Будућност аутомобила и аутомобила - хибридни, електрични и возачки аутомобили

Аутомобили, све доступнији свима, замаглили су разлике у друштвеним класама, проширили тржиште и подстакли економију. Индустрија директно запошљава више од 2,6 милиона људи и, према Ауто Аллианцеу, чини 3% до 3,5% националног бруто домаћег производа (БДП).

Америчка љубавна веза са аутомобилима очита је у броју који су у власништву. Према подацима Бироа за саобраћајну статистику, у Сједињеним Државама је у 2012. било више од 250 милиона регистрованих возила, или по једно за сваког Американца, старијег од 18 година. Просечно домаћинство поседује 1,75 возила. Те године возачи су прешли више од 2,8 милијарди миља преко 4,5 милиона миља путева и аутопута и 605.471 мостова у земљи..

Потрошачи могу да бирају између мноштва произвођача аутомобила, који сви производе различите марке, моделе и стилове каросерије. Возила се затим могу додатно прилагодити боји, типу мотора, мењачу, дизајнирању ентеријера и врсти точкова. Поред тога, постоје хиљаде ауто сервиса, механизација високих перформанси и продавница за прилагођавање каросерија спремне да испуне снове било којег власника аутомобила.

Негативни утицај аутомобила на савремени живот

За свој допринос модерном животу, аутомобил је такође имао значајне негативне последице по појединце и друштво у целини:

Расходи. Куповина и рад аутомобила у току је један од највећих трошкова који типична особа прави у животу. Аутомобили чине отприлике једну шестину породичног буџета, више од хране или здравствене заштите и осигурања заједно, према подацима Бироа за радну статистику. БЛС извештава да је у 2010. просечни путнички аутомобил у Сједињеним Државама имао 11,4 године и да је прешао 11,318 миља, док је на гориво и нафту сагоревао 2.132 долара. Поред тога, возачи су у просеку потрошили 787 долара на поправке и одржавање.
Смрти и повреде. Према подацима Бироа за попис становништва у Сједињеним Државама, од 1990. године се догоди више од 10 милиона несрећа у којима су учествовали аутомобили, узрокујући више од 30.000 смртних случајева годишње. Док се стопа смањује сваке године - одражавајући побољшања дизајна и нове технологије, Национална управа за сигурност саобраћаја на путевима процењује да је цена несрећа у 2010. години била 871 милијарда долара.
Урбана проширења. Популација САД се више него утростручила са 76 милиона људи 1900. године на 281 милион у 2000. години. Међутим, према студији пописа из 2002. године, број људи који живе у метрополитанском подручју значајно се смањио од 1950. Средином века, више више од 7.000 људи заузело је квадратну миљу копна; у 2000, било их је мање од 3.000 по квадратној миљи. Ово ширење смањује ефикасност масовног транзита и повећава притисак за изградњу опсежнијих путних и аутоцестних мрежа.
Загушење. Према студији мобилности из Тексаса из А&М из 2012. године, просечни аутомобил који проводи више од 50 сати недељно седећи у свом аутомобилу заглављеном у саобраћају. У градовима попут Лос Анђелеса, Бостона и Њујорка застоји су дуже од 60 сати годишње, због чега Американци путују кумулативних 5,5 милијарди сати више него што је потребно и набаве додатних 2,9 милијарди галона горива..
Загађење. Док атмосферско загађење претходи аутомобилу, већина научника се слаже да су наши лични аутомобили главни узрок глобалног загревања. Према Савезу забринутих научника, аутомобили и камиони чине готово петину свих америчких емисија - око 24 килограма угљен-диоксида и других гасова глобалног загревања за сваки литар гаса.

Будућност аутомобила

Иако су се аутомобили знатно променили од њиховог увођења, темпо побољшања аутомобила расте - посебно везан за напредак у борби против њихових негативних утицаја. Неки футуристи предвиђају појаву аутономних аутомобила - аутомобила који се возе - у наредној деценији.

ЕктремеТецх извештава да је Мерцедес-Бенз представио свој аутомобил без возача на сајму потрошачке електронике 2015., луксузно возило Ф-105, које долази са предњим седиштима која се окрећу тако да возач и сувозач на предњем седишту могу седети лицем у лице са леђима. -седи путнике. У међувремену, БМВ је показао свој и3 ЕВ да се самостално паркира и може да претражује паркинг гаражу за отворене просторе.

Према ЦНБЦ-у, неки аналитичари предвиђају да ће нови произвођачи попут Гоогле-а и Аппле-а заменити традиционалне масовне произвођаче аутомобила попут Генерал Моторс-а, Форда, Хонде и Фолксвагена са новом технологијом. Остала предвиђања укључују следеће:

Мање аутомобила ће бити у власништву породица, јер појединачни аутомобил може истовремено и истовремено опслуживати бројне чланове без чекања возача. На пример, аутомобил без возача могао би се вратити у своју матичну базу након што допреми радника у канцеларију и бити доступан за превоз других чланова породице током дана пре повратка, да би преузео путнички аутобус касније увече.
Доћи ће до повећања дељене мобилности тамо где људи користе аутомобиле без да их поседују.

Елементи значајне промене

Значајна побољшања умањиће негативан утицај аутомобила у будућности. Они укључују следеће аспекте и елементе.

Дизајн

Први аутомобили су подсећали на коњске вучне кочије које су заменили, једноставне кутије на точковима. Рани произвођачи имали су мало знања о аеродинамици - отпору објеката који се крећу ваздухом или "вучења". Вучење се пропорционално повећава брзином. Облик аутомобила, посебно предњи део, директно утиче на потрошену енергију док се возило креће напред.

Још један ефекат повећане брзине је додатно подизање - тенденција каросерије аутомобила да се уздиже са површине пута - из струје ваздуха испод аутомобила, смањујући вучу и стабилност током скретања. Употреба ветро тунера усмерила је инжењере аутомобилског дизајна да смање оштре ивице и побољшају струјање, смањујући на тај начин повлачење, подизање и потрошњу енергије.

Као посљедица тога, изгледа да су и модели слични, јер сваки произвођач брзо усваја било коју предност коју је ривал добио. Будући аутомобили ће вероватно бити краћи, са већим завојима, задржавајући или повећавајући унутрашњост простора за путнике.

Материјали

Тежина аутомобила директно утиче на потрошњу горива током рада. Универзитет у Вашингтону извештава да је широка употреба унибоди конструкције, лаких материјала и мањих мотора смањила просечну тежину аутомобила за 1700 фунти у периоду од 1975. до 2009. године. Међутим, већи део предности надокнађен је повећањем величине возила и додатном функционалношћу.

Континуирани савезни притисак за повећање економичности горива резултираће већом употребом лаганих челика, алуминијума, композитних материјала и пластике ради смањења тежине и побољшања перформанси. На пример, тело Тесла Роадстер направљено је од лаког композита од угљеничних влакана / епоксида који је чврст као челик и тежи 30% мање. Како се трошкови производње смањују, све више произвођача ће се окренути револуционарним новим композитним материјалима за своја возила.

Механичка ефикасност

Четворотактни мотор са унутрашњим сагоревањем деценијама је био основни извор енергије за аутомобиле. Током година, технолошки напредак као што су двострука подводна брега са четири вентила са променљивим временом вентила, присилна индукција ваздуха, убризгавање горива, рачунарски прилагођено убризгавање горива и променљиво време вентила повећавају ефикасност и снагу мотора.

Широка употреба управљачке јединице мотора - рачунара на возилу који регулише време паљења, мешавину ваздуха и горива и брзину празног хода - ствара већу ефикасност горива и сталну дијагнозу мотора. Трансмисије су ефикасније, развијају се од ручног пребацивања три степена преноса уназад и назад, до аутоматског пребацивања од шест до осам степени преноса и вожње уназад. Побољшана хидраулика омогућава управљање без напора, док кочнице против блокирања драстично смањују време и простор заустављања.

Од 2015, хибриди - комбинација бензинског мотора и електромотора - нису постали популарни у деловима Сједињених Држава. Према подацима компаније Екпериан Аутомотиве (преко Адама Голдфеина), један од четири хибрида је продат у Калифорнији, што је количина већа од следећих пет држава (Флорида, Текас, Нев Иорк, Виргиниа, Васхингтон).

Иако већина главних произвођача аутомобила тренутно нуди хибридни модел, Тоиотини модели Приус доминирају на тржишту са око 5 милиона укупне продаје од 2000. године, према 24/7 Валл Ст., С обзиром да је америчка годишња продаја аутомобила од 2000. године ниска као Од 10,4 милиона (година 2009) до 17,4 милиона (година 2000), хибриди су представљали мање од 3% укупне продаје од 2000. године и према Греен Цар Репортс просечно чине око 3% укупне годишње продаје.

Многи посматрачи верују да је комбинација следећег до сада ограничила продају хибрида:

Високе потрошачке цене у односу на традиционалне моделе мотора (5.000 долара или више за упоредни аутомобил)
Мањи број независних сервисних објеката који могу сервисирати или поправљати хибриде или електричне аутомобиле, а за то је потребно да сервисира аутомобил који продаје продавац
Недостатак потрошача о новој технологији
Повећана ефикасност горива код бензинских мотора
Аутомобилска култура која идеализује коњске снаге и брзину аутопута

Иако су чисто електрична возила која покрећу горивне ћелије (а не хибриди) освојила публику, побољшања горивних ћелија нису напредовала онако брзо како се предвиђа. Просечни електрични аутомобил има ограничење вожње од 150 миља и потребно му је 20 до 30 минута да се поново напуни.

Супротно томе, Форд Фоцус из 2015. године са четвороцилиндричним мотором са флексибилним горивом (смеше бензина или бензина-етанола) и резервоаром од 12,4 литра може прећи више од 360 миља без пуњења горива. Иако ће електрични аутомобили у будућности замијенити традиционалне изворе енергије, највјероватнији исход је повећана популарност хибридног мотора, логичан пријелаз између гасног и електричног мотора.

Горива

Аутомобил се већину свог постојања ослањао на бензин - рафинирани нафтни производ - за своје гориво. Историјски је додан тетраетил олово да би се пружио већи отпор самозапаљивању, стање које су покретачи који се називају „куцање“ када је паљење искључено. Од 1970-их, етанол - обновљиво гориво помешано са бензином - заменио је олово, комбинација која се понекад назива „флексибилно гориво“.

Остала горива укључују следеће:

Компримовани природни гас. Нека возила, посебно велики камиони и аутобуси, дизајнирана су за рад са компримованим природним гасом, фосилним горивом које сагорева чистије од нафте и ствара мање загађивача. Присталице попут нафтног радника Т. Бооне Пицкенс заговарале су ЦНГ као бољу еколошку и јефтинију алтернативу бензину. Међутим, инфраструктура за пружање ЦНГ-а као одрживе алтернативе нацији аутомобила не постоји, чиме је његова привлачност ограничена на аутомобилисте.
Електрична енергија. Електрична и хибридна возила све су чешћа, а потрошња горива је отприлике 33% већа од бензинског мотора. Иако се аутомобили на батерије могу пунити код куће или на јавним станицама за пуњење, распон возила који су само на електрични погон знатно је мањи од аутомобила на бензински погон, са капацитетом од 12 или више литара. Побољшања у технологији батерија су спорија него што се првобитно предвиђало, а возила на електрични погон остају скупља од алтернативне на бензински погон. Ипак, електрични аутомобили ће и даље прикупљати већи удио на тржишту како се смањују трошкови производње, а њихове еколошке предности постају очигледније. Хибридни модели који се ослањају на бензински мотор за пуњење батерија или напајање електричног мотора могу се возити и даље од возила на бензински погон и задржати предност у уштеди горива.
Водоник. Неки научници и произвођачи аутомобила заговарају водоник као гориво будућности, превасходно за његове еколошке користи. У 2014. години Хиундаи је почео да даје у погон прво возило на водоник у Сједињеним Државама, док је Тоиота објавила да планира да прода свој први аутомобил на водоник у 2015. години. Већина главних произвођача је аутомобил у погону водоника у развоју. Међутим, инфраструктура за довод горива која је потребна да подржи водоник као примарно гориво још не постоји.

Мало је вероватно да ће било које појединачно алтернативно гориво заменити бензин као главно гориво овог аутомобила пре 2025. Електрични аутомобили и хибридна возила и даље ће прикупљати значајан тржишни удео са повећањем удаљености по електричном набоју. Светска цена нафте ће такође у великој мери утицати на евентуалну велепродајну конверзију у алтернативно гориво. Ако се цене наставе са 4,00 УСД по галону или више, прелазак на алтернативна горива биће подстакнут.

Комуникације

Електронска комуникација између аутомобила и окружења у којем делује претрпела је најдраматичније промене. Глобални системи за позиционирање (ГПС) доступни су у већини нових аутомобила, иако су као додатак за многе. Како ови системи постају стандардни за све нове аутомобиле, све више ће бити на располагању праћење возила у реалном времену, као и надгледање мотора ван терена. ГПС систем је неопходан за возила без возача.

Комуникација између возила и возила (В2В) и возила до инфраструктуре (В2И) постаће уобичајена тако да ће аутомобили аутоматски бити упознати са положајем и кретањем осталих возила, поред променљивих услова на путу. Интерактивни путокази и саобраћајна сигнализација пружиће аутоматску и сталну комуникацију возилима омогућујући корекције курса и брзине без интервенције возача. Пошто се ови елементи - већ технички доступни - поставе, аутомобил без возача ће постати стварност.

Путеви и аутоцесте

У наредним деценијама, САД ће обновити своју стару инфраструктуру и укључити нову технологију комуникација. Ограничене траке за велике камионе данас су честе на аутопутевима. Планирање на међудржавним ауто путевима - појединачни аутомобили електронички повезани заједно и путују заједно као јединица - постаће уобичајено док земља обнавља аутопутеве како би се прилагодила комуникацијским могућностима.

Историјски разлог за ограничавање брзине био је следећи:

Безбедност возача. Вожња нижим брзинама омогућава возачима више времена за прилагођавања ако је потребно и смањује силу удара. Несреће на аутопуту драстично ће се смањити јер рачунари замењују људске возаче, при чему ће се прва прилагодити како се промене на путу и у саобраћају. Читаоци би требали напоменути да Аутобахн у западној Њемачкој нема горње ограничења брзине и већ годинама доживљава стопу смртности у саобраћају далеко испод америчког међудржавног аутопута..
Економија заснована на гориву. Ограничење брзине на 55 миља на сат Федерална влада је 1974. године увела Законом о очувању енергије на магистралним путевима ради смањења потрошње бензина. Ограничења су подигнута на 65 мпх 1987. године и укинута 1995. Мало је доказа да су ниже ограничења брзине резултирале значајним националним уштедама горива.

Како се замени инфраструктура аутопута и пропорционално повећава број робот аутомобила, ограничења максималне брзине ће нестати на државном нивоу.

Безбедност

Последња година безбедност возача и путника драстично је повећана бољим дизајном возила и употребом аутоматски активирајућих ваздушних јастука. Аутоматска контрола дугог светла тренутно је стандардна на многим аутомобилима, а могућности ноћног вида са аутоматском детекцијом пешака на луксузним моделима могу бити стандардне до 2025. Стражњи радарски и вишесмерни, вишеосни фотоапарати већ се појављују у луксузу модели аутомобила и вероватно ће постати стандард у наредним годинама.

Аутоматски управљачки системи за случај нужде који комбинирају кочење и избјегавање управљања смањују или избјегавају опасне сударе у будућности. Ниссан Мотор Цорпоратион спада међу компаније које развијају уређаје за откривање неспособности возача да безбедно управљају возилом - сензори који откривају алкохол, камере за надгледање израза лица или софтвер за препознавање неуредне вожње - за евентуалну употребу.

Завршна реч

Аутомобили будућности ће се разликовати од данашњих колико су се први аутомобили разликовали од коња и бубица. Аутомобили без возача биће знатно енергетски ефикаснији, сигурнији, мање штетни за животну средину и економичнији за употребу од било ког начина превоза у људском искуству.

Прелаз у будућност аутомобила неће бити брз, требаће најмање десетак или више година да замене постојећи возни парк у земљи. Обнова националних аутопутева и путева како би се прилагодила новој технологији вјероватно ће трајати још дуже док се национални вође боре са сукобљивим националним приоритетима. Темпо технолошког побољшања ће се и даље повећавати, али користи од тих побољшања вероватно неће бити у потпуности остварене до 2050. или касније.

Каква су предвиђања о будућности аутомобила?