太空技术发展推动汽车产业革新

　　现在，航空航天领域许多“高高在上”的革新技术已化身“落入凡间的精灵”，飞进我们的汽车中，最典型的例子是汽车刹车防抱死系统（ABS）和全球定位导航系统（GPS）。另外，因为航天航空领域技术的不断进步，与航空航天领域内能源生产、导航和安全方面相关的其他几项方兴未艾的技术也即将应用于汽车中。

　　美国趣味科学网站近日对应用于汽车中的太空技术进行了盘点。

　　热电发电机

　　顾名思义，热电发电机能将热能转化为电。自从上世纪60年代开始，这项技术就已经为太空探索提供了源源不断的动力，不过，“喂饱”热电发电机的热能并不来自于化石燃料的燃烧而来自于放射性元素的衰变。

　　据英国媒体报道，早在2009年，德国宝马汽车公司就希望借助美国航空航天局（NASA）的技术，改进其车辆的燃料利用率，并减少温室气体排放。宝马负责车辆集成的主管汉斯·里森博格表示，宝马在加州帕洛阿尔托高科技实验室的工程师正试图在其汽车上采用NASA用来驱动太空探测器的热电系统。

　　NASA探测器利用“放射性同位素热电发电机”(RTG)将钚自然衰变产生的热能转为电。宝马希望利用该技术，将引擎燃烧过程中释放出的热能回收。

　　汽车要对这些热能进行回收再利用，需要用无危险的材料替代钚，这种材料必须能导电且能抗热，这绝非易事，因为大多数金属在导电后会变热。宝马锁定了一种名为碲化铋的半导体材料，用来连接汽车的引擎冷却系统与尾气管线，促成热电循环。

　　里森博格称，像530i型号这样的全尺寸宝马车，如果装上热电发电机，油耗就可减少13%，换句话说，100公里可以节省1升汽油。

　　美国通用公司等汽车制造商也不甘落后，也正在考虑重新回收并利用汽车废弃的热能，他们的解决方案是将热电发电机作为汽车排气系统的一部分，希望借此将汽车消耗的所有能量削减5%到10%。

　　有些公司已经研发出了捕热设备的模型，并对其进行了测试，这些设备可能在今后10年内“遍地开花”。

　　燃料电池——从气体而不是汽油中获取清洁能源

　　另一个可能很快在汽车领域找到用武之地的太空技术是为阿波罗宇宙飞船的分离舱提供动力的氢燃料电池，氢燃料电池让氢气和氧气混合在一起产生有用的电、热能和水。

　　依靠氢气和空气中氧气运行的燃料电池来驱动，汽车排放出来的将只有水蒸气。然而，氢燃料电池在研制成本和耐久性方面依然面临着严峻的挑战，更别说加氢站少得可怜。

　　不过，在公共汽车上使用燃料电池比较靠谱。2010年1月份，美国联合技术动力公司宣布，该公司研发出的新一代混合动力公交车专用型发电机已在真实环境中连续运转超过5000小时，并且在这一过程中没有更换蓄电池组。目前，装有这种蓄电池的公交车已在美国加州的奥克兰运行。

　　联合技术动力公司是阿波罗11号宇宙飞船所用燃料电池的唯一供货商。该公司运输副总裁肯·斯图尔特表示，蓄电池的耐久性很重要。业内普遍认为，这是限制燃料电池车辆在全球范围内商业化的主要障碍，联合技术动力公司已经大幅度提高了燃料电池的耐久性。今年年底会有12辆装有燃料电池的公交车行驶在加州的大街小巷。

　　该公司表示，燃料电池公交车能显著降低温室气体排放量。如果氢来自天然气，可以少排放34%；如果氢来自太阳能和风能，就能减少排放43%。联合技术动力公司从1998年就开始为运输车提供燃料电池，其燃料电池产品遍及美国、西班牙、意大利、比利时等国。

　　该公司受到联邦资金资助的新一代质子交换膜（PEM）燃料电池也已经累计为公交车提供了超过35万英里的商业服务。该公司运输部门经理丹纳·卡琳斯基表示：“燃料电池汽车研制领域面临的只是时间和投入等可以解决的问题。随着成本的降低和技术的改进，配备了PEM技术的客车也将在10年内‘飞入寻常百姓家’”。

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　　更可靠的锂离子电池

　　另外一个在汽车领域应用广泛的技术——锂离子电池也从航空航天技术中获益良多。

　　锂离子电池的出现使纯电动汽车（EVs）比如日产公司的LEAF（聆风）成为可能。2009年，日产汽车公司首次公开展示了全球第一款经济型零排放汽车LEAF。LEAF是一款中等大小的5座掀背两厢纯电动汽车，配备了先进的由锂离子电池驱动的车辆底盘，其巡航里程达到160公里以上，可以充分满足消费者在实际生活中的驾驶需求。

　　然而，美国国家可再生能源实验室能源存储小组组长艾哈迈德·裴沙连表示：“所有锂离子电池存在的一个问题是，电池内部的缺陷可能导致电池内发生短路”。

　　裴沙连和NASA的同事正在携手研制一种更可靠地锂离子电池，为在太空行走的宇航员提供电力，EVs可能也因此受益，获得更加安全的锂离子电池。

　　裴沙连表示，电池失效的几率微乎其微，EVs中还没有出现类似的情况，但目前上路的纯电动汽车非常少，随着路上奔跑的纯电动汽车越来越多，电池出现事故的例子未来可能会更多。

　　让你安全无恙地到达

　　其他意义非凡的应用于汽车领域的航空航天技术集中在导航和乘员安全领域。

　　所谓的电子线控系统已大大地取代了汽车和驾驶员直接的机械连接。油门控制改成电子线控之后，当驾驶员踩下油门踏板时，他就传送了一个油门踩踏深浅与快慢的讯号，引擎监理系统会接收和解读这个讯号，然后再发出控制指令要求节流阀依指令快速或缓和开启它应当张开的角度。电子线控的好处，除了精准与快速之外，还有不会有机械磨耗的问题。除此之外，有了电子线控之后，汽车上许多现有的配备皆可简化，重量可以减轻，对汽车设计和油耗都会有正面的功效。

　　自适应巡航控制系统（ACC）和预碰撞安全系统以及车道分离警告系统也源于宇宙飞船（或飞机）中飞行员借用电脑控制飞行的技术。早在上世纪50年代，工程师们就开始使用计算机来控制宇航员的飞行，现在，这些技术也广泛地应用于汽车领域。

　　ACC是一种智能化自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。自适应巡航控制系统在控制车辆制动时，通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速时，ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶员主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。

　　在现代汽车上，还有很多其他避免碰撞的系统，比如车道分离警告系统和盲区传感器等。这些技术预示着一个更加安全和精准的驾驶时代的到来，在这个时代，驾驶员可有可无。

　　自动驾驶汽车

　　从总体上来说，随着技术的进步，驾驶汽车变得日益简单方便。但是，无人驾驶汽车的出现可能还需要若干年，届时，我们只需向汽车发布命令，然后就可以安然地坐在驾驶座上享受旅程的乐趣了。

　　不过，就这一点而言，美国联邦航空管理局监管规定，在接近或在地面上，飞机不能只依靠自动驾驶仪来飞行。美国汽车研究理事会信息系统物理行动小组的研究人员、福特汽车公司嵌入式系统方面的技术专家比尔·米兰表示：“我们曾经见过飞机自动在机场航行的画面吗？”

　　我们现在正在协调道路障碍和驾驶方便之间的关系，尽管当我们做出决定时，我们从计算和传感器上获得的信息非常惊人，但米兰表示：“在路上，没有许多时间来让汽车做出反应，因此，驾驶员的作用非同小可。”

　　然而，无人驾驶汽车是科学家研究的重要目标，谷歌公司是这方面的先驱，去年10月份，谷歌在其官方博客中宣布，该公司正在研发一种全新的无人驾驶汽车，可防止交通事故并减少碳排放。据称，谷歌共制造了7辆“无人驾驶汽车”前往加利福尼亚州各地的公路上进行实测。不过，谷歌表示，有意购买“无人驾驶汽车”的人恐怕还要等上至少8年时间。现在，该公司已经研发出了几个有人监护的实验性无人驾驶汽车。

　　当然，某一天，更接近自动驾驶仪模式的汽车将利用全球定位系统（GPS）这个导航。这套内置于汽车的导航控制台现在非常流行，主要用于汽车与汽车之间的通信和协调系统，确保汽车的行驶更加安全快捷。不过现在，GPS系统的精确度并不足以让汽车自动运行，但随着越来越多来自于航空航天领域和诸如自动驾驶仪等技术的问世，未来，我们能让自己的双手离开方向盘，让我们的眼睛更好地欣赏沿途的风景。

　　英国消费电子想象技术公司副总裁托尼·金·史密斯表示，GPS这项技术的出现将“让汽车能始终如一地精准工作”，这意味着人们在改进汽车的技术和安全性方面还能做得更多。