I framtiden kommer vi alla att äga flygande bilar. Åh, vänta -- det är "The Jetsons." Vår syn på framtida transporter är lite mer realistisk, men bilar kommer i allt högre grad att använda elkraft, vilket minskar vårt beroende av fossila bränslen. Höger?
Det resultatet är inte på något sätt säkert. Faktum är att det finns några mekaniskt inställda människor som tror att vägen för framtidens bilindustri ligger i en helt annan riktning:ångdrivna motorer. Och även om det kanske låter lite föråldrat, är det mindre daterat än man kan föreställa sig.
Att driva ett fordon med ånga är inte så mycket en innovation som det är att återvända till en gammal idé. Planer på ångdrivna fordon går så långt tillbaka som 1600-talet. Runt 1672 skrev en flamländsk jesuit vid namn Ferdinand Verbiest upp specifikationerna för ett mycket litet ångdrivet fordon (möjligen en leksak) medan han bodde vid det kejserliga kinesiska hovet. Det finns få bevis som tyder på att Verbiest någonsin byggde fordonet, men ett bättre dokumenterat första försök är det av Nicolas-Joseph Cugnot 1769. Hans ångdrivna vagn var långsam och fick snabbt slut (bokstavligen), men den markerade fortfarande ett genombrott inom transporter.
Innovationer inom ångkraft fortsatte under hela 1800-talet. När bilar började bli vanliga på stadsgator var ångdrivna bilar ett av alternativen. Stanley Motor Carriage Company tillverkade ångfordon som var kärleksfullt kända som Stanley Steamers eller Flying Teapots. De var mycket populära i början av 1900-talet, men det blev snart billigare och mer effektivt att köpa vad som nu är normen för kommersiella bilar - en bil med förbränningsmotor. Detta innebär att bränsle förbränns inuti motorn, och explosionen från den brinnande bensinen resulterar i det tryck som krävs för att vrida de rörliga delarna av motorn. Däremot fungerar ångdrivna motorer genom extern förbränning, vilket innebär att det krävs en bränslekälla utanför motorn för att producera ångan som driver de rörliga delarna. Hittills har förbränningsmotorer visat sig vara fysiskt mindre och mer bränslesnåla än sina externa kusiner.
Men det kanske håller på att förändras. En handfull mekaniskt benägna pysslare och entreprenörer har gett sig ut för att bygga effektivare ångmaskiner. Vissa, som det brittiska Steam Car Team, verkar vara med för utmaningen och det roliga. Sedan finns det Harry Schoell, vars företag, Cyclone Power Technologies, har producerat en ångdriven bilmotor som faktiskt kan övertyga konsumenterna att ge vattenånga ett försök. Medan ångmaskinerna från det förflutna har varit stora och svårhanterliga, skulle Schoells motorer lätt passa in i fotavtrycket av en vanlig förbränningsmotor.
Så vad är annorlunda? Schoells design bygger på ett slutet system för uppvärmning och kylning, vilket gör motorn mycket effektivare och producerar mindre avfall än tidigare modeller. Ångan blir så varm att den beter sig mer som en vätska, vilket ger mer kraft. Det är också billigare att tillverka och underhålla eftersom det inte behöver en katalysator, ljuddämpare, olja eller en transmission som en förbränningsmotor. Men bäst av allt, i den här eran av oro för fossila bränslen kan du använda vilket bränsle du vill för att få igång ångprocessen, oavsett om det är bensin från petroleum eller biobränsle.
Men kommer ångdrivna motorer att användas i stor skala? Läs vidare för att lära dig mer.
Ångdrivna motorer kommer att behöva övervinna många hinder för att vinna allmänhetens godkännande, till exempel en vanlig missuppfattning att ångmotorer tenderar att explodera (avvisas av ett antal källor, inklusive webbplatsen Hybrid Cars). Andra oroar sig för att det skulle ta för lång tid för motorn att bygga upp den erforderliga mängden ånga för att köra från en kallstart, men Cyclone rapporterar en tid på 10 till 15 sekunder för start och full effekt på mindre än en minut. Det är mindre tid än en dieselmotor kräver för att värmas upp.
En annan punkt till förmån för den ångdrivna motorn är dess tidigare nämnda bränsleflexibilitet. När bilar först tillverkades var det ingen som tänkte på att få slut på fossila bränslen. Nuförtiden är dock vårt beroende av fossila bränslen anledning till oro bland många, och alla alternativ som gör att vi kan minska det beroendet börjar se väldigt tilltalande ut.
Vilket leder till en annan fråga:hur står sig ångdrivna bilar mot hybrider och elfordon? Hybrid- och elektriska modeller representerar förvisso ett steg i rätt riktning mot resursbevarande, men de kommer inte på något sätt att befria oss från vårt oberoende av fossila bränslen. Nuvarande hybrider använder en kombination av gas och elektrisk kraft för att köra; dessa bilar använder mindre bensin än vanliga förbränningsfordon, men de kräver det fortfarande. De ger också färre utsläpp, men vissa finns kvar. Och elbilar, som påpekats här, använder ofta el som genereras av kol eller andra fossila bränslen, vilket innebär att koldioxidutsläpp fortfarande är en del av den stora bilden.
När det gäller ångmaskinen Cyclone är utsläppen mindre ett problem (även om det inte på något sätt är helt borta). Enligt företagets webbplats brinner motorn längre än de flesta och förbränner därför fler partiklar, vilket innebär mindre avgaser. Och att avgaserna beror på vilken typ av bränsle som används. Om vi kan utveckla bränslekällor som har allt mindre påverkan på miljön, skulle den ångdrivna motorns koldioxidavtryck bli ännu mindre.
Naturligtvis är allt detta helt akademiskt tills biltillverkarna faktiskt bestämmer sig för att sätta in ångmotorer i sina fordon och andra maskiner, men det verkar som om de börjar bita. Popular Science rapporterar att Cyclone Power har nått en överenskommelse om att utveckla motorer för gräsklippare och trädgårdsutrustning, och i april 2011 slöt Cyclone, enligt Smart Planet, ett avtal med megaföretaget Raytheon, en försvarsentreprenör med anknytning till USA:s militär. . Flexibla bränslealternativ kan göra stor skillnad för utplacerade trupper som är borta från tillförlitliga förråd.
Bara tiden kommer att utvisa om den ångdrivna motorn verkligen har en inverkan på konsumenternas fordonsmarknad. Om det visar sig vara samma pris eller lägre att tillverka i stor skala än traditionella förbränningsmotorer, kan den ångdrivna motorn omfamnas av biltillverkarna, och eventuella framtida oljekriser kan tvinga oss att allvarligt minska vår användning av fossila bränslen.
Dagens ångmaskiner är vida överlägsna gårdagens modeller, så räkna inte bort dem för utbredd användning i morgon.
Starten på ångloketÅngdrivna lokmotorer tog fart på ett stort sätt i början av 1800-talet. Den brittiske ingenjören och uppfinnaren Richard Trevithick designade och byggde ett antal prototyper av ångmotorer, inklusive en som debuterade 1804 och som kunde dra 10 ton järn 10 miles. Järnvägar, och tågen som reste dem, visade sig vara en väsentlig del av den industriella revolutionen, och ånglok behöll sin tekniska överlägsenhet för transporter i mer än hundra år.
