De sa att det inte gick att göra:Ingen kunde göra en bil som klarar att resa 160,9 kilometer eller mer på en enda gallon (3,8 liter) bensin - eller uppnå motsvarande prestanda med någon annan typ av bränsle.
Och om någon lyckades bygga ett sådant fordon, skulle det definitivt inte vara snabbt, smidigt eller krocksäkert. Men även om du gav sådana bilfantasier fördelen av tvivel, fanns det bara inget sätt ett fordon som lyckades åstadkomma allt som också kunde vara rymligt. Komforten skulle behöva offras vid motoreffektivitetens altare. Eller så verkade det en gång.
Det råkar vara så att alla dessa tvivel – som innehas av mer än ett fåtal bilexperter på en gång – visade sig vara fel. I rättvisans namn, med tanke på den teknik som var tillgänglig fram till nyligen, var dessa argument vettiga. Men försök att tänka om och omkonstruera bilen under de senaste årtiondena har förvandlat tidigare fantastiska idéer till genomförbara.
Amory Lovins, grundare och chefsforskare för Rocky Mountain Institute (RMI), myntade namnet "Hypercar" för att beskriva hans koncept för ett rymligt, SUV-liknande fordon som levererade en häpnadsväckande bränsleekonomi utan att göra några av de kompromisser folk vanligtvis lägger på " ekonomibilar. RMI:s Hypercar-vision kom först in på den offentliga arenan på 1990-talet. Ett företag, Hypercar Inc., tog avstånd från RMI-forskningen (idag kallas Hypercar Inc. FiberForge) för att driva konceptet.
Under åren som följde utökades definitionen av "hyperbil" till att betyda alla extremt effektiva motoriserade markfordon. Den huvudsakliga, men ändå något lösa, parametern är att fordonet kan färdas 100 miles (160,9 kilometer) eller mer på energiekvivalenten till en gallon (3,8 liter) bensin. För elenergi wonks är det samma som 100 miles (160,9 kilometer) för varje 33,7 kilowattimmar energi. För att sätta det i perspektiv, vi pratar om mängden ström som det skulle ta för att hålla en 100-watts glödlampa tänd 10 timmar om dagen (1-kilowatt, eller kWh), i en månad. (Den här artikeln förklarar mer i detalj hur effektivitetsjämförelser mellan bensin- och elmotorer fungerar.)
Så vad ska man inte gilla med hyperbilar? Vi har svårt att tänka på många anledningar, förutom att de har varit så länge på väg för vanliga människor. År 2012 var det fortfarande nästan omöjligt för en person med medelinkomst att gå in i ett bilutställningsrum och köra ut med nycklarna och registreringen till en gatulaglig hyperbil. Ja, GM:s Chevy Volt har en effektivitetsklass på strax under 100 MPGe, men till 40 000 USD per exemplar kan man hävda att den fortfarande är utom räckhåll för de flesta blivande bilköpare.
Ändå kan vi dregla över...eh, hylla hyperbilens dygder som en idé och som en framväxande klass av fordon som är tillgängliga idag - om du har pengarna (och i vissa fall den tekniska kunskapen att bygga en). I den här artikeln kommer vi att utforska några av de mest imponerande egenskaperna hos hyperbilen. När du har läst artikeln, väg in dina tankar - är hyperbil effektivitet värt att sträva efter?
InnehållVi har inget emot bensinstationer som förser oss med bensin, diesel, biobränslen och så vidare. Inte heller mot de många fina människor som är anställda vid dessa stationer. Men låt oss inse det, att avbryta vår dagliga rutin för att få gas är ett slags besvär. Och beroende på fordonet kan det bli riktigt dyrt.
Med en hyperbil kan du spendera mindre tid på att vänta vid pumpen...eller ingen tid alls. Att äga ett plug-in elfordon som körs enbart på batterier skulle innebära att allt du behöver är ett eluttag. Alla har en sådan hemma. Den typiska bilen står på tomgång 95 procent av tiden, så till och med laddningstider på några timmar (som över natten) borde inte besvära ägare särskilt mycket [källa:RenewGrid].
Sanna hyperbilar är designade med en nästan slavisk hängivenhet för att minska vikten. Ju mindre en bil väger, desto mindre energi krävs för att förflytta sig en viss sträcka. Ju mindre energi den har att lägga ut, desto mindre (och lättare) kan dess olika komponenter vara. Så, även om det där stora bromssetet kan se coolt ut när du sitter under en uppsättning 20-tumshjul på en lurad vanlig bil, på en hyperbil skulle du inte behöva de överdimensionerade propparna. Även på en riktigt snabb hyperbil skulle den totala lätta fordonsvikten göra monsterbromsarna överdrivna.
Mindre, lättare komponenter plus användningen av lätta konstruktionsmaterial som kolfiber hjälper till att ge hyperbilar deras fenomenala utbud. Det återstående tricket är att sätta alla dessa tekniker och teknologier i ett system som möjliggör snabb, lönsam massproduktion.
Sedan mänsklighetens gryning har människor gått i krig om tillgång till resurser. Idag är en av de mest uppskattade resurserna olja. USA är inte främmande för konflikter med oljefläckar, och att bibehålla tillgången till utländsk olja har kostat landet biljoner dollar, för att inte tala om tusentals liv under de senaste decennierna.
Oljemarknadernas globala karaktär innebär att vilket land som helst kan tvingas att göra trevligt med nationer som det inte gillar - nationer som exporterar mycket olja. Allt för att hålla de inhemska bränslepriserna på en dräglig nivå. Det kan innebära att man ser åt andra hållet när de oljerika nationernas härskare förtrycker sitt eget folk eller ger hjälp och fristad till terrorister.
Energioberoende innebär att ett land inte är mycket beroende av utländska energikällor för att hålla sin ekonomi eller nationella försvar igång smidigt. Det är ett koncept som har många militära typer som är ivriga att komma bort från oljestandarden när det gäller att driva sina maskiner [källa:U.S. Navy].
Genom att använda mindre bensin, eller ingen gas alls om den är helt elektrisk, kan en hyperbil slå ett slag för demokratin utan att avlossa ett skott. En nation av hyperbilar skulle gå långt för att tillhandahålla energioberoende – och beröva förtryckande och terroristvänliga stater inkomster.
Det kalla kriget var inte nödvändigtvis en rolig tid att genomleva, i geopolitiska termer. Oavsett om du tjänstgjorde i militären under den eran eller inte, hängde det ständiga hotet om kärnvapenförintelse över huvudet. Trots detta, eller kanske på grund av det, var det brådskande för USA att förnya sig konstant.
Idag drar vi nytta av mobiltelefoner, raketer som kan nå rymden, internet, GPS-navigering och otaliga andra framsteg som ägde rum i kapplöpningen mellan sovjetanslutna länder och västvärlden om att tekniskt utveckla varandra. Som filosofer så tidigt som Aesop uttryckte det:"Nödvändigheten är uppfinningarnas moder." Under det kalla kriget var "nödvändigheten" att utveckla så många icke-nukleära sätt som möjligt för att slå den andra sidan.
Idag finns det en växande känsla av brådska kring både nedgången av oljereserver som är lättillgängliga och klimatförändringar. Både stora företag och modiga uppfinnare har rest sig för att möta de många utmaningarna.
Toyota ledde satsningen bland stora biltillverkare med sin banbrytande Prius redan 1997. Även om den tekniskt sett inte är en hyperbil (ännu), bygger Prius på många hyperbilsprinciper för att uppnå en bränsleeffektivitet som ligger långt över genomsnittet. Amerikanska biltillverkare kom in i spelet relativt sent, men engagerade sig i effektivitet efter deras nära-döden-upplevelse under finanskrisen 2008.
Men det är inte bara de stora som gör innovationen. Individer, collegelag och till och med grupper av gymnasieelever löser problemen med att tillverka hyperbilar genom incitament som Progressive Automotive X Prize. Tävlingen faktureras som "The $10 Million Competition for the Best 100 MPGe Production-Capable Cars."
Om det förflutna är någon ledtråd, kan många sidofördelar uppstå i morgon av innovationer som äger rum idag. Vem vet vilka enorma välsignelser för affärer, personlig produktivitet och för samhället i allmänhet som kommer från de teknologier som kommer fram från hyperbilsforskningen?
När vi kör våra förbränningsfordon tar vi kol och andra grundämnen som har tagits bort från jorden och släpper ut dem i atmosfären. Liksom våra lungor har atmosfären endast en begränsad kapacitet att filtrera överflödiga partiklar innan den upplever obehagliga biverkningar. Den mest märkbara av dessa är en global temperaturökning.
Bevisen för att accelererade klimatförändringar sker, och att mänsklig aktivitet till stor del är orsaken, är nu "otvetydigt", med till och med tidigare skeptiker som kommer till tanken att planeten håller på att värmas upp [källor:American Meteorological Society och Muller].
Bilar står för drygt hälften av koldioxidutsläppen för ett enda hushåll, enligt U.S. Environmental Protection Agency. Skyll på bilarnas grunddesign, för en. Traditionella bilar är ökända för sin slöseri. Endast 0,3 procent av energin som produceras av en bilmotor går faktiskt till att flytta fordonets förare, enligt Lovins, från Rocky Mountain Institute [källa:Nova].
Vart tar resten av det vägen? Lovins säger att 87 procent förbrukas i andra delar av bilen:motor, drivlina och tillbehör... med andra ord överallt utom hjulen. Trots alla framsteg är den moderna bilen den rörliga motsvarigheten till ett dragigt, läckande hus.
Hyperbilen försöker å andra sidan aggressivt åtgärda dessa brister. Effektivitet är hela poängen med en hyperbil. Toyota Prius, allmänt betraktad som en mycket effektiv bil, har en EPA-körsträcka på 42 miles per gallon (17,9 kilometer per liter). Den snålaste av hyperbilar kan däremot uppnå en uthållighet på mer än 200 MPGe! (The Rocky Mountain Institute har nu börjat kalla denna klass av bilar för "ultra-lätta, låga drag"-fordon. Inte lika melodiös eller sexig som "hypercar", men vi kan se hur de kanske vill undvika förväxling med den ursprungliga Hypercar [källa:Rocky Mountain Institute].
"Ren" och "grön" är ofta subjektiva beteckningar eftersom det kan vara svårt att spåra källorna till sin el. Men helt klart är det tänkbart att en helelektrisk hyperbil kan få all sin kraft från icke-förorenande förnybara källor – och därför vara helt icke-förorenande eller koldioxidneutral.
För nästan varje ny teknik som uppfunnits har vi börjat förvänta oss förbättringar över tiden. Oavsett om det är motordrivna flyg- eller persondatorer, anser vi radikal förändring under några decennier vara, ja, normal.
Exempel:en av Thomas Edisons bättre presterande tidiga glödlampor kunde hålla i 1 200 timmar innan den brinner ut. En dagens kompaktlysrör kan ge ljus i 10 000 timmar. Nästa generations teknik, LED-lampor, kan hålla i upp till 25 000 timmar.
Bilar, å andra sidan, har knappt rört sig, åtminstone inte med en viktig åtgärd. Ford Model T, som introducerades 1908, levererade respektabla 21 miles till gallon (8,9 kilometer per liter). Den genomsnittliga bilens körsträcka 2012 (i USA) var 24 miles per gallon (10,2 kilometer per liter) [källor:Ford Motor Company och Eisenstein].
Har förbränningsmotorer nått sin högsta effektivitet som vissa hävdar? Inte helt, men ganska nära. Plus, i ärlighetens namn, har bilar gjort stora framsteg på andra områden. Men det är uppenbart att biltillverkare måste ta till sig andra metoder än de som dominerar idag för att öka körsträckan och fortfarande hålla fast vid de vinster som gjorts med säkerhet, komfort och prestanda. Metoder som de som används för att tillverka hyperbilen.
Vi pratar inte heller om drömsk, teoretisk vetenskap. Men verklig hyperbilsutveckling kan kräva ett rent avbrott med mycket av bilbyggande ortodoxi. Ta till exempel Wikispeed SGT01, en deltagare i tävlingen Progressive Automotive X Prize. Team Wikispeed, som leds av mjukvarukonsulten Joe Justice, använde managementpraxis (tillsammans kallat Agile) från mjukvaruutvecklingsvärlden för att ta bort år från bilindustrins standardtid för att bygga sin SGT01 roadster. Den resulterande bilen med kolfiberkropp kostar 25 000 $, går från 0 till 60 miles per timme (0 till 96,6 kilometer i timmen) på 5 sekunder och levererar 108 miles per gallon (45,9 kilometer per liter) i kombinerad stads- och landsvägskörning. (Avvägningen för närvarande är en hård, bullrig resa.)
För en mer skräddarsydd, men ändå sportig åktur, finns Rimac Concept One från Kroatien. Denna skulpterade skönhet placerar en oberoende kontrollerbar elmotor vid varje hjul för den ultimata hastigheten (0 till 60 miles per timme på bara 2 sekunder) och effektivitet (114 MPGe). De kallar det "All Wheel Torque Vectoring." Vi kallar det en ganska smart lösning på problemet med energiförluster i drivlinan.
Och många fler exempel finns i överflöd av hyperbiltekniker som används. Körsträcka på hyperbilnivå trotsar nästan tro, men anmärkningsvärt nog är kunskapen för att uppnå det inom räckhåll idag. Så nästa gång du hör folk klaga över bensinpriset eller skryta om sin bil på 42 mil per gallon (17,9 kilometer per liter) får du gärna släppa lite vetenskap om dem:Hyperbilen lämnar vårt fossildrivna fordonsarv i dammet.
Det här är en fantastisk tid att vara en bilbyggare som inte är ansluten till ett av de stora, etablerade bilföretagen. Tidigare bröts fältet med hinder för uppfinnare och små bilbyggande team. Budgetsprängande forsknings- och utvecklingskostnader. Svårt att köpa delar och komponenter. Obefintlig tillgång till tillverkning i lönsam skala. Och glöm bara distributionen. Men idag, med räckvidden av internet och globalt samarbete, faller dessa begränsningar ner.
Jag är glad över att se en sådan mångfald av storlek och nationaliteter i grupperna som försöker bygga produktionskapabla hyperbilar. Deras arbete utökar den kunskap vi har för att hjälpa oss att ombilda bilen och dess roll i samhället. Efter decennier av stagnation från stora biltillverkare hjälper en mängd okonventionella tänkare till att skaka om och utöka vårt koncept om vad en bil kan och bör vara.
