Этанол в гонках: проблема не в топливе, а в том, как его учесть

Неочевидные неудобства и неожиданные преимущества от использования "био" топлива.

В день дебюта Nasamax в Сибринге (начало марта 2003 года) технический консультант команды по вопросам возобновляемых источников энергии Джон Макнил объяснил, что представляет собой биоэтанол и почему разговор о нём неизбежно приводит к более широкому вопросу — что именно должен ограничивать гоночный регламент: объём топлива или запас энергии.

На первый взгляд это выглядит как очередная экологическая инициатива, которыми автоспорт время от времени украшает пресс-релизы. Однако за этой историей скрывается куда более интересный инженерный вопрос.

Сам этанол - это обычный спирт. Именно тот самый спирт, который содержится в алкогольных напитках. Гоночный этанол, правда, настолько концентрирован, что использовать его по «прямому назначению» было бы крайне неразумно. На всякий случай законодательство требует добавлять в него специальные примеси, исключающие подобные эксперименты.

Большинство дискуссий о топливе начинаются не с того места.

Когда люди слышат, что этаноловый автомобиль расходует больше топлива, они обычно делают вывод о его низкой эффективности. Это примерно то же самое, что сравнивать стоимость перевозки песка и кирпичей по количеству рейсов самосвала, не интересуясь массой груза.

Инженера интересует не объём топлива, а энергия.

Именно здесь начинается проблема большинства регламентов начала XXI века. Они традиционно ограничивают литры. Между тем двигатель потребляет не литры, а химическую энергию.

Этанол содержит меньше энергии на единицу объёма, чем бензин. Поэтому для получения одинаковой мощности его требуется больше. Это не недостаток топлива. Это его физическое свойство. Чайная ложка сахара остаётся чайной ложкой сахара независимо от того, растворили её в стакане воды или в кружке.

С точки зрения двигателя важна энергия, а не объём жидкости, в которой эта энергия хранится.

Поэтому главный вопрос заключается не в том, способен ли биоэтанол конкурировать с бензином. Главный вопрос заключается в том, способен ли регламент корректно сравнивать разные источники энергии.

Nasamax фактически участвует в эксперименте, который сегодня кажется очевидным, но двадцать лет назад выглядел почти радикальным. Команда добровольно согласилась выступать с энергетическим дефицитом, чтобы доказать жизнеспособность концепции. Однако сама идея равенства между бензиновыми и этаноловыми автомобилями удивительно проста.

Если энергия является эквивалентом производительности, то и регламент должен оперировать энергией.

Тогда решение становится почти скучным своей логичностью. Автомобилю на биоэтаноле нужен больший топливный бак для хранения того же энергетического запаса. Если требуется больше топлива при дозаправке, увеличивается скорость заправки. После этого машины оказываются в сопоставимых условиях.

Иными словами, проблема оказывается не химической, а бухгалтерской.

Любопытно, что команда сознательно согласилась провести нынешний сезон в менее выгодных условиях, чтобы продемонстрировать практическую жизнеспособность технологии.

Само топливо при этом требует серьёзной переработки автомобиля. Изменяются характеристики топливной системы, материалы магистралей и уплотнений, настройки турбонаддува, параметры впрыска и зажигания. Меняется практически вся философия подготовки двигателя. Перейти на биоэтанол так же просто, как заменить в скрипке струну на кусок арматуры и ожидать прежнего звучания.

Интересно, что многие достоинства этанола лежат за пределами секундомера. Он менее токсичен, менее пожароопасен и производится из возобновляемого сырья. Партнёр команды ASTEK работает над технологиями получения этанола из древесины, сельскохозяйственных отходов и других малоценных биоматериалов, избегая конкуренции с продовольственным производством.

По словам Макнила, с точки зрения эксплуатации их автомобиль остаётся обычным спортивным прототипом. Есть лишь два заметных отличия: во-первых, автомобиль работает тише; во-вторых, возле него пахнет значительно приятнее.

И здесь автоспорт неожиданно возвращается к своим корням. До появления двигателей фермеры выращивали овёс для лошадей. Теперь возникает возможность выращивать сырьё для топлива. Технологии изменились, принцип остался удивительно знакомым.

Возможно, именно поэтому история Nasamax представляет интерес не только для любителей необычных прототипов. Она показывает, что будущее альтернативных топлив определяется не столько свойствами самих топлив, сколько способностью регламентов измерять то, что действительно имеет значение.

А значение, как обычно, имеет энергия. Литры - лишь способ её «транспортировки».

Каково работать с биоэтанолом?

Здесь ответ технического консультанта оказался неожиданно кратким. Недостатков он не видит. Биоэтанол менее огнеопасен, чем бензин, не обладает его токсичностью и производится из возобновляемого сырья.

А кроме того, как заметил Макнил, вокруг команды постоянно стоит вполне приятный запах спирта.

Для автоспорта, который традиционно измеряет прогресс децибелами, градусами и киловаттами, это, пожалуй, довольно необычное конкурентное преимущество.

Автор литературного перевода – Степан Харитонович Толмачёв.

Не просто переводчик, а посредник между мирами. Человек, который берёт английскую статью про какой-нибудь малоизвестный прототип из Лестершира и делает так, что её с интересом читает студент из Тольятти или механик из Миасса.