آلة
معروفة أساسًا بحفر الأساسات حققت للتو رقمًا قياسيًا للسرعة الأرضية بالاحتراق
الهيدروجيني على سبخة جافة في ولاية يوتا. حققت JCB،
الشركة البريطانية المصنّعة لمعدات البناء، متوسط سرعة بلغ 406.320 ميلًا في
الساعة عبر جولتين عند سبخة بونفيل الملحية، بواسطة سيارتها المصممة خصيصًا Hydromax، بقيادة الطيار العسكري أندي غرين. تحرق
السيارة الهيدروجين داخل محرك مكابس معدَّل بدلًا من تحويله إلى كهرباء عبر خلية
وقود، منتجة ماءً عند العادم بدلًا من ثاني أكسيد الكربون.
لا
يزال الرقم القياسي بانتظار الاعتماد الرسمي من الاتحاد الدولي للسيارات (FIA)، الهيئة الحاكمة العالمية لرياضة السيارات،
لكن الادعاء الأساسي لا يعتمد على محرك تجريبي بُني لهذه السيارة فقط. وبحسب JCB، فإن المحركين المزدوجين داخل Hydromax هما نسختان معدَّلتان من المحرك الهيدروجيني
الإنتاجي نفسه المركَّب بالفعل في معدات البناء الخاصة بالشركة، ما يعني أن محاولة
تحقيق الرقم القياسي تمثل أيضًا اختبار إجهاد علنيًا لأجهزة تبيعها الشركة بالفعل.
يعمل Hydromax بمحركي احتراق داخلي يعملان بالهيدروجين،
أحدهما مثبت أمام السائق والآخر خلفه، وكل منهما مضبوط لإنتاج نحو 800 حصان،
بمجموع 1600 حصان. يُبنى كلا المحركين حول كتلة المحرك ذات الأربع أسطوانات
المصفوفة بسعة 4.8 لتر وعمود المرفق نفسه الذي تستخدمه JCB
بالفعل في معداتها الإنتاجية العاملة بالهيدروجين والديزل، بدلًا من تصميم مخصص
للسرعة فقط. خلال التطوير، استعارت JCB
أفكارًا مباشرة من رياضة السيارات في سباقات التحمل، إذ زُوِّد المحرك التجريبي
الأول بشمعات إشعال صُممت أصلًا لمحرك سباق لومان لمدة 24 ساعة.
يتغذى
كل محرك عبر شاحن توربيني أحادي المرحلة مضبوط للتعامل مع الارتفاع الشاهق لسبخة
بونفيل، وتغذي فتحة سحب هواء بتصميم NACA على
هيكل السيارة كلا المحركين بالتساوي مع الحفاظ على انخفاض مقاومة الهواء. في جولة
قياسية كاملة، تذكر JCB أن Hydromax
يستهلك أكثر بقليل من 2 كيلوغرام من الهيدروجين وينتج نحو 18 لترًا من الماء كناتج
العادم الوحيد، وهو توضيح مباشر وقابل للتحقق لما يصدره الاحتراق الهيدروجيني
فعليًا عند العادم.
نظرًا
لأن Hydromax يحمل محركين منفصلين بدلًا من محرك مركزي
واحد، كان على JCB حل مشكلة تخطيط ميكانيكي نادرًا ما تواجهها
سيارات تحقيق الأرقام القياسية للسرعة. يقود المحرك الأمامي العجلات الأمامية عبر
علبة تروس خاصة به، بينما يقود المحرك الخلفي بشكل مستقل العجلات الخلفية عبر علبة
تروس منفصلة خلفه، مع وضع كلا المحركين على جانبيهما داخل الهيكل للحفاظ على
انخفاض مظهر السيارة الجانبي. تُستخدم مغازل في كلا المحورين بدلًا من التفاضل
التقليدي، وتأتي ناقلات الحركة المتسلسلة بست سرعات من Xtrac،
وهي شركة متخصصة في نواقل الحركة الرياضية، مع تبديل مُفعَّل إلكترونيًا مبني
لتغييرات سريعة أثناء السرعة.
يكشف
تفصيل واحد عن مدى التزام JCB بالأجزاء الإنتاجية حتى تحت ضغط محاولة
تحقيق الرقم القياسي: قوابض علبتي التروس هي الوحدات نفسها المأخوذة من حفارة JCB، لأن قوابض رياضة السيارات المتخصصة لم
تستطع تحمل الحمل الذي تطلبته سيارة الرقم القياسي. يستخدم الهيكل نفسه إطارًا
شبكيًا فولاذيًا أخف بنحو 10 بالمئة من ذلك المبني لسيارة Dieselmax القياسية السابقة، مع جلوس السائق في هيكل
فرعي أحادي الجسم مركّب من مواد مركّبة تحت قفص حماية بطراز سباقات السحب، موضوعًا
أمام موقعه في السيارة السابقة بمقدار 450 مليمترًا وبشكل أكثر مركزية.
يولّد
تشغيل محركين هيدروجينيين بقوة 800 حصان لكل منهما بشكل مستمر حرارة يجب التخلص
منها في مكان ما، وقد حلّت JCB هذه المشكلة دون فتحات تبريد تقليدية على
السطح الخارجي للسيارة. بدلًا من ذلك، تعمل خزانات مملوءة بالثلج مبنية في المقدمة
وفي انتفاخ خلف السائق على تبريد المحركات ومكونات أسفل الهيكل مباشرة، مع الحاجة
إلى نحو 250 كيلوغرامًا من الثلج لكل جولة وتفريغ كلا الخزانين وإعادة ملئهما بين
المحاولات. تذكر JCB أن المكابس وحدها تتطلب لترًا كاملًا من زيت
التبريد كل ثانية، بما يعادل تدفق الزيت المجمع لبقية المحرك.
تحظى
درجات حرارة العادم باهتمام هندسي جاد بالقدر نفسه: تدور ضواغط الشاحن التوربيني
المصنوعة من التيتانيوم بأكثر من 150,000 دورة في الدقيقة عند درجات حرارة قريبة
من 300 درجة مئوية، محركة ما يعادل حجم حوض استحمام من الهواء كل نصف ثانية، تُدار
عبر تقنية صمامات عادم مصممة خصيصًا. كلّفت JCB
أيضًا بتصنيع مواصفة إطارات جديدة كليًا مصنَّفة لسرعات أعلى بكثير من تلك التي
استخدمتها سيارة Dieselmax السابقة، ما تطلّب إعادة تصميم أقواس
العجلات الأمامية وتكبيرها لاستيعاب مقدار نمو الإطارات فعليًا تحت الدوران عالي
السرعة، مع إنتاج أكثر من 30 طقم إطارات وخطط لتغيير الإطارات بين كل مرحلة من
مراحل الجولة الرسمية.
رقم
قياسي للسرعة يُحقق على سبخة ملحية له صلة مباشرة ضئيلة بأداء حفارة في موقع عمل
موحل، ومن العدل التساؤل عن العلاقة بين الأمرين. تستند إجابة JCB إلى ادعاء محدد وقابل للتحقق بدلًا من شعار
تسويقي: تتشارك المحركات تحت هيكل Hydromax
كتلتها وعمود مرفقها وبنيتها الأساسية مع المحركات الهيدروجينية التي تُشحن الآن
في معدات البناء الفعلية للشركة، كجزء من برنامج هيدروجيني استثمرت فيه الشركة نحو
100 مليون جنيه إسترليني على مدى عدة سنوات. إذا صح هذا الادعاء، تصبح محاولة
تحقيق الرقم القياسي أرضية اختبار علنية وعالية الإجهاد لمجموعة دفع تُباع بالفعل،
لا تمرينًا هندسيًا منفصلًا.
مع
ذلك، يجيب رقم قياسي للسرعة الأرضية عن سؤال أضيق مما قد يبدو. فهو يثبت أن
الاحتراق الهيدروجيني يمكنه إنتاج قوة جدية ومستمرة وتحمّل إجهاد ميكانيكي شديد،
لكنه لا يقول شيئًا عن أكبر تحدٍ لم يُحل بعد بالنسبة للهيدروجين كوقود: كيفية
إنتاج الهيدروجين نفسه. لا يقدّم الهيدروجين فائدة بيئية حقيقية إلا عند إنتاجه
بطرق منخفضة الكربون، ولا تزال معظم إمدادات الهيدروجين العالمية اليوم مرتبطة
بعمليات تعتمد على الوقود الأحفوري. يثبت محرك محقق لرقم قياسي أن الجهاز يعمل؛
لكنه لا يحل بمفرده مسألة مصدر الوقود الذي يغذيه فعليًا.
يرجى الاشتراك للحصول على وصول غير محدود إلى ابتكاراتنا.