W oczekiwaniu

na supersamochód

„Trzy na sto”

– fascynujàce wyzwanie

czy przyczyna k∏opotów?

P

artnership for a New Generation
of Vehicles (PNGV – Konsorcjum
na rzecz Pojazdów Nowej Gene-

racji), którego powo∏anie og∏oszono
z wielkà pompà w roku 1993 podczas
specjalnej uroczystoÊci w Ogrodzie Ró-
˝anym Bia∏ego Domu, okrzykni´to sym-
bolem strategii administracji Clintona
w dziedzinie post´pu technicznego.
Podj´ty wówczas program wspó∏pracy
na wielkà skal´, obejmujàcy paƒstwo-
we oÊrodki badawcze, Wielkà Trójk´

1

amerykaƒskich producentów samocho-
dów oraz ich licznych poddostawców,
doprowadziç mia∏ do skonstruowania
w ciàgu 10 lat „supersamochodu” zu-
˝ywajàcego 3 l paliwa

2

na 100 km przy

niskiej emisji zanieczyszczeƒ, a osiàgach,
poziomie bezpieczeƒstwa i komforcie
oraz cenie porównywalnych z pi´cio-
miejscowym samochodem osobowym
Êredniej wielkoÊci.

3

Powo∏anie konsorcjum by∏o krokiem

uzasadnionym. Chodzi∏o o udzielenie
energicznego wsparcia dzia∏aniom in-
nowacyjnym poprzez finansowanie prac
badawczo-rozwojowych w oÊrodkach
paƒstwowych (poszukujàcych nowych
zadaƒ po zakoƒczeniu zimnej wojny)
w zakresie technologii, które uwa˝ano
za ryzykowne lub mo˝liwe do realizacji
w zbyt odleg∏ej przysz∏oÊci, by produ-
cenci samochodów mogli si´ nimi zaj-
mowaç we w∏asnym zakresie.

Koncepcja ta nie spe∏ni∏a jednak po-

k∏adanych w niej oczekiwaƒ. Obecnie,
gdy dziesi´cioletni w za∏o˝eniu program
minà∏ pó∏metek, niektórzy eksperci ds.
motoryzacji twierdzà, ˝e PNGV przy-
nios∏o za ma∏e korzyÊci w stosunku do
zainwestowanej ju˝ kwoty oko∏o 2 mld
dolarów, wyasygnowanej mniej wi´cej
w po∏owie przez rzàd. Tymczasem sami
przedstawiciele PNGV przyznajà, ˝e
szanse zbudowania do roku 2004 goto-
wego do produkcji seryjnej prototypu,
który zu˝ywa∏by 3 l paliwa na 100 km
i odpowiada∏ wszystkim pozosta∏ym
kryteriom, sà nik∏e. Niepowodzenia pro-
gramu rysujà si´ jeszcze wyraêniej na
tle sukcesu Toyoty, która wprowadzi∏a

w ubieg∏ym roku na rynek zaawanso-
wany pojazd z nap´dem hybrydowym.

4

Program PNGV boryka si´ z rozlicz-

nymi problemami, zwiàzanymi m.in.
z niewydolnoÊcià systemu zarzàdzania
oraz niepewnoÊcià co do dalszej roli
koncernu DaimlerChrysler (którego kra-
jem macierzystym po fuzji obu firm
sta∏y si´ Niemcy) w dzia∏aniach wspó∏-
finansowanych przez rzàd Stanów Zjed-
noczonych. Jednak najpowa˝niejsze
chyba trudnoÊci wynikajà z ambitnego
planu: ograniczenia zu˝ycia paliwa do
3 l/100 km, co uznawane jest przez wie-
lu krytyków programu za ca∏kowicie
nierealne.

Wysuwa si´ zarzut, ˝e wobec celu

graniczàcego z niemo˝liwoÊcià badacze
poÊwi´cili zbyt wiele czasu na futury-
styczne technologie w rodzaju kó∏ za-
machowych lub magazynowania ener-
gii w superakumulatorach. „Niepo-
trzebnie nastawiono si´ na technologie
odleg∏ej przysz∏oÊci, które nie dawa∏y
wielu szans na sukces – mówi Alan
Cocconi, znany konstruktor pojazdów
z nap´dem elektrycznym i hybrydo-
wym. – Pewnych za∏o˝eƒ trzymano si´
tak kurczowo, ˝e w rezultacie nie uda-
∏o si´ osiàgnàç niczego.”

Tom Gage, by∏y cz∏onek kierownic-

twa Chryslera, twierdzi, ˝e owe ambit-
ne za∏o˝enia przyj´to na poczàtku lat
dziewi´çdziesiàtych z myÊlà o ug∏aska-
niu obroƒców Êrodowiska naturalnego.
„Przemys∏ motoryzacyjny ma w∏aÊnie
za sobà energicznà kampani´ na rzecz
prawnego zaostrzenia norm [przeci´t-
nego zu˝ycia paliwa] do 5.9 l/100 km”
– wyjaÊnia Gage i dodaje, ˝e program
PNGV uciszy∏ ekologów obietnicà, co
do której nie ma nawet pewnoÊci, „czy
by∏a realna z punktu widzenia termo-

dynamiki. Ocena zale˝y od przyj´tych
za∏o˝eƒ. OsobiÊcie przyjà∏em, ˝e mamy
do czynienia z samochodem normal-
nej wielkoÊci przewo˝àcym pi´ç osób;
realizacja tak postawionego zadania
wyglàda na utopi´. Program PNGV sta∏
si´ namiastkà rzeczywistej, skutecznej
strategii oszcz´dzania paliwa. Kiedy
zajmowano si´ programem PNGV, ma-
∏e samochody ci´˝arowe zu˝ywajàce
14–18 l/100 km zdoby∏y po∏ow´ rynku.
Cofn´liÊmy si´ do sytuacji z lat siedem-
dziesiàtych” – konkluduje.

Victor Wouk, d∏ugoletni konsultant

ds. pojazdów hybrydowych, równie˝
krytykuje ambitne za∏o˝enia programu
PNGV, choç z innych powodów: „Ford,
General Motors i Chrysler chcà zdobyç
g∏ównà wygranà w pierwszym podej-
Êciu. W efekcie, kiedy my dyskuto-
waliÊmy, Japoƒczycy w∏aÊnie budowa-
li swój pojazd hybrydowy.” Wouk ma
tu na myÊli model Toyota Prius. Ten
sprzedawany wy∏àcznie w Japonii po-
jazd nie jest „supersamochodem”, o ja-
kim marzà twórcy programu PNGV. To
kompaktowy sedan spalajàcy 3.6–4.7 l
paliwa na 100 km. A jednak – jak za-
uwa˝a Wouk – „jest to dobry punkt wyj-
Êcia do dalszych prac”. (Honda planuje
wprowadzenie na rynek w najbli˝-
szych miesiàcach pojazdu hybrydowe-
go, który b´dzie jeszcze oszcz´dniejszy
ni˝ produkt Toyoty.) Pewien przed-
stawiciel amerykaƒskiej Wielkiej Trójki
producentów stwierdza tymczasem, ˝e
„koncentracja na docelowym zu˝yciu
paliwa na poziomie 3 l/100 km odwró-
ci∏a naszà uwag´ od nowych technolo-
gii, które nale˝a∏oby wprowadzaç na ry-
nek w bli˝szej perspektywie”.

Jednak dla zwolenników programu

PNGV jego ambitne cele by∏y fascynu-

20 Â

WIAT

N

AUKI

Czerwiec 1999

TECHNIKA

I

BIZNES

MOTORYZACJA

DODGE INTREPID Z NAP¢DEM HYBRYDOWYM kosztowaç b´dzie

wed∏ug oceny koncernu DaimlerChrysler 15 tys. dolarów wi´cej

ni˝ konwencjonalny samochód tej marki.

èród∏o: DAIMLERCHRYSLER CORPORATION

jàcym wyzwaniem. Al Murray, zaanga-
˝owany w program przedstawiciel kie-
rownictwa Forda, tak wypowiada si´
na temat has∏a „trzy na sto”: „Poczàt-
kowo by∏o to dla nas wszystkich trudne
do prze∏kni´cia. Zmusi∏o nas jednak do
przemyÊlenia od nowa konstrukcji po-
jazdu we wszystkich aspektach, okaza-
∏o si´ wi´c u˝yteczne.” George Joy, kie-
rownik zespo∏u roboczego ds. techniki
w Departamencie Handlu, najwa˝niej-
szej agencji rzàdowej uczestniczàcej
w programie, uwa˝a, ˝e PNGV odniesie
sukces, „je˝eli uda si´ skonstruowaç
przyjazny dla Êrodowiska pojazd po
przyst´pnej cenie”. Zu˝ywa∏by on
3.6–4.3 l/100 km zamiast zak∏adanych
3 l i spe∏nia∏ przy tym inne wymogi sta-
wiane „supersamochodom”. Przedsta-
wiciele PNGV zwracajà te˝ uwag´ na
dwa inne, mniej g∏oÊne zadania: ogól-
nà popraw´ konkurencyjnoÊci przemy-
s∏u motoryzacyjnego oraz stosowanie
nowych technologii w zwyk∏ych, seryj-
nych samochodach w celu ograniczenia
zu˝ycia paliwa i emisji zanieczyszczeƒ.

Niestety, przysz∏e normy dotyczàce

emisji, które przyjdzie spe∏niç konstruk-
torom, pozostajà na razie nie znane i ta-
ki stan rzeczy utrzyma si´ co najmniej
do koƒca bie˝àcego roku. Tzw. normy
poziomu 2, z których najistotniejsze do-
tyczà emisji czàstek sta∏ych oraz tlen-

ków azotu (NO

X

), sà dopiero tworzone

przez Environmental Protection Agen-
cy (Agencj´ Ochrony Ârodowiska) i sta-
nà si´ cz´Êcià specyfikacji PNGV.

Oczekuje si´, ˝e zalecenia EPA doty-

czàce emisji zanieczyszczeƒ b´dà kszta∏-
towaç si´ na poziomie ni˝szym ni˝
0.2 g na mil´ przebiegu w przypadku
NO

X

oraz nie wy˝szym ni˝ 0.04 grama

na mil´ przebiegu w przypadku czàstek
sta∏ych. (W Stanach Zjednoczonych
utrzymuje si´ kuriozalny zwyczaj mie-
rzenia emisji zanieczyszczeƒ w jednost-
kach, w których system metryczny mie-
sza si´ z brytyjskim.) Nale˝y równie˝
pami´taç o nasilajàcej si´ presji, by zrów-
nywaç normy emisji poziomu 2 z naj-
nowszymi standardami dla „pojazdów
superczystych” (ULEV – ultralow-emis-
sion vehicles), ustanowionymi przez Ca-
lifornia Air Resources Board (Komisj´
ds. Zasobów Atmosferycznych stanu
Kalifornia). Standardy te wynoszà dla
NO

X

i czàstek sta∏ych odpowiednio

0.05 g na mil´ oraz 0.01 g na mil´.

Poczàwszy od roku 2001 rosnàcy od-

setek sprzedawanych w Kalifornii po-
jazdów b´dzie musia∏ spe∏niaç standar-
dy ULEV, tak by do roku 2010 znako-
mita ich wi´kszoÊç mieÊci∏a si´ w kate-
gorii pojazdów „superczystych”. Dla
PNGV oznacza to kolejny problem,
gdy˝ nie jest mo˝liwe spe∏nienie stan-

dardów ULEV przez pojazd majàcy
wszystkie inne po˝àdane cechy „super-
samochodu”.

By samochód o hybrydowym nap´-

dzie spalinowo-elektrycznym móg∏
choçby zbli˝yç si´ do granicy 3 l/100 km,
konieczne by∏oby zapewne zastosowa-
nie silnika wysokopr´˝nego, który cie-
szy si´ z∏à s∏awà z racji wysokiego po-
ziomu emisji czàstek sta∏ych. Z drugiej
strony tradycyjny silnik z zap∏onem
iskrowym co prawda mieÊci∏by si´
w normie emisji czàstek sta∏ych, ale
trudne by∏oby wtedy równoczesne spe∏-
nienie wymogów dotyczàcych zu˝ycia
paliwa i niskiej emisji NO

X

. Jak przy-

znaje Joy, „równoczesne obni˝enie emi-
sji NO

X

oraz czàstek sta∏ych b´dzie pie-

kielnie trudnym zadaniem”.

Tymczasem ka˝dy z Wielkiej Trójki

producentów pracuje w tej chwili nad
w∏asnym pojazdem hybrydowym, któ-
rego wejÊcie na rynek z poczàtkiem ro-
ku 2000 b´dzie dowodem osiàgni´tych
post´pów. Kiedy zapytano przedstawi-
cieli wszystkich trzech koncernów, ja-
kie konkretnie korzyÊci przynios∏a bu-
dowa owych samochodów studialnych
z programu PNGV, ˝aden z nich nie po-
trafi∏ wymieniç z pami´ci ani jednego
szczegó∏owego rozwiàzania, które po-
wsta∏oby bezpoÊrednio w wyniku
wspó∏pracy z rzàdem. Wszyscy oni de-

klarujà jednak niewzruszone poparcie
dla PNGV, twierdzàc, ˝e powstajàce
w jego toku technologie nabiorà wi´k-
szego znaczenia w drugim pi´cioleciu
realizacji programu.

Co wa˝niejsze, twierdzà oni, ˝e wspó∏-

dzia∏anie przynios∏o istotne korzyÊci
w innych dziedzinach ni˝ post´p tech-
niczny. Vincent Fazio, dyrektor PNGV
reprezentujàcy Forda, wyjaÊnia, ˝e pro-
gram ten przyczyni∏ si´ do „znacznego
wzrostu wzajemnego zaufania mi´dzy
prawodawcami z Waszyngtonu a prze-
mys∏em samochodowym”. Steven Zim-
mer z DaimlerChrysler podziela t´ opi-
ni´, dodajàc, ˝e udzia∏ przedstawicieli
organów regulacyjnych takich jak EPA
w programie PNGV „umo˝liwia przy-
najmniej prowadzenie dialogu w kwe-
stiach interesujàcych poszczególne agen-
cje rzàdowe”. Przedstawiciel General
Motors w dyrekcji PNGV, Ron York,
uzupe∏nia: „PrzekonaliÊmy si´, ˝e wspó∏-
praca i konkurencja przybli˝ajà nas do
celu.”

Wspó∏dzia∏anie producentów z Wiel-

kiej Trójki by∏o a˝ do po∏owy lat osiem-
dziesiàtych zakazane. Przeciwnicy
PNGV twierdzà jednak, ˝e to samo da-
∏oby si´ osiàgnàç za ni˝szà cen´. W bie-
˝àcym roku na realizacj´ programu rzàd
przeznaczy∏ 240 mln dolarów.

Niezale˝nie od rozwiàzaƒ technicz-

nych jednym z najwi´kszych wyzwaƒ
dla producentów b´dzie w nadchodzà-
cych latach marketing. Przy obecnych
rekordowo niskich cenach paliw nabyw-
cy samochodów sà mniej sk∏onni ni˝ kie-
dykolwiek przedtem do p∏acenia wy˝-
szej ceny za oszcz´dniejsze pojazdy.
„Mówiàc wprost, próbujemy tworzyç
nowe technologie w taki sposób, by
klient nie musia∏ ponosiç ich kosztów –
wyjaÊnia Fazio. – To najwi´ksze ze stra-
tegicznych wyzwaƒ, którym musimy
stawiç czo∏o.”

SzeÊç lat temu, kiedy w utworzenie

konsorcjum PNGV zaanga˝owany by∏
osobiÊcie wiceprezydent Al Gore, po-
równywa∏ on cz´sto to przedsi´wzi´cie
do programu Apollo. Podchwyci∏ to Fa-
zio, dopowiadajàc dalszy ciàg: „To jesz-
cze trudniejsze zadanie ni˝ lot na Ksi´-
˝yc, poniewa˝ chcemy zabraç ze sobà
200 mln Amerykanów.”

Glenn Zorpette

Przypisy redakcji:

1

Ford, General Motors i Chrysler.

2

W oryginale zu˝ycie paliwa podawane jest – zgod-

nie z tradycjà amerykaƒskà – w milach (1 mila to
1.609 km) mo˝liwych do przejechania na jednym
galonie (3.785 l) paliwa (w tym konkretnym przy-
padku mowa jest o „80 milach na galon”).

3

Amerykaƒskie samochody klasy Êredniej dorów-

nujà gabarytami du˝ym samochodom europejskim.

4

O pojazdach hybrydowych i programie PNGV sze-

rzej pisa∏ cytowany dalej Victor Wouk [„Pojazdy
z nap´dem hybrydowym”; Âwiat Nauki, grudzieƒ
1997].

22 Â

WIAT

N

AUKI

Czerwiec 1999

Stalowa Burza

Elektroniczny karabin

bez ruchomych cz´Êci

mechanicznych miota milion

pocisków na minut´

P

ami´tam, ˝e kiedy pierwszy raz
us∏ysza∏em o karabinie pozba-
wionym ruchomych cz´Êci me-

chanicznych, ledwo powstrzyma∏em
chichot – wspomina fizyk Adam Dro-
bot z Science Applications International
Corporation (SAIC – Mi´dzynarodowej
Korporacji Zastosowaƒ Nauki) miesz-
czàcej si´ w San Diego, która ocenia no-
we technologie. – Kiedy jednak obejrza-
∏em taÊm´ wideo ze strzelaƒ próbnych,
przesta∏o mi byç do Êmiechu.”

Nawet sam twórca uwa˝a swój wy-

nalazek za dziwaczny. Broƒ zwana Me-
tal Storm (Stalowa Burza) nie ma iglicy,
spustu ani zamka, nie wyrzuca nawet
∏usek. Równie niezwyk∏a, bo pojedyn-
cza, lufa strzela z szybkostrzelnoÊcià mi-
liona pocisków na minut´. Dla porów-
nania: najszybsza konwencjonalna broƒ
palna (broƒ zbudowana w uk∏adzie Ga-
tlinga) wystrzeliwuje 6000 pocisków na
minut´.

Historia powstania Stalowej Burzy,

podobnie jak sama broƒ, jest niezwyk∏a.
Wynalaz∏ jà by∏y sprzedawca ze sklepu
spo˝ywczego, Mike O’Dwyer, majster-
kowicz nie posiadajàcy wykszta∏cenia
w dziedzinie balistyki czy in˝ynierii. Po-
przednio uzyska∏ patenty na takie urzà-
dzenia jak ch∏odzone powietrzem pepe-
gi. („One po prostu pompujà powietrze,
gdy si´ w nich skacze” – wyjaÊnia.) Do-
piero po 15 latach prób i b∏´dów we w∏a-
snym domu w tropikalnym Queenslan-
dzie O’Dwyer skonstruowa∏ prototyp,
który podczas ostatniego pokazu dla ar-
mii australijskiej w Adelaide wystrzeli∏
180 dziewi´ciomilimetrowych pocisków
w ciàgu 0.01 s. Pociski opuszczajà luf´
Stalowej Burzy tak szybko, ˝e dzielà je
tylko mikrosekundy – w czasie lotu od-
leg∏oÊç pomi´dzy sàsiednimi pociska-
mi wynosi zaledwie 10 cm, podczas gdy
w przypadku obecnie stosowanych sys-
temów broni strzeleckiej pociski odda-
lone sà od siebie o 30 m.

„To mo˝e odmieniç wspó∏czesne

uzbrojenie na polu walki” – twierdzi
mjr David Goyne, specjalista ds. uzbro-
jenia w Dowództwie Armii Australij-
skiej. Jest to doskona∏y karabin w starciu
na ma∏ych odleg∏oÊciach, na przyk∏ad
do obrony obiektów wojskowych przed
nadlatujàcymi pociskami nieprzyjacie-

la. Goyne uwa˝a równie˝, ˝e broƒ taka
mo˝e s∏u˝yç do niszczenia min làdo-
wych na otwartym terenie, jak pustynie
w Kuwejcie: wyposa˝ony w nià Êmig∏o-
wiec móg∏by niszczyç pole minowe,
unoszàc si´ nad nim i prowadzàc jego
g´sty ostrza∏.

Superszybkostrzelny karabin funkcjo-

nuje dzi´ki wspó∏dzia∏aniu specjalnie za-
projektowanych nabojów z elektronicz-
nym mechanizmem spustowym, który
O’Dwyer okreÊla jako „luf´ z biegnàcym
wzd∏u˝ niej kablem elektrycznego wy-
zwalacza”. Bez∏uskowe naboje u∏o˝one
sà w lufie jeden za drugim, przy czym
ka˝dy oddziela od poprzednika warstwa
∏adunku prochowego. Gdy impuls elek-
tryczny przebiega wzd∏u˝ lufy, po kolei
detonuje naboje. Aby wyeliminowaç nie-
bezpieczeƒstwo równoczesnego wy-
strzelenia wszystkich nabojów – co zda-
rza si´, gdy w lufie znajduje si´ ich wi´cej
ni˝ jeden – O’Dwyer wymyÊli∏ specjal-
ne naboje wspó∏pracujàce ze sobà. Otó˝
wysokie ciÊnienie wywo∏ane wystrza-
∏em pierwszego naboju powoduje Êci-
Êni´cie i „spuchni´cie” kolejnego w sze-
regu, który na krótko klinuje si´ w lufie.
(W j´zyku balistyki powiedzielibyÊmy,
˝e drugi nabój dzia∏a jak klasyczny za-
mek, zabezpieczajàc kolejne naboje
przed nie kontrolowanym jednoczes-
nym zap∏onem.) W czasie ruchu pierw-
szego pocisku w lufie ciÊnienie gazów
prochowych spada i drugi nabój si´ lu-
zuje, stajàc si´ tym samym gotowy do
wystrzelenia. Proces ten dotyczy wszyst-
kich kolejnych nabojów a˝ do zu˝ycia
ca∏ego ich zapasu.

UZBROJENIE

WIELOLUFOWY szybkostrzelny

karabin prezentuje jego wynalazca,

Mike O’Dwyer.

NewsPix