ainult unistus – raske mootoriplokk on kas ees või taga, sa ei saa tema massi üle autopõhja laiali jaotada. Hy-wire puhul on see ülesanne aga lahendatud. Kogu jõuallikas ja paljud lisaseadmed on paigutatud 28 cm paksusesse alumiiniumstruktuurist alusplatvormi. GM usub, et lisaks ühtlasele kaalujaotusele ja madalale raskuskeskmele aitab uudne tehnoloogia ka firma mudelivalikut rikastada, sest kõike olulist kandvale alusvankrile võib peale tõsta mistahes vormis autokere. Kui see nii läheb, on automaailm oma sünniaastates tagasi – mäletatavasti valmistasid esimesed autotootjad vaid mootori ja ratastega varustatud raami, kere tellis ostja tõldsepalt ise – täpselt oma maitse järgi. Tõsi, moodsad tõldsepad saavad nautima oma eelkäijatest veelgi suuremat vabadust – kui saja aasta eest tuli kereehitajal arvestada rooli, pedaalide ja kangide asukohaga, siis Hy-wire puhul ei ulatu autokeresse mingit mehhaanilist ühendust – ainult juhtmed. Needki on koondatud ühteainsasse pistikusse. Niimoodi võivad trendiks muutuda vahetatavad autokered: pistik ja kümme ühenduspolti lahti, sedaankere maha ja veerandtunni pärast väljute hooldejaamast juba kahekohalise sportautoga! (Mida mõtleb sellisest võimalusest politsei!?)
Harjumatu on Hy-wire sisemus. Kui istmed ja arvuti mängukonsooli meenutav juhtseade eemaldada, on siseruumi põrand täiesti sile. Lisaks pedaalidele-kangidele puudub Hy-wirel ka armatuurlaud. Seda asendab kuvar keskkonsoolil. Tänu armatuurlaua puudumisele kaardub tuuleklaas alla kuni juhi jalgadeni: hüvasti mure kallite valuvelgede pärast, näete täpselt, kui kaugel on kõnnitee äärekivi!
Auto jõuallikas koosneb 200 elemendiga katalüüspatareist ja esirattaid käitavast elektrimootorist. Kütuseks tarvitatavat vesinikku hoitakse kolmes komposiitmaterjalist mahutis 350baarise rõhu all. Valmimas on kaks korda kõrgemat rõhku taluvad paagid, mis lubaksid sõita tankimata üle poole tuhande kilomeetri. Ühtlasel sõidul arendab jõuallikas 94 kilovatti, millest piisab kiiruseks kuni 160 km/h. Hetkeliselt, näiteks möödasõidul, on juhi käsutuses 129 kilovatti. Katalüüsiseadmest väljuv 125–200voldise pingega vool tõstetakse muundis 250–380 voldini ning siis läheb see esirattaid käitava elektrimootorini. General Motorsi katalüüsiseade on nii stabiilne ja usaldusväärne, et võimaldab loobuda senistel katalüüsmootoriga katseautodel energiavaru kogujatena kasutatud rasketest akudest. Oluline kaaluvõit!

Millal?

GM usub, et Hy-wire tüüpi autod jõuavad maanteedele aastakümnendi jooksul. Mina siiski nii optimistlik ei ole. Katalüüsmootor – see kindlasti. Kuid vaid elektriline „drive-by-wire“ juhtimine? Tõsi, lennukid lendavad juba ammu mehhaanilise ühenduseta piloodi käte-jalgade ja lennuki tüüride vahel. Kuid lennukid alluvad ka pidevale ülihoolsale tehnilisele ülevaatusele. Saada Hy-wire tuttuuena tehaseõuel liikuma on üks asi. Tagada tema ohutus kahekümneaastasena hooletu koolipoisi käes aga hoopis teine. Tahaksite te leida enda kõrvalt liikluses romu, mis elektrikatkestuse korral kaotab hoobilt nii rooli kui pidurid!?




Kuidas katalüüsmootor töötab?

Tegelikult meenutab katalüüselement mitmeti tavalist taskulambipatareid: tal on pluss- ja miinusklemm, millega ühendatakse kõik auto tarvikud ning elektrienergia sünnib temas keemilise reaktsiooni tulemusena. Kuid erinevalt patareist saab katalüüselementi pidevalt toimeainetega laadida: nendeks on auto paakides hoitav vesinik ja hapnik ümbritsevast õhust.
Katalüüsi käigus jaguneb vesinikumolekul H2 kaheks positiivse laenguga prootoniks (H+) ja kaheks negatiivseks elektroniks (e–). Elemendi katoodipoolel olev hapnik "tõmbab" prootoneid läbi spetsiaalse membraani enda poole. Läheksid elektronidki, kuid neid membraan läbi ei lase. Elektronidele ei jää muud teed, kui minna läbi auto vooluringi, käitades veomootori ja kõik muud elektriseadmed. Niimoodi katoodini jõudnud elektronid ühinevad prootonitega taas vesinikuks, see omakorda ühineb hapnikuga, moodustades katalüüsauto ainsa "saasteaine" – tavalise vee (H2O).


Nimemäng

Ilusa poisslapse nime leidmisega pole kimpus olnud kaugeltki vaid Jorh Adniel Kiir. Ka General Motorsis murti kaua pead, kuidas uut sõidukit ristida. Kuna tegu on tulevikusõidukiga, anti otsustusõigus tulevastele autojuhtidele: nimeotsijate rühm moodustati 6–15aastastest lastest. Noored autofännid pakkusid sadu nimesid, ent valituks sai 14aastase Vene immigrandi poja Aleksei Da_i_ini pakutud Hy-wire: kõlav nimi iseenesest, mis lisaks rõhutab auto kaht põhilist eripära – vesinikku (hydrogen) kütusena ja mehaaniliste ühendusteta "drive-by-wire" juhtimissüsteemi.

printerisõbralik versioon esita küsimus