mo2 Trvale obytný automobil

Transkript

1 Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Ústav konstruování Odbor průmyslového designu Brno, květen 2003 seminární práce Trvale obytný automobil vypracoval: Michal Páca vedoucí d.p.: Mgr.A. David Karásek

2 Obsah OBSAH CITÁTY 1. ÚVOD 2. HISTORICKÝ VÝVOJ 2.1 Přehled mobilních obydlí Mobilní obydlí na kolech Mobilní obydlí bez kol 2.2 Způsoby práce - vývoj mobility pracovních sil 3. TECHNICKÝ ROZBOR 3.1 Mobilní internet a práce přes něj Technické řešení mobilního internetu 3.2 Palivové články - pohon budoucnosti Jak pracují? Druhy palivových článků 3.3 Konstrukce vozidel poháněných palivovými články GM AutoNomy a ostatní 4.DESIGNÉRSKÁ ANALÝZA 4.1 Současné druhy mobilního bydlení Na dovolenou Pro trvalé bydlení (americké motohomes) Maringotky Speciální konstrukce 4.2 Ergonomický rozbor Kuchyňská linka Odpočinkový prostor Pracovní prostor Ložnice Koupelna a sociální zařízení Osvětlení a vytápění Zavazadlový prostor 5.ZÁVĚR 6. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

3 Citáty Dům je stroj k obývání - Le Corbusier... Nežijeme, abychom bydlili; je dobře bydlit levně a hospodárně, aby nebylo nutno příliš šetřit na kulturních potřebách. Žákův lidový byt naprosto nebyl reprezentační, možno-li tak říci, okázale nereprezentační. Nereprezentoval nikoho a nic, ani bohatství ani chudobu....svrchovaná prostota tohoto (Lidového bytu Ladislava Žáka) bytu provokovala maloměšťácký vkus a dávno neprovětrané tužby po hřejivém teple rodinného krbu (z něhož bývá ostatně modernímu člověku důkladně horko a dusno!) a zraňovala dýchavičnou ješitnost, zdát se a nebýt, která je vlastní těm, kdož potřebují simulovaným poměrným přepychem bytového zařízení trochu nadkompenzovat tísnivě pociťovanou méněcennost svého životního standardu. [1]...Na den lze přesně datovat znovuobjevení přírody člověkem. Proslulý Petrarcův dopis z o výstupu na Mont Ventoux u Avignonu je dokumentem tohoto objevu. Petrarca vystoupil na horu, provázen mladším knězem; byl varován pastýři na úbočí a bylo vskutku neslýchané vydat se na tak namáhavou a zhola zbytečnou cestu! Na vrcholku uzří pod sebou mraky a v dálce vidí širý kraj od Cerenu až k ústí Rhôny; chápe, že tento okamžik znamená obrat v jeho životě a cítí, jak zároveň s touto vzrušující podívanou rozevírají se v jeho nitru tajemné a propastné vidiny. [1] 3

4 1. Úvod Téma trvale obytného automobilu v sobě spojuje hned několik oblastí lidského žití a potřeb. Ke svému životu potřebuje člověk mimo jiné práci a přátele. Touha cestovat bývá člověku také vlastní; poznávání jiných kultur a společností rozšiřuje naše poznání a nás samé. Jak ale skloubit vše dohromady? Může být obtížné přerušit vazby na místo, kde bydlíme a máme práci. A navíc, od případného rozhodnutí odjet, nás může odrazovat problém s ubytováním a začátky v novém bydlišti. S nástupem IT technologií dnes stoupá mobilita pracovní síly a její fyzická nezávislost na mateřské firmě. Se svou prací můžeme být spojeni díky internetu, což nám dává dříve nemyslitelnou volnost. Je to výhodné i pro zaměstnavatele, protože držet velké kanceláře je finančně velmi nákladné. Již dnes tento model funguje (viz str. 14). Proč bychom potom měli bydlet na jednom místě? Ve sjednocené Evropě neexistují fyzické hranice. Stejných možností se nám dostává v Portugalsku, Švédsku, Irsku.... Ve všech zemích můžeme pracovat, žít jak dlouho chceme a svobodně se pohybovat. Velmi brzy se to bude týkat i nás, doufám, že od května Tento obytný vůz nám poskytuje materiální základnu, čímž nás zbavuje strachu z nedůstojných životních podmínek. Stačí jen sebrat odvahu a vyrazit do světa! 4

5 2. Historický vývoj 2.1 Přehled mobilních obydlí Mobilní obydlí na kolech Pokud pomineme prehistorické způsoby cestování v pravěku, kdy se moc nepoužívalo zvířat a člověk byl odkázán na své vlastní síly při stěhování, dostáváme se zhruba do starověku. Tehdejší lidé naložili všechen svůj majetek na vůz, tažený krávou, volem, koněm...a vydali se na cestu. Nezřídka jistě táhli svůj majetek sami, vlastními silami. Jejich stěhování bylo často z důvodů obživy, práce, klimatických změn, ale i náboženských nebo politicko-válečných. Během cestování museli spát, kde se dalo. Takové provizorní obydlí pravděpodobně spočívalo v upravení povozu zakrytím proti dešti nebo jednoduchým stanem. Asi jako na divokém západě. Pár dřevěných tyčí, které byli po ruce nebo převáženy na voze a kožená nebo látková střecha tvořili společně jakýsi stan či tee-pee. Toto uspořádání je velmi podobné na celém světě. V evropské oblasti, Severní Americe i Asii. Tento způsob se vzhledem k pomalému technickému pokroku udržel dosti dlouho. Větší změny mohly přinést jen nové materiály a technologie používané pro stavby vozů. Proto bychom se se stejným způsobem přepravy obydlí setkali i během 19.století. Změnu přinesly až silnější a tím pádem i větší vozy. Citace pro dokreslení tehdejší situace v cestování: Až do 19.století cestovala většina obyvatel střední Evropy pěšky. Vzdálenosti na rozcestnících byly udávány v hodinách chůze (1 hodiny = 4,5 km). Tovaryši měli předepsány cechovním řádem vandrovní léta za účelem lepší řemeslné zručnostim pro jiné bylo chození za prací jediným zdrojem obživy (čeští šumaři, slovenští drotáři,...). Od středověku se cesty a stezky ve střední Evropě hemžily potulným lidem-kejklíři, studenti, tuláci,... Situace se radikálně mění až v polovině 19.století s příchodem moderních dopravních prostředků. Účelem cesty se nestává někdy jen přesun, ale cesta sama., [3] Několik postřehů ke konstrukci tehdejších vozů: Základní rozdělení vozů a kočárů: vůz, povoz - karoserie je zcela bezprostředně napojena na podvozek. kočár - korba je zavěšena v řemení nebo sedí na pružinách či listových perech (Obr. č. 1) 5

6 2. Historický vývoj Obr. č.1 - Pařížská diligence z roku 1770 Formanské vozy pro dálkovou přepravu unesly v 17.století již kg nákladu. Od 15. století byly tyto vozy opatřeny otáčivou přední nápravou. Kočáry se zřejmě vyvinuly z tzv. kotčích vozů uherského původu; jednoduchý lehký vůz s otáčivou osou, s dvířky a stupátky. V pramenech je poprvé zmíněn k roku 1487 v uherské obci Kocs u Györu, odtud zřejmě název. Od 17.století jsou již kočáry uzavřené, opatřené skleněnými nebo slídovými okénky. Po dlouhé nadvládě per ve tvaru S a C se v průběhu 18.století prosadila pera listová (poprvé doložena v roce 1692). Teprve počátkem 19.století odpadá i veškeré ostatní uložení v koženém řemení, nově vyvinuté tlačné pružiny se daly šroubovat přímo pod korbu. U nových vozů byl využit vynález anglického stavitele kočárů Obadiaha Elliota z Lamberthu, který v roce 1804 zhotovil poprvé ocelová eliptická pera, která umístil přímo pod nápravy kočárů. Roku 1870 byla vylepšena konstrukce osy tím, že bylo zkonstruováno neprodyšné pouzdro pro mazání kolomazí. Rozchod kol kočárů ve vybraných oblastech: Čechy 110,6 cm (3 stopy 6 palců) Morava 110,6 cm Anglie 138,3 cm Bavorsko138,3 cm (3 stopy 6 palců) (4 stopy 4,5 palce) (4 stopy 4,5 palce),[3] Pokrokem byla stavba pojízdných domů-maringotek, tažených koňmi. Šlo vlastně o využití podvozkového rámu pro určitou nástavbu. Tento krok přinesl dosti významný 6

7 2. Historický vývoj posun v komfortu. Lidé byli mnohem méně vastyveni povětrnostním vlivům, měli větší obytný prostor i soukromí. Mohli v klidu topit a vařit i v zimě. Jejich osobní majetek byl také mnohem lépe chráněn před nepoctivci. Toto řešení mobiolního bydlení je natolik dostačující, že se používá ještě dnes (na stavbách, u cirkusů,...). Velkou nevýhodou maringotky je, že se sama nikam nepřemístí a vlečný vůz je poměrně velký. (Obr. č.2) Obr. č.2 - Maringotka Spojení takového obytného prostoru a vozidla do jednoho celku bylo možné až s rozvojem automobilismu, pokud pomineme vodní a železniční dopravu. Samozřejmě, že samostatný vývoj takových vozidel neprobýhal. Vždy se jednalo o přestavby a úpravy bu d autobusů nebo nákladních vozů. Pravděpodobně se tak dělo pouze v počtu několika kusů, maximálně desítek kusů. Důvodem byla jistě poptávka. Život nebyl lehký, naskýtalo se mnoho technický a jiných obtíží, a tak ve vozidlech žili jen Ti, kdo opravdu museli. Typickými představiteli jsou cirkusy. Čas od času se stěhovat musely a nezávislost na okolním prostředí byla pro ně také velmi důležitá. Další skupinou byli cestovatelé. Vzhledem k tomu, že se v podstatě nacházíme časově již ve dvacátém století, nemusíme chodit tak daleko. Kopřivnická Tatra kolem světa v 80.letech a dřívější výpravy pánů Hanzelky a Zikmunda v Tatře 805 jsou nejlepším dokladem toho, co je potřeba pro dlouhou cestu na čtyřech kolech. V dnešní době je asi největším vývojovým polem pro obytné automobily oblast karavanů a obytných vozů pro rekreaci. Z dnešní produkce jsou mému projektu nejbližší americké motohomes. Jsou velké asi jako autobus a mají v sobě veškerý maslitelný komfort. Některé jdou dokonce 7

8 2. Historický vývoj tak daleko, že mají posuvné stěny (Obr. č.4) pro zajištění ještě většího pohodlí v oblasti ložnice a obývacího prostoru. V Evropě se takové vozy běžně nepoužívají. Zde jsou nejblíže německé vozy Hymer, které jsou ovšem určeny především pro luxusní dovolenou na kolech. Obr. č.3 - Tatra 815 GTC, Tatra kolem světa Obr. č.4 - motohome s výsuvnými stěnami Oba zde uvedené příklady jsou zaměřeny na bohatou klientelu, čemuž odpovídá provedení interiérů.filozofie těchto výrobců je naprosto odlišná od mé, a proto je beru jen jako ukázku možností. 8

9 2. Historický vývoj Historie amerických road-vehicles (RV s),[]: Na konci 1.světové války se američané vydali do přírody se stany, postelemi a věcmi na vaření. Vše připevnili na své rodinné auto. Okolo roku 1920 začali stavět jednoduché dřevěné stavby na svých zahradách a pro cestu do okolí je připevnili na podvozek Fordu T. RV kempy začaly vznikat ve 20. a 30. letech. Odhodlaní řidiči plechových lízinek se vyrovnávali na svých cestách přes americký kontinent se spoustou prachu a bláta, protože transkontinentální cesty ještě nebyly. Spali na krajích cest, k jídlu ohřívali plechovky na plynových sporácích a koupali se ve studené vodě. RV vozy prodávané ve 30.letech byly stavěny v leteckém stylu a nabízely majitelům pohodlné postele. S rozvojem RV cestování vyvstala potřeba lépe vybavených kempů. 9

10 2. Historický vývoj Po 2.světové válce RV průmysl začal vzkvétatm díky američanům, kteří vyslyšeli volání prázdných silnic. Od podomácku vyrobených plecháren se koncem 50.let dospělo až k 9-ti metrovým cestovním vozidlům. Mnoho dnešních výrobců RV začalo s výrobou v 50. a 60.letech. RV vizy prošli na své vývojové cestě mnohými zlepšeními aerodynamiky a interiérů. Některé z dnešních RV jsou vlastně autobusy s turbodieselovým motorem, jejichž stěny se vysouvají a komfortem soupeří s luxusními apartmány. 10

11 2. Historický vývoj Mobilní obydlí bez kol Do této kategorie patří obydlí těch skupin, kmenů a společností, které se stěhovaly po delších časových úsecích, tzn. 1-2x ročně, pravděpodobně z důvodů obživy a pastvy dobytka. Uvést můžeme severoamerické Indiány a jejich tee-pee, eskymácká iglů nebo jurty asijských mongolů. V našich zeměpisných šířkách by to dnes byly nejspíše unimobuňky postavené na bázi kontejnerů (uvádím je jen pro úplnost, neboť k jejich přesunu je zapotřebí těžká technika, zatímco dříve uvedené lze rozebrat a odvést na velmi malém počtu vozů, čímž splňují podmínku mobility). Nyní se zaměříme na mongolské jurty: Jurta (mongolsky ger) se, coby nejpraktičtější obydlí pro kočovné podmínky, vyvíjela od paleolitu, a to i u jiných národů - u Hunů jsou doloženy jurty na základně s koly (Obr. č.5); eskymácká iglů jsou vlastně ledovou obdobou téhož přístřeší. Kostra jurty z tyčkových mřížek (mongolsky chana=stěna) se snadno skládá a přenáší; zvýšením počtu stěn lze obvod jurty rozšířit až na několik desítek metrů. Plsť, kterou je kostra pokryta, si mongolská domácnost odedávna vyrábí sama válcováním ovčí vlny. Plátnem začali kočovníci jurty pokrývat až díky obchodu s Čínou, neboť sami je netkali. V létě je možné spodní okraje plátna, pokrývajícího plsť, nadzdvihnout a jurta se příjemně provětrává. V zimě se naopak položí více vrstev plsti a jurta se může ponořit do dolíku a obložit sušeným dobytčím trusem (mong. argal), který je zároveň výhřevným (nezapáchajícím) topivem. V mnohých oblastech, kde na desítkách kilometrů neroste jediný strom ani keř, bývá argal topivem jediným a vzácným. Ohniště nebo kamínka, z nichž stoupá dým sřešním otvorem (mo. tóno) udržuje v jurtě příjemné teplo okolo 20 C a teprve nad ránem klesá teplota k nule a hospodyně musí znovu rozžehnout oheň. Větrací otvor slouží zároveň jako hodiny Obr. č.5 - Jurta tažená dobytkem 11

12 2. Historický vývoj a kalendář: světlo dopadá během dne skrz jednotlivé úseky tóno na důmyslně propočítaná místa na podlaze, značící celé hodiny i čtvrthodiny. Z délky slunečních paprsků lze zároveň vyčíst měsíce roku (podmínka samozřejmě je, že dveře mongolské jurty míří vždy na jih). (Obr. č.6) Jurta je postavena během půl hodiny, rozlehlý tábor se objeví a zase beze stopy zmizí ze dne na den. [4] Obr. č.6 - Klasická mongolská jurta V jurtách se běžně žije dodnes Z projektů zrozených ve 20.století lze uvést projekt Al rodinného domu Dymaxion od R.Buckminstera z roku (Obr. č.7) Celá stavba je zavěšena na ústředním pilíři, který tak drží pohromadě jednotlivé Al pláty. Dům má tvar 6-ti úhelníku, je recyklovatelný a sestává z obytné-jídelní části, dvou ložnic a pracovny. Velmi snadno se dá rozebrat, převést a znovu sestavit... [5] Obr. č.7 - Stavba hliníkového domu Dymaxion 12

13 2. Historický vývoj Současným projektem je obytná vzducholoď KALMAR od Stefana Moritze a Klementa Wassnera. (Obr.č. 8, 9). [6] Obr. č.8 - Konstrukce vzucholodi KALMAR Obr. č.9 - Interier vzducholodi 2.2 Způsoby práce přes internet - - vývoj mobility pracovních sil Lidé, kteří se stěhovali za prací, byli v minulosti převážně takových profesí, které byly potřeba v dané lokalitě jen občas. Například již zmínění drotáři, ale i střihači vlny, doktoři, brusiči nožů, apod. V Indii např. kováři. Z větších skupin lidí cirkusy, stavební dělníci, hudebníci, divadelní společnosti.... Je jasné, že pro některé bylo stěhování za prací jedinou šancí, jak se řádně uživit. Období průmyslové revoluce spoustu těchto 13

14 2. Historický vývoj řemesel zničilo; koupili jste si prostě nový hrnec. Na druhou stranu dala lidem možnost hromadně a lidově cestovat díky železnici na opravdu veliké vzdálenosti v krátkém čase. Mohli se snadněji stěhovat, i když s minimem majetku. S postupujícím časem (s přihlédnutím k současnosti) materiální vybavenost lidí stále zvyšuje. Především ve vyspělých zemích. Velká většina rodin vlastní automobil. Ten jí poskytuje žádoucí mobilitu, ale k místu bydlení ji poutá práce. U mnoha dnešních profesí je tak vyžadováno docházení do místa zaměstnání. U některých profesí to jistě změnit nepůjde. Začíná se ale zvyšovat počet těch zaměstnání, kde bude tento trend ustupovat. Komunikační technologie nás spojují se světem, a díky tomu mohou přinést práci až k nám do domu. Již dnes to tak funguje. Mupies - výraz vznikl jako zkratka anglického výrazu multimedia urban people pushing the internet economy (multimediální obyvatelé měst ženoucí kupředu internetovou ekonomiku). Označuje lidi, kteří se zjednodušeně řečeno dokázali adaptovat na svět digitálních technologií a mobilních komunikací. Mupies nestojí na okraji společnosti. 75% má vysokoškolský titul, 65% zkušenosti s prací pro zahraničního zaměstnavatele. Typický mupie je zhruba 30-ti letý, má VŠ vzdělání, ve většině případů studoval či pracoval v cizině. Je vysoce počítačově gramotný a nezaměřuje zájem jen na jednu oblast, v praxi často kombinuje znalosti z technických oborů s poznatky z psychologie či sociologie. Peníze považuje pouze za prostředek, s jehož pomocí může dosáhnout svých cílů. [7] Často se stává, že zaměstnavatelé kombinují oba pracovní modely. Výsledkem je potom tzv. hot-desking (či hotelový systém), kde se v kanceláři o jeden stůl dělí více lidí, kteří docházejí dle potřeb svých a firemních. Mupie má tedy všechny předpoklady pro to, aby byl ideálním obyvatelem trvale obytného vozu. Domnívám se, že počet profesí, které budou tento styl života umožňovat, poroste. Lidé se potom nebudou stěhovat za prací, ale dle libosti, protože práce půjde s nimi. 14

15 3. Technický rozbor 3.1 Mobilní internet a práce přes něj S rozšiřováním komunikačních technologií, počínaje telefonem, televizí, rádiem až po internet, bylo možno spoustu věcí zařizovat na dálku. Internet se pro takovou formu práce hodí dokonale. Při dostatečných hardwarových parametrech (rychlost datového připojení, možnosti samotného PC) je schopen přenášet zvuk, obraz i data v reálném čase. Přemístí nás tedy kamkoli na zeměkouli. Nemusíme tam jezdit. Je to samozřejmě výhodné i pro zaměstnavatele. Může si například vybírat lidi po celém světě, protože tímto způsobem jsou pro něj dostupní Technické řešení mobilního internetu Abychom se mohli s vozem přemisťovat podle své potřeby, je naprosto nezbytné zajistit na jakémkoliv místě přístup k internetu. To znamená soustředit se na přenos dat prostřednictvím radiových vln. Jakékoli pevné připojení odpadá. Je samozřejmě možné jej použít (pokud bude dostupné), ale nelze se na něj spolehnout. S takovýmito vstupními parametry máme v současné době jen dvě reálné možnosti připojení: a) přes operátory mobilních telefonních sítí b) přes lokální poskytovatele bezdrátového internetu a) Operátoři mobilních telefonů - výhodou je jednoduché připojení. Potřebujeme k tomu jen SIM kartu operátora, který v dané oblasti poskytuje datové služby (v dnešní době prakticky samozřejmost) a mobilní telefon s datovým přenosem. S operátorem bychom pak asi museli uzavřít smlouvu na tarifní program, protože na předplacených kartách nebývá vždy GPRS dostupné a ani by nám cenově nevyhovovalo (bylo by zhruba 10x dražší). Největší nevýhodou by bylo pomalé datové připojení. Jeho rychlost by byla 15

16 3. Technický rozbor teoreticky až 56 kb/s. Během přenosu by mohla kolísat podle zatížení sítě. Ve výsledku je toto připojení podobné připojení přes pevnou telefonní linku. Potěšitelný je fakt, že u GPRS přenosu platíte jen za objem přenesených dat. Ze všeho co jsem zde uvedl je patrné, že tento způsob připojení se hodí spíše k vyřizování pošty a podobných datově nenáročných aplikací. Velmi dobře se hodí např. k notebooku, neboť se vhodně doplňují ve své mobilitě. b) Poskytovatelé bezdrátového připojení - pro zajištění tohoto datového přenosu budeme potřebovat přijímač signálu. Jedná se, např. u společnosti TELE2 (kterou zde uvedu jako ukázkovou, neboť u nás působí) o čtvercovou satelitní anténu velikosti asi 20x20 cm. Její instalaci a zapojení provede technik společnosti. Bohužel za pronájem tohoto zařízení musíme zaplatit instalační poplatek 7000 Kč. Tarif si zvolíme podle toho, jak rychle chceme být připojeni. Základní tarif nám měsíčně nabízí 200MB zdarma ke stažení (každý další MB=4,5o Kč). Tento tarif stojí 1250 Kč. Rychlost je 64 kb/s. Další tarify nabízejí rychlosti 64/128/384 kb/s (toto jsou max.hodnoty, dodavatel garantuje poloviční rychlost). Měsíčně tyto tarify stojí 4950/6950/9950 Kč a objem stažených dat je u nich neomezen. Pro ucelený pohled na trh nabízím nabídku společnosti Netroute, která nabízí bezdrátové připojení mikrovlnným přenosem. Instalační poplatek je 8000 Kč. Základem je sdílené připojení 128 kb/s (garantováno 64 kb/s) za 4190 Kč/měsíc. Pokud byste chtěli rychlejší připojení, např. 256 kb/s, budete měsíčně platit 7000 Kč. Velkou nevýhodou těchto společností je, že působí převážně ve velkých městech (Praha, Brno, Plzeň, Ostrava...), což by mohlo být omezující při volbě místa pobytu. c) Připojením přes kabelovou televizi - tento druh připojení zde uvádím jen pro ucelený výčet možností datového připojení. Především musíte mít štěstí a nacházet se v oblasti, kde je položen rozvod kabelové televize v zemi, který tento přenos umožňuje. Potom, u společnosti UPC, zaplatíte vratnou zálohu 1500 Kč a instalační poplatek 2000 Kč. V základní sazbě potom budete připojeni rychlostí 128/96 kb/s, (příchozí/odchozí). Ze zkušenosti vím, že rychlost neklesne pod 14 kb/s. Objem stažených dat je neomezen a měsíční poplatek je 1080 Kč. d) Připojení v budoucnosti - časem bude jistě existovat více druhů bezdrátového připojení. Např. pro kamionovou dopravu se připravuje systém sledování a podpory jednotlivých vozidel na cestách právě díky internetu, přenosem přes satelitní systémy. 16

17 3. Technický rozbor Dostupnost internetu se nevyhne ani letadlům. Novou éru komunikace odstartoval 15.ledna 2003 Boeing společnosti Lufthansa na trase z Frankfurtu do Washingtonu DC. Během tříměsíční zkušební fáze FlyNetu chce Lufthansa testovat vysokorychlostní širokopásmové připojení k internetu na pravidelné lince. Nová služba bude až do 15.dubna zdarma přístupná všem cestujícím letů Lufthansy mezi Fraknfurtem a Washingtonem. Po ukončení testů budou jak letadla Lufthansy pro dálkové lety, tak i všechny letištní salonky vybaveny internetovým připojením. Portál FlyNet poskytuje aktuální informace včetně finančních zpráv, informací o cestování, ze společnosti a rovněž o produktech Lufthansy. Od poloviny roku 2004, kdy se očekává, že bude portál FlyNet k dispozici v běžném provozu, bude jeho použití bezplatné, zatímco připojení k internetu se zpoplatní. Cestující však budou moci za surfování sbírat bonusové body Miles&More. Spojení se uskutečňuje přes Virtual Private Network (VPN). Tato aplikace má kapacitu do 3 MB/s pro stahování a rychlost 128 kb/s pro odesílání dat (později se zrychlí na 750 kb/s). FlyNet garantuje bezchybný přenos dat do komunikačních sítí společností i přes výšku metrů a při rychlosti do 900 km/h. Na palubě letadla bude k dispozici několik notebooků Lifebook S6010 s připojením k síti přes síťový kabel Ethernet. Laptop umožňuje internetovou konektivitu přes nejmodernější bezdrátovou technologii Wireless LAN (WLAN). V Business Class a First Class se cestující budou moci připojit ke svým laptopům přímo prostřednictvím zásuvky umístěné na sedadlech. Připojení k samotnému internetu je možné prostřednictvím standardních internetových prohlížečů. Pro případ problémů s FlyNetem se každého letu zúčastní tým tří vyškolených asistentů. [8] Jak je tedy zřejmé, máme se v nejbližší budoucnosti nač těšit. Domnívám se, že by v horizontu několika let nebyl problém trvale obytný automobil osadit satelitním připojením k internetu s více než dostačující rychlostí. Toto spojení by bylo možné využít např. i pro ochranu cestujících, jejich komunikaci s ostatními posádkami apod. 17

18 3. Technický rozbor 3.2 Palivové články - pohon budoucnosti Myšlenka použití vodíku jako paliva jistě není nová. Nejpřitažlivější je na něm fakt, že při spalování neprodukuje žádné emise. Proto se s vodíkovými motory experimentovalo již v polovině 20.století. Spalování vodíku pouze nahrazuje benzin, i když velmi štastným způsobem, ovšem nepřináší žádnou novou kvalitu. Pořád ve voze zůstává spousta zařízení, která pohlcují mechanickou energii a snižují tak účinnost celého zařízení (samotný pístový motor, převodovka, difernciál...). Čím méně pohyblivých součástí, tím lépe. Vodík lze ovšem k pohonu využít i jiným způsobem. Je možné ho použít k výrobě elektrické energie, kterou poté budeme pohánět vozidlo nebo cokoliv jiného. Krásné a elegantní na tom je, že toto zařízení se pohodlně vejde do samotného vozu. Automobil si tak vlastně veze svou vlastní elektrárnu. Navíc neprodukuje vůbec žádné emise. Toto řešení kombinuje vlastnosti klasických vozů a elektromobilů. Z klasických aut (poháněných spalovacími motory) si bere schopnost jet i s minimem paliva stejně jako s plnou nádrží a v podstatě také jízdní vlastnosti odvozené od pohonné jednotky, která dává trvale stejný výkon. Z elektromobilu potom jeho ekologickou ohleduplnost k životnímu prostředí. Navíc není závislý na dobíjení z elektrické síťě a akumulátor potřebuje stejně jako klasický vůz. Díky všem těmto vlastnostem se dnes jeví tento systém pohonu jako velmi perspektivní. O tom svědčí i výhled koncernu General Motors, který počítá s prodejem prvních automobilů s tímto pohonem již v roce Máme se tedy nač těšit. 18

19 3. Technický rozbor Jak pracují? Princip činnosti palivového článku je velmi jednoduchý. Na zápornou elektrodu, které říkáme palivová (jedná se o anodu), se přivádí aktivní látka (palivo). Ta zde oxiduje (její atomy se zbavují - často za přispění katalyzátoru - jednoho nebo několika elektronů z valenční sféry) a uvolněné elektrony představující elektrický proud se vnějším obvodem pohybují ke kladné elektrodě (katodě). Na kladné elektrodě, kam se přivádí okysličovadlo, naopak probíhá redukce (atomy okysličovadla volné elektrony přijímají) za současné reakce s kladnými ionty, které k ní pronikají elektrolytem. Pokud se vnější obvod se zátěží přeruší, probíhající chemické reakce se z důvodu deficitu elektronů okamžitě zastaví. Možný průběh reakcí v palivovém článku, pro případ, že palivem je vodík a okysličovadlem kyslík, je znázorněn na Obr. č.10 a,b,c,d; výsledkem spalování je zde v závislosti na pracovní teplotě článku voda či vodní pára. První palivový článek (velmi primitivní) sestrojil již v roce 1839 angličan Wiliam Grove. V té době se však jednalo o zcela ojedinělý počin a jejich vývoj více než na sto let prakticky ustrnul. Teprve koncem padesátých let došlo v souvislosti s požadavky na různá zařízení potřebná pro kosmický výzkum (nezávislé zdroje energie v družicích a satelitech) k renesanci v jejich výzkumu.... [9] Obr. č.10 - Pracovní schema palivových článků 19

20 3. Technický rozbor Druhy palivových článků Palivové články se dělí především podle typu elektrolytu (odtud i názvy). Palivem je ve všech případech buď vodík, zemní plyn nebo jiné látky schopné uvolňovat vodík, okysličovadlem je pak plynný kyslík. [9] Alkalické články : Obě elektrody jsou vyrobeny ze spékaného práškového niklu s přísadou uhlíku a opatřeny vrstvičkou platiny, jakožto katalyzátoru. Pracovní teploty jsou C. Tento typ byl používán v kosmických lodích (Gemini, Apollo, Shuttle). Mají poměrně velkou účinnost, až 70%, produkují značné množství vody. Jsou velmi drahé, zejména díky platině, což např. NASA řešila slitinou Au-Pl (s podílem platiny 10-20%). Jako okysličivadlo je nutné použít čistý kyslík, jinak by došlo k degeneraci elektrod. Články s tuhými polymery : Měrný výkon těchto článků je až o řád vyšší než u ostatních. Tuhý polymer jakožto elektrolyt snižuje rizika koroze. Nízká pracovní teplota (70-85 C) je rovněž velmi příznivá. Elektrolytem je tenká membrána, vypadající jako silnější folie na balení potravin. Technologie výroby umožňuje tloušťku jednoho článku menší než 1 mm. Díky menšímu množství platiny klesla i cena. Tyto články najdou zřejmě nejlepší uplatnění v automobilismu a dopravní technice obecně. Články s kyselinou fosforečnou : Pracovní teplota je okolo 190 C. Tyto články se vyrábějí přes 20 let, a proto je jejich výroba na velmi vysoké úrovni. Palivem může být čistý vodík nebo některé uhlovodíky. Tyto články se používají jako kombinované zdroje elektřiny a tepla pro vytápění či ohřev užitkové vody (USA, Evropa, Japonsko). Jejich cena je velmi vysoká ( USD/kW). Jsou velmi spolehlivé a pracují s elektrickou účinností 36-42% a tepelnou 34-37%. Články s roztavenými uhličitany : Jejich pracovní teplota se pohybuje okolo 600 C. Není tedy nutno užívat ušlechti- 20

21 3. Technický rozbor lých katalyzátorů na elektrody. Palivem je zemní plyn nebo plyny vznikající zpracováním uhlí. Elektrody pracují ve velmi agresivním prostředí, rychlost koroze katody je výrazným faktorem životnosti článku. Dílčí nevýhodou je komplikovanější start článku a možnost otravy sírou. V článku vzniká přehřátá vodní pára pod vysokým tlakem. Lze ji přivádět do soustrojí turbína-generátor a dodatečně vyrábět elektrickou energii. Při kombinovaném využití článek dosahuje až 60% účinnosti. V roce 1996 byla v Santa Clara v USA vybudována experimentální elektrárna s těmito články o celkovém výkonu 2 MW. Články s tuhými oxidy : Tyto články využívají keramický elektrolyt. Ten nevyvolává korozi, eliminuje problémy spojené se zacházením s tekutým elektrolytem a neklade žádná omezení na tvar článku. Musí ovšem pracovat při teplotách blízkých 1000 C, také na druhou stranu ale není nutný katalyzátor a palivem nemusí být čistý vodík; současně lze také využít přehřáté páry. Pracovní teplota vyžaduje určitou dobu náběhu a provozní parametry jsou na tep- Konstrukce jednoho ze série článků 21

22 3. Technický rozbor 3.3 Konstrukce vozidel poháněných palivovými články Podvozek, který jsem použil pro svůj vůz, vychází z konceptu General Motors AutoNomy, ovšem v rozměru pro autobusy nebo nákladní vozidla. To by byl také zdroj těchto podvozků i zázemí pro jejich servis. Na podvozek by se postavila zcela jiná nástavba, naprosto v souladu s koncepcí GM. Základ podvozkového rámu by tvořily dva ocelové profily tvaru U, které by byly spojeny příčkami nesoucími výstroj a další vybavení. Tato konstrukce je dnes používaná neprosto běžně. Mezi podélné profily bych umístil vše, co souvisí s pohonem vozu (palivové články, nádrže vodíku, popř. kyslíku, příslušenství). Na okraji podvozku budou umístěny nádrže na čistou i odpadní vodu. Tamtéž bude umístěna nádrž pro odpad z toalety. V čelním prostoru podvozku budou umístěny jeho řídící systémy GM AutoNomy a ostatní Základem vozu je idea oddělení pohonných a řídích systémů od struktury karoserie. Toto oddělení bylo umožněno vyvinutím zcela nového systému pohonu a využití všech možností, které poskytuje. Jedná se vlastně o elektromobil, který si vyrábí elektrickou energii sám. Díky tomu odpadly téměř všechny klasické pohyblivé součásti vozu (spalovací motor, převodovka, diferenciály). Navíc bylo použito systému řízení x-by-wire, kdy je elektronicky ovládáno vše, nejen plynový pedál (brzdy, řízení), čímž byly zrušeny všechny mechanické vazby, které omezovaly prostor pro posádku. Všechno toto zařízení se podařilo vestavět do podvozku připomínajícího skateboard, který je u koncepce GM AutoNomy vysoký jen 150 mm. To znamená že vše, co zajišťuje pohyb vozu je uloženo v nejnižší možné výšce, což je z hlediska jízdních vlastností naprosto ideální. 22