Álsportmotorok, kvázi-chopperek és rokkantkocsival keresztezett űrjárók rótták a köröket a Bosch Rexroth által szervezett alternatívjármű-versenyen. Az abszolút győztes egy kerekes vasaló lett – ez mindent elmond a Pneumobil versenyről, ahol az innovatív műszaki tartalom furcsa formákba költözik.
Tavaly, az
I. Pneumobil Versenyen egyértelműen kiderült, hogy az elsősorban ipari
felhasználásra gyártott pneumatikai elemekből nem is olyan nehéz
önerejéből mozgó járművet készíteni. Az idei dzsemborin már arra volt
kíváncsi mindenki, meddig sikerül kitolni a műszaki racionalitást
szürreális dizájnba foglaló járművek teljesítményhatárait. 30,8 km/óra
végsebesség és 8,46 kilométeres hatótáv az idei csúcs, amit persze nem
egy, hanem két géppel értek el.
Ön most kacagva legyint az adatok láttán? Akkor merüljön el
a belső égésű motoros közlekedés hőskorában: épp ilyen esetlen,
csetlő-botló szerkezetekkel találkozhat, amiken csak nevettek
a sportos homokfutók, a míves, kifinomult hintók,
a masszív társzekerek tulajdonosai. És lám, mekkora sikersztori
lett a vége − a fosszilis tüzelőanyagokat elégető, egyre
kifinomultabb automobilok globális elterjedésével sikerült
megbetegíteni az egész bolygót.
A halott élőlények több millió év alatt, nagy nyomáson elfolyósodott
testéből készült tápoldat fogyóban van, ezért egyre többen kutatnak
alternatív energiafajták, illetve az ezekre alapozott, valóban
használható technológiák után. A jövőben alighanem többféle
energiaforrást használunk majd a közlekedésben, és ezek közül az
egyik a sűrített levegő lehet. A Pneumobil Verseny tanúsága
szerint a mérnökpalánták képzeletét erősen foglalkoztatja ez
a hajtásmód: a tavalyi futamon tizennégy csapat állt rajthoz,
az idein már harminc. Akkor 76-an serénykedtek a versenyjárgányok
körül, most 131-en. És változott a helyszín is: a rendezvényt
az egri Bosch Rexroth pneumatikagyár udvaráról átültették Eger szívébe,
a belvárosban található Érsekkertbe. A barokkos közparkban
sosem volt még autóverseny, és most is csak azért lehetett, mert
a légjárgányok nem szén-dioxidot pufognak ki motorjukból, hanem
szűrt levegőt.
Filozofikusabb hajlamú egyének megfigyelhették, hogy az intelligens
teremtésbe igenis be van építve a folyamatos fejlődés, az
evolúció. A 2008-as első bátortalan tapogatózások után az újrázó
csapatok komoly mértékben továbbfejlesztett gépekkel jelentkeztek, és
többen közülük célszerszámokat alkottak egy-egy versenyszámra:
nyomatékos, pörgős masinákat a gyorsasági, gyorsulási futamokra,
és takarékos csettegőket a hosszú távú megméretésre. Az „öreg”
rókák már tudták, hogy alacsony építésű gépek kellenek, elfogadhatóan
stabil futóművel, erősebb kerekekkel. Az újonnan benevezők közül többen
még túlságosan széles, ezért szűk szakaszokon nehezen manőverezhető,
vagy feleslegesen magas, ezért kanyarokban nem elég gyors gépekkel
érkeztek.
A Debreceni Széllovagok gyorsasági győztes és fődíjas pneumobiljának
minden porcikája szemléletesen illusztrálja ezt a fejlesztési
folyamatot. A zártszelvény vázat többször átdolgozták, mire
elérték az általuk elképzelt stabilitást. A vezető áramvonalas kis
karosszériában ül, melynek orrát apró fricskaként Alfa Romeo-hűtőrács
díszíti. A sofőrülés mögött, de a hátsó kerék előtt, tehát
középmotoros elrendezésben dolgozik a rafináltan konstruált motor.
A munka javát két nagyméretű pneumatikus henger végzi,
teljesítményüket szükség esetén még két kis henger bekapcsolásával
tovább lehet növelni. A debreceni egyetemisták mindkét
versenyszámra alkalmassá tették tehát a gépüket – ami még úgy is
megnyerte az összetett versenyt, hogy a szakmai zsűri a két
kis hengert lekapcsoltatta. Érdemes megnézni a kerekeket,
különösen a nagyobb erőhatásnak kitett hátsót: ez bizony
motorkerékpárról származik, a felniken pedig jól tapadó slick
abroncsok feszülnek.
Mélyre ültették azt a járgányt is, amellyel a BME
Gyalogkakukk csapata második lett a gyorsulási futamon, és
megkapta a legkreatívabb jármű címet is. A kéthengeres,
programozható vezérlésű pneumobil vezetője a motor fölött hasalva
irányítja a hosszú, de keskeny nyomtávú, leginkább
verseny-motorkerékpárra hajazó szerkezetet, amely igen látványos
versenyzést engedett meg mindaddig, amíg a gyorsasági pálya éles
visszafordítójában ki nem tört a jobb első kereke.
Nagyokat horkantott a nép a Pneumococcus csapat (Széchenyi
Egyetem) gépe láttán is, amellyel harmadikok lettek a gyorsasági
versenyben. A Matchbox-méretű légautóra a szorgalmas építők
pofás kis karosszériát rittyentettek, amibe valami rejtélyes módon bele
lehet gyömöszölni egy négyrét hajtogatott embert. A négyhengeres
légmotor meglepő vehemenciával mozgatta a stabil útfekvésű
aprójószágot, amelynek megjelenését mindig nagy taps kísérte.
Ennél már csak egy pneumobil aratott zajosabb tetszésnyilvánítást,
a Kecskeméti Főiskola Lecsó csapatának meseautója. Az alkotók nem
vehemens versenygépet építettek, hanem egy bulikocsit.
A kétüléses, piros meseautó közönségdíjas lett, bizonyítván, hogy
ez a roadster-alapforma ősi ösztönöket mozdít meg
a járműrajongókban. A karosszéria egyébként valamikor
egészségesebben nézett ki, ám a fényező olyan festékkel ment rá,
ami megtámadta az üvegszálas műgyanta karosszériát. Biztos nagyon
mérgesek voltak a kecskemétiek, amikor a megroggyant formát
meglátták, de utólag elmondhatjuk, hogy ez a deformált kivitel
csak fokozta a járgány verdás báját.
Idén nemzetközivé vált a Pneumobil Verseny, hiszen
Marosvásárhelyről és Nagyváradról négy csapat is érkezett Egerbe.
A Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem Aratók csapata két
nőibicikli-váz és sok egyéb kerékpáralkatrész felhasználásával épített,
józan konstrukciójú, könnyű gépével meg is nyerte a távolsági
futamot.
A hétvégi versenyláz elültével hétfő délután ültünk le az egyik
főszervezővel, Bolyki Ferenccel, a Bosch Rexroth Pneumatika Kft.
technológiai csoportvezetőjével, hogy a léghajtás elméletéről,
a műszaki alapokról és az idén rajtvonalra állított pneumobilok
további érdekességeiről beszélgessünk.
− A sűrített levegő munkára fogása nem új gondolat, ilyen
járművekkel már több mint száz éve is kísérleteztek, s néhány
konstrukció a megvalósításig is eljutott – kezdte az alapokról
a fiatal mérnök. – Léghajtású mozdonyokat használtak például
a robbanásveszélyes bányákban, de Franciaországban
a tömegközlekedésben is alkalmaztak levegővel hajtott sínbuszokat.
Mi azért vettük elő az ötletet, hogy egy játékos, de komoly tudást
igénylő verseny keretében megtornáztassuk kicsit a mérnökhallgatók
agytekervényeit és izmait. A Bosch Rexroth termékkínálatában
minden megtalálható, ami egy léghajtány motorjának és vezérlésének
megépítéséhez kell, a nevezők így egy meghatározott termékkörből
válogathattak a magyarországi kereskedőcég, a Bosch Rexroth
Kft. katalógusából. Az alapvető műszaki keretek meghatározásán túl
szabad kezet kaptak, ezért is született ilyen sokféle, kreatív
konstrukció.
− Hogyan működik a légmotor?
− Maga a folyamat elég egyszerű. A légköri nyomás
a Földön nagy átlagban 1 bar. A versenyzők által használt
szabványos, tízliteres palackba két köbméter, azaz 2000 liter levegőt
sűrítenek bele. Ez a 200 baros nyomásra összepréselt levegő
szabadulni szeretne, visszatágulni 1 barra. A nyomási energiával
rendelkező sűrített levegővel mechanikai munkát lehet végeztetni,
esetünkben úgy, hogy egy hengerbe vezetjük, és ott egy dugattyút
mozgatunk vele. Előtte a palackból érkező levegő nyomását 8 barra
csökkentjük egy reduktorral, ami percenként 600 liter levegőt enged át.
A dugattyú mozgását a hagyományos forgattyús hajtással vagy
érintőirányban megmozgatott elemekkel, fogaslécekkel vagy
fogaskerekekkel, láncokkal forgó mozgássá alakítjuk, ami már alkalmas
egy jármű mozgatására. A légmotor működéséhez szükség van
megfelelő vezérlésre is, ami lehet mechanikus vagy elektronikus. Az
utóbbi számos paraméter módosítását teszi lehetővé, ezért
kifinomultabb, és persze a konstruktőröknek is érdekesebb
feladatot jelent. Több csapat is készített saját vezérlőprogramot, amit
laptopról töltöttek fel a pneumobil saját memóriájába.
− Mekkora teljesítményűek ezek a motorok?
− Tudomásom szerint ezt eddig még nem mérte meg egyik csapat sem.
Azt tudjuk, hogy a versenyen használt szabványos palackba sűrített
levegő 0,5 kW energiát tartalmaz. A versenyeinkre épített
légmotorok nyomatéka eléri a 200-250 Nm-t, ennyit tudnak nagyjából
az átlagos kiskategóriájú személygépkocsik is. Ennek köszönhető, hogy
nyomatékváltókra a mindössze 150 kilogramm tömegű pneumobilokban
igazából nincs szükség – bár a jobb menetteljesítmény elérése
érdekében természetesen számos csapat kísérletezik velük. Többen
kerékpár-agyváltókat használtak, de idén találkoztunk pneumatikus
sebességváltóval is a dunaújvárosi főiskolások járművében.
− Milyen érdekes műszaki megoldásokra bukkant idén
a szakmai zsűri?
− A Kecskeméti Főiskola Tűzgép csapata ötvözte
a hajtókaros és a húzós megoldást, részben ennek is
köszönhető, hogy megnyerték a gyorsulási versenyt.
A távolsági győztes Aratók szintén egyedi, görgőáttételes hajtást
alkalmaztak. Egy másik kecskeméti csapat, a Pneurotátor
a stabilabb kanyarfekvés érdekében döntött kerekeket használt,
ehhez viszont az egyszerű merev tengelyes megoldás helyett a jóval
bonyolultabb féltengelyes konstrukciót kellett alkalmazniuk. A BME
Roadbreakers és a BMF Airbag csapatai, valamint a marosvásárhelyi
Aratók megpróbálkoztak a palackból érkező nyomáscsökkentett levegő
felmelegítésével is. A nagy nyomásról hirtelen kitáguló gáz
körülbelül mínusz 100 Celsius fokra lehűl. Ha ezt sikerülne
szobahőmérsékletre melegíteni a hengerekbe vezetése előtt, azzal
az általa végzett munkát meg lehetne duplázni. Hosszan sorolhatnám még,
tényleg nagyon izgalmas alkotások születtek. Én úgy felpörögtem
pénteken és szombaton, hogy még vasárnap sem bírtam lenyugodni, tele
volt a fejem a rengeteg friss élménnyel.
− Egy ilyen versenyt végigkísérve az embert nem hagyja nyugodni
a kíváncsiság, hogy valóban alkalmas-e ez a hajtásmód
a mindennapi használatra, vagy fiatal elmék izgalmas szakmai
játéka marad.
− Állítom, hogy ha a Pneumobil Versenyen részt vett öt-hat
legtehetségesebb mérnökhallgatót egy jól menedzselt munkacsoportba
szerveznénk, egy-két éven belül előállnának egy mindennapi városi
közlekedésre alkalmas léghajtású kisautóval. A konstrukció,
a jármű persze csak egy dolog – az ár például nyilvánvalóan csak
kellően nagy széria mellett lenne sokak számára megfizethető, és ki
kellene alakítani a tankolás útjait-módjait, a kényelmes
használathoz szükséges infrastruktúrát is. Sokféle megoldás
elképzelhető. Nyilván otthon, a garázsban is fel lehetne tölteni
a tartályt egy jó kompresszorral. A munkahelyi parkolókban,
a különféle parkolóházakban szintén ki lehetne alakítani ilyen
lehetőséget. De mondok egy érdekeset: a szélturbinákkal
kompresszorokat lehetne meghajtani, a sűrített levegőt
a lábukban kialakított tartályokban lehetne tárolni. Így
a légmobilok tiszta üzemanyagának előállításához még csak
elektromos áramra sem lenne szükség.
A léghajtás története: áttörésre
várva
A sűrített levegővel hajtott járművek gondolata nem új,
a történelmi dokumentumok szerint egy brit úr, Dennis
Papin vezette elő elsőként az ötletet, 1687-ben. Az elv
gyakorlatba ültetésére azonban várni kellett vagy százötven
évet: a francia testvérpár, Andraud és Tessie Motay
1840-ben mutatták be léghajtányukat, amely, bár jól működött,
mégsem győzte meg a befektetőket. Alig negyven évvel
később viszont Nantes utcáin már levegővel hajtott,
kötöttpályás járművek szolgáltak a tömegközlekedésben.
Hasonló rendszereket állítottak szolgálatba Vichy-ben, La
Rochelle-ben és Saint Quentinben is. Az 1900-as évek fordulóján
léglokomotívok százai üzemeltek az USA szénbányáiban, ahol
a tűz- és robbanásveszély miatt belső égésű motoros vagy
elektromotoros járműveket nem használhattak.
A személyautók világában több ötletes konstrukció is
született, ám egyikből sem lett kereskedelmi siker. Az amerikai
Charles B. Hodges állt elő az első jól működő járművel,
amelyből elég szép mennyiséget értékesített is. Az ő
technológiáját továbbfejlesztve Európában is születtek
léghajtásos modellek. Sokan kísérleteztek a hagyományos
belső égésű motorok léghajtásúvá alakításával. Sikeres munkát
végzett például az amerikai Lee Barton Williams, akinek
a motorja benzinnel indult, majd az üzemanyag szerepét 10
mérföldes sebességnél a sűrített levegő vette át. 1926-ban
az autóval Williams elérte a hatvankét mérföldes, azaz
mintegy 95 km/órás sebességet. Az első dízel-levegő hibridet
a németek építették 1930-ban, ám ekkorra már
a hatalmasra nőtt olajipar igyekezett háttérbe szorítani
az új kezdeményezéseket. Egy Johannes Wardenier nevű feltalálót
1934-ben elmegyógyintézetbe csukattak, a tervrajzokat
eltüntették. A léghajtás egy időre feledésbe merült,
egészen az 1970-es évekig, amikor az USA-ban a kutatások
új hulláma indult el. Ám hiába a nagy igyekezet,
a sikeresen bejegyeztetett találmányokból sem lett
sorozatgyártású jármű. Pedig voltak köztük reménykeltő
próbálkozások: Terry Miller mindössze 150 dollárból készítette
el üzemképes légmobilját 1979-ben, Carl Leisser pedig olyan
konstrukciót épített, amiben egy generátor folyamatosan
újratöltötte a tartályt. Hasonló elven működő szerkezetet
alkotott 1987-ben a Miamiban élő Ricardo Perez-Pomar
is.
Jelenleg a berni közlekedési vállalat kísérletezik
a léghajtásos motorkocsik tömegközlekedésbe állításával
Svájcban. Terveik szerint 2010-től léghajtású kötöttpályás
járművek kímélik majd a berni belváros levegőjét. Az
indiai óriáskonszern, a Tata 2007-ben jelentette be, hogy
egy léghajtású városi személygépkocsi kifejlesztésén és
gyártásba állításán dolgozik. A technológiát kidolgozó
francia MDI (Motor Development International) vezetője, Guy
Negre szerint a tisztán léghajtású járművek mintegy 180
kilométert tehetnek meg egy feltöltéssel, aminek
a költsége körülbelül két dollár. Ha a hengerekbe
áramló levegőbe némi benzint kevernek, a hatótávolság 1800
kilométer lehet, 1,8 liter/100 km-es üzemanyag-fogyasztás
mellett. A járműveket saját kompresszorral is felszerelik,
amely négy óra alatt tölti fel a légtartályokat.
Sok-sok próbálkozás után tehát pár éven belül megjelenhetnek
a kínálatban az első sorozatgyártású léghajtásos autók,
amelyeknek viszonylag gyenge menetteljesítményét meggyőzően
ellensúlyozzák majd az alacsony üzemeltetési költségek.
