Místo benzínu stlačený vzduch – Češi vyvinuli nejlepší pneumobil v Evropě

I když příští univerzální systém pro pohon automobilů budou pravděpodobně tvořit elektromobily s energií uloženou v baterii, vědci a studenti testují i jiné, alternativní typy pohonů. Mezi ty méně známé patří vozidla na stlačený vzduch, zvané pneumobily.

A čeští inovátoři s nimi slaví úspěchy na mezinárodní úrovni. Studentský prototyp na stlačený vzduch z Fakulty strojního inženýrství (FSI) Vysokého učení technického v Brně má přitom nejlepší akceleraci v Evropě.

Brněnští studenti na letošním mezinárodním měření sil v Maďarsku uspěli hned se dvěma vozidly. Z pěti soutěžních disciplín ve třech zvítězili, v dalších obsadili 3. a 4. místo. V konkurenci 36 univerzitních týmů tak dosáhli nejlepšího výsledku ve svojí historii a dostali se do evropské špičky.

Loni desítka, letos stupně vítězů

A jak to dopadlo letos? To se hned dozvíte 🙂

Zatímco v minulé sezóně se studenti brněnské techniky poprvé probojovali do první desítky, letos se v maďarském Egeru hned třikrát dostali až na stupně vítězů. Zvítězili ve dvou hodnotících disciplínách – v kategorii Project management, kde porota posuzuje vedení projektu v průběhu celého roku, prezentaci a technickou zprávu, a v kategorii Suspension construction, kde se hodnotí kvalita návrhu a zpracování podvozku.

„Díky projektově orientované výuce na Ústavu konstruování, kde jsme zvyklí v týmech řešit projekty a pravidelně prezentovat dosažené výsledky před odbornou porotou, pro nás byl Project management rutinou,“ uvedl Libor Danda, člen Pneumobil Racing Team Brno.

Brněnský tým také suverénně zvítězil v disciplíně Akcelerace, kde je cílem zdolat v co nejkratším čase dráhu o délce 250 metrů. „Falcon, náš letošní nový model pneumobilu, dosáhl maximální rychlosti 49 km/hod a ujel vytyčenou trasu za 19,5 s. Tímto časem jsme získali náskok dvě sekundy před týmem, který obsadil druhé místo, a zvítězili jsme,“ popsal člen týmu Pneumobil Racing Team Brno a student FSI VUT Jaroslav List. V časovém závodu brněnští konstruktéři obsadili třetí příčku a v disciplíně zaměřené na maximální dojezd monopostu pak čtvrté místo.

Dvě želízka v ohni

Mladí konstruktéři na výjimečném závodě, kterého se účastní 36 univerzitních týmů z Evropy, startovali se dvěma monoposty na stlačený vzduch. „Každý rok stavíme úplně od začátku nový monopost, což je také největším smyslem tohoto projektu. Na každém novém autě se odráží celkový pokrok, který jsme jako tým za rok prodělali. Používáme nové a vyspělejší technologie, jako je robotické obrábění nebo vakuové kapotování karbonové kapoty. Nový pneumobil Falcon se nám díky pokročilejším technologiím a zkušenostem podařilo odlehčit o téměř 20 kilogramů a zvýšit jeho výkonnost. Nový pneumobil je téměř ve všech parametrech lepší,“ řekl vedoucí týmu Matúš Ranuša.

Přesto se v Egeru představil i loňský model Javelin. „V jedné disciplíně přestal na Falconu fungovat jeden z klíčových senzorů v pneumatickém motoru. Proto jsme do časového závodu museli poslat starší monopost Javelin, který dosáhl na třetí místo,“ vysvětlil Matúš Ranuša.

První jednomístné vozítko, které je poháněné pouze vzduchem z tlakových lahví, bylo na VUT představeno v roce 2011. V posledních dvou letech se tým rychle rozvíjí a zaznamenává se svými pneumobily úspěchy i v evropském měřítku. Stavba pneumobilu v rámci studentského týmu není pro studenty pouze zábavou, ale především šancí, jak zužitkovat teoretické znalosti z přednášek a skript a otestovat je v praxi.

Diplomky a přítelkyně šly stranou

„Na Falconu jsem zodpovídal za elektronický obvod. Přitom jsem si vyzkoušel aplikaci svých znalostí ze školy a naučil se spoustu nových věcí. Vývoj nového auta byl náročný. V posledních dnech před závody v Maďarsku u pneumobilu někteří členové týmu občas i přespávali a veškeré nepodstatné věci – jako diplomky nebo soukromý život – musely jít do pozadí,“ poznamenal se smíchem člen týmu a student Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií (FEKT) Jakub Kaderka.

Celkem se na vývoji a stavbě pneumobilu Falcon v letošní sezóně podílelo asi 20 studentů. „Někteří jsou v týmu nováčky, ale řada z nás má za sebou dvě až tři sezóny. Díky tomu si znalosti předáváme a můžeme naše vozy neustále zlepšovat. Výhodou je i rozmanitost našeho týmu – většina sice studuje magisterský stupeň na Ústavu konstruování FSI, ale do projektu se zapojili i studenti z Fakulty informačních technologií (FIT) a Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií (FEKT). Díky tomu se nám podařilo doladit fungování vozu do nejmenších detailů. Každý v týmu umíme něco a dohromady je to parádní synergie,“ řekl vedoucí sekce vývoje Petr Krejčiřík.

3D tisk i laboratoře

Do vývoje a stavby nového monopostu na stlačený vzduch se mohou zapojit studenti napříč VUT na bakalářském i magisterském stupni studia. Studenti mají pro svoji práci k dispozici plně vybavenou dílnu a mohou pracovat i ve vybraných laboratořích FSI VUT a využívají také strojLAB, univerzitní dílnu 3D tisku. Svoje nápady mohou studenti navíc konzultovat přímo s výzkumníky. Projekt je přínosný také z výzkumného hlediska.

„Největším přínosem pneumobilu je pro studenty především možnost vyzkoušet si na reálném projektu své na škole nabyté znalosti. Vymyslet mechanismus, navrhnout jednotlivé součástky, které se zanalyzují a nakonec vyrobí a otestují v reálném provozu. To je zkušenost k nezaplacení,“ zmiňuje Jaroslav List.

„Projekt má i přesah do profesionální sféry. Pneumatika a pneumatické prvky se využívají v téměř každém výrobním stroji nebo lince. Porozumět principům této technologie – jak efektivně využít této nejdražší formy energie je pro absolventa i firmu, která ho zaměstná velké plus,“ dodává Jaroslav List.

Šetří desítky procent paliva

Stlačený vzduch sice není považovaný za alternativu pro klasické spalovací motory nebo elektromotory, ale může představovat doplňkové palivo, které přinese snížení spotřeby a emisí. „Auta čistě na stlačený vzduch v běžném provozu nejspíše v budoucnu potkávat nebudeme. Avšak pneumaticko-hydraulické rekuperační systémy se již v dnešní době využívají u těžkých strojů jako jsou buldozery nebo velké bagry, kde dokážou šetřit palivo v desítkách procent. Dokonce PSA group (Peugeot-Citroen-Renault) testovala obdobný systém v běžných autech,“ dodává Jaroslav List.

Hlavní předností pohonu na stlačený vzduch podle něj není větší efektivita oproti jiným pohonům, ale jeho jednoduchost. Ve vývoji se také stále pracuje na zvýšení dojezdu. „Zvyšování dojezdu pneumobilu a zefektivňování naší pohonné jednotky je jedním z primárních úkolů. Na letošním závodě se nám podařilo, při průměrné rychlosti 17,5 km/h, na jednu lahev ujet zhruba 8 kilometrů. Nejlepší tým se blížil 11 kilometrové vzdálenosti,“ zmiňuje Jaroslav List.

Egyptská senzace

Světovou senzaci v letošní okurkové sezoně vzbudil článek o egyptských studentech, kteří také vyvíjejí auto na stlačený vzduch. Vozidlo přitom na snímcích vypadalo jako vytažené ze skládky. „Ano článek jsme si četli. V týmu jsme se zasmáli a držíme klukům palce. Dle našeho názoru si novináři plně neověřili informace s odborníky. Myslím si, že se jim líbil kontrast nové průkopnické technologie a země třetího světa,“ hodnotí Jaroslav List počin egyptských kolegů a uzavírá: „Ovšem práce to není, alespoň z prvního pohledu, nijak inovátorská. Pokud opravdu ujedou s technikou, která připomíná situaci na závodech před 10 lety, na lahev 15 kilometrů při rychlosti 40 km/h, tak jsou bezesporu nepřekonatelní šampioni všech našich závodů na roky dopředu. Byli bychom rádi, kdybychom mohli poměřit síly.“

Dalibor Dostál