Развенчание фантазий Голливуда о взрывах автомобилей

Взрывающиеся автомобили можно интересно посмотреть в боевиках. Но автомобили, превращающиеся в огненные шары, когда они разбиваются или падают со склона горы, — это один из самых распространенных и нелепых с научной точки зрения образов в кино.

С выходом 19 мая 2023 года «Форсажа», последней части франшизы «Форсаж», пришло время развенчать миф о взрывающейся машине.

Автомобили при таких обстоятельствах никогда не взрываются и редко загораются. Если только вам не посчастливилось водить Ford Pinto или Chevrolet Malibu в 1970-х годах. Оба производителя пошли на уступки в производственном процессе, и в результате получились плохо спроектированные топливные баки, которые легко могли загореться и часто запирали пассажиров внутри.

Даже когда автогонщик Ромен Грожан разбился на скорости 140 миль в час (225 км/ч) на Гран-при Бахрейна 2020 года, его автомобиль загорелся, но не взорвался.

Пары топлива взрывоопасны только в воздухе (содержащем 20 процентов кислорода) и под давлением. Жидкое топливо не взрывоопасно, но пары могут загореться. Пар может выйти из топливного бака при отвинчивании крышки. Но в резервуарах есть система, в которой давление сбрасывается без стравливания паров. Полный топливный бак безопаснее, чем вы думаете, поскольку внутри него нет воздуха и, следовательно, кислорода.

Фактически, жидкое топливо может быть трудно воспламенить даже при контакте с пламенем.

Взрывы обычно вызываются реакцией, при которой одно или несколько твердых веществ или жидкостей реагируют с образованием соответствующего количества газа.

Газ занимает гораздо больше места (в 800 раз больше объема жидкости или твердого тела), чем эквивалентное количество твердого или жидкого вещества. Сила, создаваемая быстро расширяющимся газом, вызывает взрыв.

Шрапнель добавляется к взрывному оружию войны, которое приводится в движение расширяющимся газом.

Топливо не детонирует само по себе, а взрывается вместе с кислородом, когда оно находится в газообразной форме, достаточно горячее (около 495 градусов по Фаренгейту или 257 градусов по Цельсию) и при наличии пламени или искры.

Представьте себе, как кто-то в жаркий день заправляет машину. Часто можно увидеть мерцающий эффект возле горловины бака. Это пары топлива. Инструкция о запрете курения на вывесках заправочных станций и на нефтяных танкерах направлена на устранение одного из трех требований к воспламенению топлива.

Топливо – это высокоэнергетическое соединение. Эти соединения выделяют много энергии при реакции с другими веществами. Когда топливо вступает в контакт с кислородом и сгорает, образуется низкоэнергетические соединения (вода и CO₂). Разница в энергии между этими соединениями видна и слышна как звук, тепло, свет и расширяющаяся сила.

Чтобы топливо взорвалось (а не просто сгорело), оно должно находиться под давлением в газовой форме и иметь достаточно кислорода и источник внешней энергии, такой как искра или пламя, чтобы начать реакцию.

В автомобильном двигателе взрыв происходит в цилиндре. Поршень сжимает топливовоздушную смесь, создавая условия высокого давления, необходимые для взрыва. Когда газ сжимается, он нагревается. Вот почему кончик велосипедного насоса нагревается, когда вы накачиваете шины. Когда поршень сжимает топливовоздушную смесь, давление и температура повышаются.

Свеча зажигания обеспечивает небольшое количество энергии, необходимое для осуществления реакции. В автомобильных двигателях этот процесс происходит несколько тысяч раз в минуту.

Топливо и дизельное топливо могут взорваться только под давлением и при смешивании с воздухом, а в случае топлива к ним добавляется небольшое количество энергии в виде искры или пламени. Двигатели создают давление топливно-воздушной смеси в цилиндре и производят небольшие, ограниченные взрывы, которые вращают коленчатый вал и приводят в движение колеса.

Дизель менее горюч. В дизельных двигателях используется топливо с более высокой температурой кипения, которое самопроизвольно воспламеняется под давлением, поэтому дизельным двигателям не нужны свечи зажигания. Дизельные двигатели также работают с меньшей скоростью по сравнению с топливными двигателями, поэтому они служат дольше и обеспечивают большую экономию топлива.