Comment fonctionne la voiture aérienne

L'essence est déjà le carburant du passé. Cela peut ne pas sembler le cas lorsque vous faites le plein sur le chemin du travail, mais le pétrole utilisé pour le fabriquer s'épuise progressivement. Il pollue également l'air qui devient de plus en plus insalubre à respirer, et les gens ne veulent plus payer les prix élevés que les compagnies pétrolières facturent pour cela. Les constructeurs automobiles savent tout cela et ont consacré beaucoup de temps et d'argent pour trouver et développer le carburant du futur.

La recherche est lancée, mais quel sera ce carburant du futur? Les carburants prêts à l'emploi comme le pétrole sont de plus en plus difficiles à trouver et les constructeurs automobiles se tournent vers des sources d'énergie plus vertes comme les batteries. Ces batteries peuvent être chargées d'énergie et placées dans une voiture où cette énergie peut être libérée. Aussi bonne que puisse paraître cette idée, certains fabricants pensent que l'air pourrait devenir une source d'énergie encore meilleure.

Air? À première vue, l'idée de faire rouler une voiture dans les airs semble presque trop belle pour être vraie. Si nous pouvons utiliser l'air comme carburant, pourquoi penser à utiliser autre chose? L'air est tout autour de nous. L'air ne s'épuise jamais. L'air est non polluant. Mieux encore, l'air est gratuit.

-Malheureusement, l'air seul ne peut pas être utilisé comme carburant. Tout d'abord, l'énergie doit y être stockée en pressant l'air étroitement à l'aide d'un compresseur d'air mécanique. Une fois que l'air comprimé est libéré, il se dilate. Cet air en expansion peut être utilisé, par exemple, pour entraîner les pistons qui alimentent un moteur. L'idée d'utiliser de l'air comprimé pour alimenter un véhicule n'est pas nouvelle: les premiers prototypes d'un véhicule pneumatique remontent au milieu du 19^e siècle, avant même l'invention du moteur à combustion interne.

Au moins un constructeur pense qu'il est prêt à vendre des voitures aériennes au public américain. Si tout se passe bien, ces voitures pourraient être disponibles aux États-Unis relativement bientôt [source: Sullivan]. Au cours des prochaines pages, nous examinerons cette technologie, les raisons pour lesquelles vous voudrez peut-être l'utiliser - et quelques raisons pour lesquelles vous ne pouvez pas.

-Les lois de la physique dictent que les gaz non contrôlés rempliront n'importe quel espace donné. Le moyen le plus simple de voir cela en action est de gonfler un ballon. La peau élastique du ballon retient l'air fermement à l'intérieur, mais au moment où vous utilisez une épingle pour créer un trou dans la surface du ballon, l'air se dilate vers l'extérieur avec tellement d'énergie que le ballon explose. La compression d'un gaz dans un petit espace est un moyen de stocker de l'énergie. Lorsque le gaz se dilate à nouveau, cette énergie est libérée pour travailler. C'est le principe de base derrière ce qui fait rouler une voiture aérienne.- -

Les premières voitures à air seront équipées de compresseurs d'air. Après un bon trajet en voiture, vous pourrez ramener la voiture chez vous, la mettre dans le garage et brancher le compresseur. Le compresseur utilisera de l'air autour de la voiture pour remplir le réservoir d'air comprimé. Malheureusement, il s'agit d'une méthode de ravitaillement assez lente et prendra probablement jusqu'à deux heures pour un remplissage complet. Si l'idée d'une voiture aérienne se répand, des stations de ravitaillement en air deviendront disponibles dans les stations-service ordinaires, où le réservoir peut être rempli beaucoup plus rapidement avec de l'air déjà comprimé. Le remplissage de votre réservoir à la pompe prendra probablement environ trois minutes [source: Cornell].

Les premières voitures aériennes utiliseront presque certainement le moteur à air comprimé (CAE) développé par la société française Motor Development International (MDI). Les voitures aériennes utilisant ce moteur auront des réservoirs qui contiendront probablement environ 3 200 pieds cubes (90,6 kilolitres) d'air comprimé. L'accélérateur du véhicule actionne une valve sur son réservoir qui permet à l'air d'être libéré dans un tuyau, puis dans le moteur, où la pression de l'expansion de l'air poussera contre les pistons et fera tourner le vilebrequin. Cela produira suffisamment de puissance pour des vitesses d'environ 56 kilomètres par heure. Lorsque la voiture à air dépasse cette vitesse, un moteur se met en marche pour faire fonctionner le compresseur d'air embarqué afin qu'il puisse comprimer plus d'air à la volée et fournir une puissance supplémentaire au moteur. L'air est également chauffé lorsqu'il frappe le moteur, ce qui augmente son volume pour permettre à la voiture de se déplacer plus rapidement [source: Cornell].

L'un des principaux avantages de l'utilisation d'air comprimé pour alimenter le moteur d'une voiture est qu'un véhicule à air comprimé pur ne produit aucune pollution au niveau du tuyau d'échappement. Plus précisément, les voitures à air comprimé que nous verrons probablement dans un proche avenir ne pollueront pas du tout tant qu'elles n'atteindront pas des vitesses supérieures à 35 miles par heure. C'est à ce moment que le compresseur d'air interne de la voiture se déclenchera pour atteindre une vitesse supplémentaire. Le moteur qui fait fonctionner ce compresseur d'air nécessitera du carburant qui produira une petite quantité de pollution atmosphérique. Certains combustibles (vous pouvez utiliser des biocarburants écologiques ou des combustibles fossiles) seront également utilisés pour chauffer l'air lorsqu'il sort du réservoir. Les derniers moteurs à air comprimé offrent également aux conducteurs la possibilité d'utiliser des combustibles fossiles ou des biocarburants pour chauffer l'air lorsqu'il entre dans le moteur. Néanmoins, cette technologie représente une nette amélioration par rapport aux voitures propulsées par des moteurs à combustion interne qui produisent des quantités importantes de pollution à n'importe quelle vitesse..

Les voitures aériennes sont également conçues pour être plus légères que les voitures conventionnelles. La construction en aluminium de ces véhicules maintiendra leur poids à moins de 2000 livres (907 kilogrammes), ce qui est essentiel pour rendre ces véhicules éconergétiques et les aidera à aller plus vite pendant de plus longues périodes..

Un autre avantage des voitures aériennes est que le carburant devrait être remarquablement bon marché, une considération importante en cette ère de prix de l'essence volatils. Selon certaines estimations, les voitures obtiendront l'équivalent de 171 kilomètres par gallon, bien que l'air comprimé ne soit probablement pas vendu au gallon. Une estimation plus significative est que cela peut prendre aussi peu que 2 $ d'électricité pour remplir le réservoir d'air comprimé, mais vous aurez également besoin d'essence pour alimenter le moteur électrique qui comprime l'air pendant la conduite [source: Cornell].

Les véhicules eux-mêmes seront également relativement bon marché. Zero Pollution Motors, qui prévoit de lancer les premières voitures à air comprimé aux États-Unis et estime un prix d'autocollant d'environ 17 800 $, ce qui rendrait ces voitures abordables pour les acheteurs américains soucieux de leur budget [source: Max].

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-Alors qu'une voiture à air ne produit aucune pollution fonctionnant avec de l'air déjà comprimé dans son réservoir, la pollution est néanmoins produite lorsque l'air est comprimé, à la fois pendant le déplacement de la voiture et pendant son ravitaillement. Comme nous l'avons mentionné précédemment, le compresseur d'air du véhicule fonctionnera probablement à l'essence et ce gaz produira de la pollution lorsqu'il est brûlé.

Le compresseur d'air de la station-service sera probablement alimenté à l'électricité. La production de cette électricité peut polluer ou non, selon la manière dont cette électricité est produite. Par exemple, l'électricité produite au charbon pourrait produire des quantités importantes de pollution. Des sources d'électricité plus propres, comme l'énergie nucléaire ou l'hydroélectricité, se traduiront par une pollution bien moindre. Selon le site Web Gas 2.0, une voiture aérienne aux États-Unis créerait environ 0,176 livre d'émissions de dioxyde de carbone par mile sur la base du mélange moyen de sources d'énergie électrique pendant le ravitaillement en carburant. En comparaison, une Toyota Prius hybride, qui combine un moteur électrique alimenté par batterie avec un moteur à combustion interne, génère environ 0,34 livre de dioxyde de carbone par mile. Ainsi, bien que la voiture aérienne ne soit pas tout à fait exempte de pollution, elle représente toujours une amélioration par rapport à l'une des voitures hybrides les plus populaires sur le marché [source: Nuccitelli].

La distance peut également devenir un inconvénient, en fonction de vos habitudes de voyage. La distance qu'une voiture aérienne peut parcourir sans faire le plein est cruciale car très peu de stations-service auront des pompes à air comprimé disponibles au début. Si vous prévoyez d'utiliser votre voiture aérienne uniquement pour de courts trajets - des distances inférieures à 100 miles - tout ira bien. Cependant, l'attente d'une à deux heures pour que le compresseur d'air intégré de la voiture comprime un réservoir plein d'air pourrait devenir un problème lors de voyages à travers le pays. Zero Pollution Motors - la branche américaine de MDI et la société la plus susceptible de produire la première voiture à air pour le marché américain - vise à disposer d'une voiture bientôt disponible capable de parcourir entre 800 et 1000 miles sur un réservoir d'air plus 8 gallons de gaz [source: Cornell]. Les premiers prototypes, cependant, ont parcouru des distances plus proches de 120 miles - assez bien pour votre trajet quotidien, mais pas tout à fait suffisant pour des trajets plus longs [source: Motavalli].

Que se passera-t-il si une voiture aérienne subit des dommages lors d'un accident? Après tout, les réservoirs d'air comprimé peuvent être dangereux. Pour réduire ce danger, les réservoirs d'air sont en fibre de carbone et sont conçus pour se fissurer, plutôt que se briser, lors d'un accident. Cette fissure permettrait au «carburant» de s'échapper sans danger dans l'air ambiant. Les fabricants craignaient que l'air s'échappant d'une extrémité du réservoir puisse produire un effet de fusée et propulser la voiture sur un jet d'air. La soupape sur les réservoirs de carburant des voitures a été placée sur le côté pour minimiser cet effet.

Malgré ces précautions, on craint que la construction légère des voitures aériennes ne leur empêche de respecter les exigences de sécurité américaines strictes et que cela puisse retarder l'arrivée des voitures aériennes sur le marché américain. D'autres facteurs sont également venus au premier plan, et nous en apprendrons plus sur ces prochains.

Les Tata Mo-tors de l'Inde seront probablement la première voiture aérienne sur le marché au cours des prochaines années. La voiture aérienne de Tata Motors utilisera également le moteur CAE. Bien que Tata ait annoncé en août 2008 qu'ils n'étaient pas tout à fait prêts à déployer leurs voitures à air pour la production de masse, Zero Pollution Motors prévoit toujours de produire un véhicule similaire aux États-Unis. Connues collectivement sous le nom de FlowAIR, ces voitures coûteront environ 17 800 $. La société, basée à New Paltz, N.Y., dit qu'elle commencera à prendre des réservations à la mi-2009 pour les livraisons de véhicules en 2010. La société prévoit de déployer 10 000 voitures aériennes au cours de la première année de production [source: Max]. MDI a également récemment dévoilé l'AirPod piloté par joystick, le plus récent ajout à son arsenal de voitures aériennes. Bien que l'AirPod génère une vitesse maximale de seulement 43 mi / h, il est également extrêmement léger et ne génère aucune émission..

Les grands constructeurs automobiles surveillent le marché des voitures aériennes avec intérêt. Si les premiers modèles séduisent les consommateurs, ils développeront probablement leurs propres modèles de voitures aériennes. À l'heure actuelle, quelques petites entreprises prévoient de commercialiser des voitures aériennes dans le sillage des véhicules à base de MDI. Ceux-ci inclus: 

• K'Airmobiles -- La société française K'Air Energy a construit des prototypes d'un vélo à air et d'un véhicule routier léger basés sur le moteur à compression d'air K'air [source: -K'air]
• Air Car Factories SA -- Cette société espagnole dispose d'un moteur de voiture aérienne actuellement en développement. Le propriétaire de l'entreprise est actuellement impliqué dans un différend avec l'ancien employeur MDI au sujet des droits sur la technologie [source: MDI].

Au départ, les voitures MDI seront les seuls véhicules aériens sur le marché. Cependant, MDI aurait autorisé la technologie à des fabricants dans une douzaine de pays différents, de sorte que les voitures aériennes devraient bientôt être disponibles dans le monde entier..

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Plus de liens intéressants

• Usines de voitures aériennes (Motor Development International)
• Moteurs Tata
• Moteurs zéro pollution

Sources

• Chapa, Jorge. «Voiture à Air Comprimé MDI». Inhabitat.com. 1er juin 2007. (consulté le 30/09/2008) http://www.inhabitat.com/2007/06/01/tata-motors-air-car/
• Cornell, Clayton B. "Une voiture à air que vous pourriez voir en 2009: l'hybride à air comprimé de 106 MPG de ZPM." Gas2.org. 15 juillet 2008. (28/09/2008) http://gas2.org/2008/07/15/an-air-car-you-could-see-in-2009-zpms-106-mpg-compressed- air-hybride /
• Gizmag.com. "L'automobile française fonctionne avec la technologie de l'air comprimé." 2 décembre 2004. (30/09/2008) http://www.gizmag.com/go/3523
• Jones, Benjamin. "Voiture aérienne de 106 mpg pour seulement 18 000 $ à venir en 2010." Ecomodder.com. 26 août 2008. (28/09/2008) http://ecomodder.com/blog/2008/08/26/106mpg-air-car-18000-coming-2010
• Max, Josh. «Voiture à air comprimé avec Breeze 2010». Nouvelles quotidiennes de New York. 24 mars 2008. (30/09/2008) http://www.nydailynews.com/services/autos/2008/03/24/2008-03-24_compressed_air_car_coming_with_2010_bree.html
• Motavalli, Jim. "La voiture aérienne souffle de nouveau dans l'image." NYTimes.com. 10 septembre 2008. (30/09/2008)
• http://wheels.blogs.nytimes.com/2008/09/10/the-air-car-blows-back-into-the-picture
• Nuccitelli, Dana. "Voitures aériennes vs voitures électriques vs hybrides - Quels sont les plus verts?" Gas2.org. 11 septembre 2008. (30/09/2008) http://gas2.org/2008/09/11/air-cars-vs-electric-cars-vs-hybrids-which-are-greener
• Sullivan, Matt. «Une voiture à air comprimé à venir aux États-Unis en 2009 à 2010 à moins de 18 000 $, pourrait atteindre une portée de 1000 milles.» Mécanique populaire. 22 février 2008. (28/09/2008) http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/4251491.html