Середній американський седан має приблизно 120 кінських сил. Навіть потужний позашляховик зазвичай видає щонайменше 200 к.с., тоді як міському автомобілю може вистачити всього 70 к.с. Потім ви дивитеся на мопед. Він працює на крихітному двигуні потужністю всього 1-2 к.с., але при цьому витрачає всього 70-80 миль на галон. Здається очевидним, чи не так? Чому б просто не встановити крихітний двигун у звичайний автомобіль, щоб покращити ці показники?
Відповідь у суворій фізиці переміщення важкого металу через щільне повітря.
Енерговитрати на просте існування
Припустимо, ви їдете шосе зі швидкістю 60 миль на годину. Ви не розганяєтесь. Ви не піднімаєтеся вгору. Ви просто підтримуєте швидкість. Навіть у цьому випадку вашому автомобілю потрібно від 10 до 20 кінських сил, щоб продовжувати рух. Ця енергія витрачається на боротьбу із опором повітря та коченням шин.
Крім того, є паразитичні навантаження. Увімкнули фари? Генератор споживає енергію для вироблення електрики. Увімкнули кондиціонер? Компресор вимагає більшого моменту, що крутить, від двигуна.
Тепер уявіть, що потрібно робити все це з двигуном потужністю 1 л. Він був не просто повільним. Він був би паралізований. Цей двигун не зміг би підтримувати швидкість вище 20-30 миль на годину. Вам довелося б їхати без фар та без кондиціонера. Це вже не автомобіль, а джерело небезпеки.
Муки розгону
Потім виникає проблема набору швидкості. Кінські сили визначають, як швидко ви можете розігнатися з 0 до 60 миль на годину. У звичайному автомобілі з 1-сильним двигуном цей процес може тривати кілька хвилин. І це у вакуумі, повністю ігноруючи опір повітря.
У реальному світі це зайняло б вічність. Ви б в’їжджали на швидкісне шосе зі швидкістю 5 миль на годину, молячись, щоб хтось скинув швидкість заради вас. Чим більший двигун, тим швидше ви долаєте цей розрив. 1-сильний двигун просто не має достатньої потужності, щоб швидко подолати інерцію для нормальної їзди.
Створення ідеального надлегкого автомобіля
Якщо ви дійсно хочете змусити автомобіль працювати на 1 л.с. вам доведеться змінити саме визначення «автомобіля». Вам знадобиться транспортний засіб, який буде крихітним, неймовірно легким та має форму краплі.
Подумайте про капсулу на одну людину, а не про седан. Усуваючи масу, ви знижуєте енергію, необхідну розгону. Надаючи йому форму, що ріже повітря, ви мінімізуєте опір повітря. У цьому сценарії 1-сильний двигун міг би легко розігнати транспортний засіб до 60-70 миль на годину. Ви б отримали ті самі відмінні показники витрати пального.
Але ви не водили б автомобіль. Ви керували б вразливою одномісною оболонкою, яка виглядає так, ніби вона вилетіла з науково-фантастичного фільму. Компроміс між корисністю, безпекою та ефективністю змушує нас дотримуватися двигунів із трохи більшою потужністю.
