Двигатели внутреннего сгорания в большинстве автомобилей работают на бензине. Для горения двигателю нужен кислород, а кислород поступает из окружающего нас воздуха. Но что, если бы автомобили возили свой собственный и вместо этого закачивали в двигатель чистый кислород?
В воздухе вокруг нас примерно 21 процент кислорода. Почти все остальное - это азот, который инертен при прохождении через двигатель. Кислород контролирует, сколько бензина может сжечь двигатель. Соотношение газа к кислороду примерно 1:14 - на каждый грамм сгоревшего бензина двигателю нужно около 14 граммов кислорода. Двигатель может сжигать не больше газа, чем позволяет количество кислорода. Лишнее топливо выйдет из выхлопной трубы несгоревшим.
Так что, если бы автомобиль использовал чистый кислород, он вдыхал бы 100-процентный кислород вместо 21-процентного кислорода, или примерно в пять раз больше кислорода. Это означало бы, что он мог бы сжигать примерно в пять раз больше топлива. А это означало бы примерно в пять раз больше лошадиных сил. Так 100-сильный двигатель станет 500-сильным двигателем!
Проблема с кислородом
Так почему автомобили не перевозят чистый кислород? Проблема в том, что кислород довольно громоздкий, даже когда вы его сжимаете, а двигатель потребляет МНОГО кислорода. Галлон бензина весит 6,2 фунта, поэтому двигателю требуется 86,8 фунта кислорода (6,2 x 14) на галлон бензина. Кислород - это газ, поэтому он очень легкий. Один фунт кислорода заполняет 11,2 кубических фута пространства, поэтому для галлона бензина требуется 972,16 кубических фута кислорода. Если ваш бензобак вмещает 20 галлонов бензина, вам придется перевозить с ним почти 20 000 кубических футов кислорода! Это очень много кислорода - столько, что он заполнил бы дом площадью 2500 квадратных футов.
Даже если вы сожмете кислород до 3000 psi (фунтов на квадратный дюйм), для его хранения все равно потребуется 100 кубических футов. Чтобы представить это в перспективе, стандартный акваланг вмещает около 80 кубических футов газа, поэтому потребуется 250 аквалангов, чтобы вместить весь этот кислород.
Из-за большого объема кислорода люди используют вместо него закись азота. В двигателе закись азота превращается в азот и кислород, а людям нужен кислород. Закись азота легко сжижается под давлением, поэтому в бутылке ее можно хранить гораздо больше, чем газообразного кислорода, который не сжижается. Даже в этом случае типичная система будет подавать закись азота в двигатель всего от одной до трех минут. При этом к типичному крупноблочному двигателю добавляется около 100 лошадиных сил. Самая большая проблема заключается в том, что дополнительный бензин, который закись азота допускает в цилиндре, увеличивает давление в двигателе настолько, что это может нанести реальный ущерб, если только двигатель не предназначен для этого. Это была бы та же проблема, что и с двигателем, дышащим чистым кислородом, - он должен был бы быть довольно мощным, чтобы выдерживать нагрузку.