Автомобиль и ноосфера

Титаренко Владимир Степанович, к.т.н., Сизов Юрий Сергеевич, к.ф.н.

Аннотация

Ноосфера, определяемая как разумное, гармоничное взаимодействие Человека с Природой испытывает возрастающую энтропийную нагрузку от всех видов энергетической деятельности. В статье утверждается, что уровень энергетического совершенства современного автомобиля составляет около 0,1% от Идеального автомобиля, и по этой причине он является одним из главных проблемных факторов ноосферы.

По воздействию на жизнь общества автомобиль относится к самым значимым техническим достижениям прошлого столетия. Каждая новая модель более совершенна, так как является и средоточием, и стимулом развития широкого спектра научных направлений - от добычи полезных ископаемых до нано-технологий. Современная философия не уделяет должного внимания энергетическому феномену ХХ и ХХI столетий – Автомобилю. Его роль в развитии Общества, оценка пользы и вреда для Человека и Ноосферы требуют этого.

Насколько мы приблизилась к пределу совершенствования автомобиля? Есть ли этот предел? И какой прогноз его воздействия на ноосферу? На эти вопросы нет однозначного ответа.

Степень совершенства любого механизма определяется его КПД. Феномен автомобиля заключается в том, что простым перемножением КПД его отдельных систем, (двигателя, трансмиссии и т.д.) невозможно определить уровень его Энергетического совершенства как Транспортного средства. Проблема в том, что человек есть главное, управляющее звено системы " Автомобиль - Водитель - Дорога" и такие формулы этого не могут учесть.

В результате, официальный термин "КПД автомобиля" отсутствует и в технической характеристике не приводится. Но это не значит, что проблемы не существует. Прилагаются усилия для её решения с разных исходных положений. На фоне всего, что сделано ранее, современный "механистический" подход изложен в работе [1], 1999 год. Энергетический – в данной статье.

Идеальный тепловой двигатель Николы Леонара Саади Карно, описанный в его единственной публикации, 1824год, является сформулированным и определенным пределом развития Теплового двигателя. Благодаря этому мы знаем, что КПД двигателя внутреннего сгорания никогда не превысит теоретический предел, рассчитанный Карно. Сейчас это почти 40 % у лучших образцов.

Теория автомобиля при всех несомненных достижениях не определила предел совершенствования автомобиля как Транспортного средства. Полагаем, раз он совершенствуется, то должен существовать и теоретический предел – Идеальный Автомобиль.

Исключим из рассмотрения эстетический аспект восприятия автомобиля: " Мне нравится, и я готов платить любую цену". Безусловно, совершенствование идет и в этом направлении. Более того, длительное время оно было определяющим, но для ноосферы гораздо важнее его Энергетическое совершенство. Полагаем, что главным фактором Потребительной стоимости автомобиля, т.е. его полезности для человека и общества является его способность выполнить Перевозку массы М на расстояние S за время Т. Значит, физическим смыслом его функционирования является Движение.

Первопричина и Мера движения всегда были предметом философии. Если в Макромире Движение есть способ приведения физических тел к более устойчивому состоянию, т.е. к минимуму потенциальной энергии, то движение автомобиля - это противоестественный природе вид движения, так как его первопричина - Желание человека.

Природа требует высокую цену за нарушение закона Всемирного тяготения. Мы платим её, присвоив себе право распоряжаться энергией Солнца, аккумулированной в течение миллионов лет в органическом топливе для удовлетворения своих желаний. Осуждаемо ли это? Современному обществу Автомобиль необходим. По данным телеканала НТВ Дискавери от 28.04.03 в 20 веке в автокатастрофах погибло 25 000 000 человек, но это не остановило автомобилестроение. В данной статье нас интересует энергетическая цена.

Выполним любую реальную перевозку и измерим четыре показателя: M,S,T и Q - количество израсходованного топлива. По значениям M,S,T рассчитаем, сколько энергии затратил бы на эту перевозку Идеальный Автомобиль (ИА).

ИА - это гипотетическое транспортное средство с идеальным тепловым двигателем Карно. ИА теоретически повторяет любую перевозку в Консервативной системе без энергетических потерь, свойственных реальным условиям. Он расходует энергию только на то, без чего движение в природе вообще не возможно, а именно: преодоление инерции массы груза. Его энергозатраты минимальны и определяются по формуле:

[джоулей]. (1)

Где: М,S,Т описаны выше, а - КПД идеального теплового двигателя Карно.

Зная количество топлива Q и его теплотворную способность легко рассчитать затраченную энергию в реальной перевозке . Отношение к и есть количественная мера Энергетического совершенства реального автомобиля в данной перевозке. В общем виде указанное соотношение выглядит так:

[б/р]. (2)

Где:

- Термо-кинетическая Эффективность перевозки;

- масса груза, кг;

- средняя скорость перевозки, м/с;

- КПД идеального двигателя Карно;

- теплотворная способность топлива, дж/кг;

- количество израсходованного топлива, кг.

Управляющее воздействие человека, качество дороги и совершенство собственно автомобиля представлены в значениях и . Таким образом, характеризует Энергетическое совершенство всей системы " Автомобиль - Водитель - Дорога" в данной перевозке.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки