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エアタンクの安全性はそのうち向上するとして。空気を圧縮してバイクのタンクに注入するか、圧縮空気を充填したタンクを入れ替える施設や設備を作って維持するのに掛かるコストが安ければ良さそう。
エアバッグ標準装備バイクとかもできそう。ただし中華爆発エアバッグは不採用の方向で。
スキューバ用のタンクは、普通は圧力20MPa・容量10リットルぐらい [wikipedia.org]のようです。
まあ、最大限多めに見積もって、15リットル・30MPa として、空気自動車Airpod [srad.jp]のストーリーで出てきた計算式(35MPa・175リットルで36MJ)に基づくなら、30MPa・15リットルで1.5MJ [google.co.jp]ぐらいのようです。これはガソリン44ミリリットル相当で、これっぽっちのエネルギーで100kmも走るというのはかなり無茶そうです。
#リッター3000kmレベルのエコラン [wikipedia.org]なら、ぎりぎり可能な数値ではありますが…実用性はないでしょうね
> これはガソリン44ミリリットル相当で、ガソリンエンジンの効率を考えないと、正しい結果は出ないのでは？
で、別のコメントをつけるつもりで頭の体操をやってみたので、ご覧ください。# 恐らく、大穴だらけ。# 桁までは間違っていないと思うが・・・
タンクの諸元が 容量：20000cc 最大圧力：300気圧とする。エンジンの排気量が50ccとする。エンジンの回転数は3000rpmとする。エンジン出力は原付の上限、0.6kWとする。通常の運転では0.3kWを継続出力する物とする。
0.3kW = 300W = 30kgm/sなので、サンプルにした原付 [honda.co.jp]エンジンと同一の行程長であるとすると、行程 40mmとしてピストンを押す圧力は平均750kgが必要である。上記エンジンではシリンダ直径は40mm程度なので、行程内で平均約60気圧を必要とする。膨張比を高く取る事で圧縮空気の使用量を節約できるので一般エンジンが10倍前後であるところ、50倍とする。出力を発揮できる下限気圧を10気圧と仮定すると、行程長が約10%減ったのと同じことになる。このため、実際に必要な平均圧力は約830kgである。これを満たすために必要な供給空気圧は、約130気圧である。タンク圧力が130気圧になった時点を燃料切れと見なす（実際には出力が低下するだけだが）と170気圧分の空気を利用できるので、膨張後の体積換算で、3,400,000ccである。3000rpm×50ccなので、毎分150,000ccの排気量である。従って、約22分の運転が可能である。
# エンジン内の摩擦は無視。# 請う、愛の無いツッコミ。
# 恐らく、100kmと言うのは、タイヤの空気圧を目一杯上げて完全に平坦な場所で記録した物に違いない。# これなら、平均出力をもっと下げられるはず。
まあ、言ってることはだいたい同じなんですよね。
計算されて出てきた「300気圧20Lの気体で、300Wで22分」というのは要するに4*10^5 Jになります。こちらは具体的なピストン系の効率を考えている＆閾値以下の圧力は無効としているので、元々の圧縮空気が持っていたエネルギーよりも低めに出ます。
一方、元コメで出ている「300気圧15Lだと、ガソリン44ml」ですが、重量で言えば約30g、こいつの燃焼熱はおおよそ1*10^6 Jになります。で、こちらは単純に蓄えられたエネルギーに関して言っているので、最大限を見積もったものです。
でまあ見てわかる通り、前者（ロスとか含めて低めに見積もったもの）が後者（エネルギーだけで考えたマックス）の半分という事で、事実上同じ話ということで。タンク容積の差を考えに入れても、ファクターで3しか違いませんしね。
まとめると、
「300気圧15Lの気体を膨張させたときに出てくるエネルギーは、最大でもガソリン44ml分（ただし、ガソリンを燃焼させて走るわけでは無いので、ガソリン44mlで通常のバイクが走れる距離とそのまま対応するわけでは無い）」
「300気圧20Lの気体をシリンダーに入れて300Wの仕事をさせると、少なくとも22分は動かせる（なお、この時出てくるエネルギーはガソリン44ml分より少ない）」
というコメント2つなわけですわな。
実際のバイクのエンジンの効率は20-30%程度と言われてます。これを考慮に入れると、例えばこの空気で走るバイクがエネルギー効率100%近くで利用出来ると（最大値を見積もるために）仮定すると、前述の「純粋なエネルギーとしての、ガソリン44mlの燃焼熱相当のエネルギー」というのは、「通常のバイクに、ガソリン44ml*5=220ml入れて走らせたときと同じぐらいに使えるエネルギー」という見方も出来ます。（係数の5は、エネルギー効率20%と100%の比）
そうすると、バイク換算で燃費400から500km/Lぐらいの単車なら、このエネルギーで100km走るのも無理では無い、と。このボンベを3-4本ぐらい積んでれば燃費で100km/L付近になるので、この辺まで来れば現実的な値かなあ。
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私はプログラマです。1040 formに私の職業としてそう書いています -- Ken Thompson
おいくら (スコア:2)
エアタンクの安全性はそのうち向上するとして。
空気を圧縮してバイクのタンクに注入するか、圧縮空気を充填したタンクを入れ替える施設や設備を作って維持するのに掛かるコストが安ければ良さそう。
エアバッグ標準装備バイクとかもできそう。
ただし中華爆発エアバッグは不採用の方向で。
Re: (スコア:5, 参考になる)
ダイビングの圧縮空気チャージって安いですよ。500円くらい。タンクもレンタルなら1000円～2000円位。(潜るときは、シャワーなどの施設利用料やガイド料が加算されて数千円になってしまうが)
潜る深さによって違うが、20～50分でエアがなくなってしまう私にとって、元記事の「走行距離がおよそ100km」がホント? って感じなのですが。
Re:おいくら (スコア:1)
スキューバ用のタンクは、普通は圧力20MPa・容量10リットルぐらい [wikipedia.org]のようです。
まあ、最大限多めに見積もって、15リットル・30MPa として、空気自動車Airpod [srad.jp]のストーリーで出てきた計算式(35MPa・175リットルで36MJ)に基づくなら、30MPa・15リットルで1.5MJ [google.co.jp]ぐらいのようです。
これはガソリン44ミリリットル相当で、これっぽっちのエネルギーで100kmも走るというのはかなり無茶そうです。
#リッター3000kmレベルのエコラン [wikipedia.org]なら、ぎりぎり可能な数値ではありますが…実用性はないでしょうね
Re:おいくら (スコア:4, 興味深い)
> これはガソリン44ミリリットル相当で、
ガソリンエンジンの効率を考えないと、正しい結果は出ないのでは？
で、別のコメントをつけるつもりで頭の体操をやってみたので、ご覧ください。
# 恐らく、大穴だらけ。
# 桁までは間違っていないと思うが・・・
タンクの諸元が
容量：20000cc
最大圧力：300気圧
とする。
エンジンの排気量が50ccとする。
エンジンの回転数は3000rpmとする。
エンジン出力は原付の上限、0.6kWとする。
通常の運転では0.3kWを継続出力する物とする。
0.3kW = 300W = 30kgm/sなので、サンプルにした原付 [honda.co.jp]エンジンと同一の行程長であるとすると、行程 40mmとしてピストンを押す圧力は平均750kgが必要である。
上記エンジンではシリンダ直径は40mm程度なので、行程内で平均約60気圧を必要とする。
膨張比を高く取る事で圧縮空気の使用量を節約できるので一般エンジンが10倍前後であるところ、50倍とする。
出力を発揮できる下限気圧を10気圧と仮定すると、行程長が約10%減ったのと同じことになる。
このため、実際に必要な平均圧力は約830kgである。
これを満たすために必要な供給空気圧は、約130気圧である。
タンク圧力が130気圧になった時点を燃料切れと見なす（実際には出力が低下するだけだが）と170気圧分の空気を利用できるので、膨張後の体積換算で、3,400,000ccである。
3000rpm×50ccなので、毎分150,000ccの排気量である。
従って、約22分の運転が可能である。
# エンジン内の摩擦は無視。
# 請う、愛の無いツッコミ。
# 恐らく、100kmと言うのは、タイヤの空気圧を目一杯上げて完全に平坦な場所で記録した物に違いない。
# これなら、平均出力をもっと下げられるはず。
Re:おいくら (スコア:1)
まあ、言ってることはだいたい同じなんですよね。
計算されて出てきた「300気圧20Lの気体で、300Wで22分」というのは要するに4*10^5 Jになります。
こちらは具体的なピストン系の効率を考えている＆閾値以下の圧力は無効としているので、元々の圧縮空気が持っていたエネルギーよりも低めに出ます。
一方、元コメで出ている「300気圧15Lだと、ガソリン44ml」ですが、重量で言えば約30g、こいつの燃焼熱はおおよそ1*10^6 Jになります。で、こちらは単純に蓄えられたエネルギーに関して言っているので、最大限を見積もったものです。
でまあ見てわかる通り、前者（ロスとか含めて低めに見積もったもの）が後者（エネルギーだけで考えたマックス）の半分という事で、事実上同じ話ということで。タンク容積の差を考えに入れても、ファクターで3しか違いませんしね。
まとめると、
「300気圧15Lの気体を膨張させたときに出てくるエネルギーは、最大でもガソリン44ml分（ただし、ガソリンを燃焼させて走るわけでは無いので、ガソリン44mlで通常のバイクが走れる距離とそのまま対応するわけでは無い）」
「300気圧20Lの気体をシリンダーに入れて300Wの仕事をさせると、少なくとも22分は動かせる（なお、この時出てくるエネルギーはガソリン44ml分より少ない）」
というコメント2つなわけですわな。
実際のバイクのエンジンの効率は20-30%程度と言われてます。
これを考慮に入れると、例えばこの空気で走るバイクがエネルギー効率100%近くで利用出来ると（最大値を見積もるために）仮定すると、前述の「純粋なエネルギーとしての、ガソリン44mlの燃焼熱相当のエネルギー」というのは、「通常のバイクに、ガソリン44ml*5=220ml入れて走らせたときと同じぐらいに使えるエネルギー」という見方も出来ます。
（係数の5は、エネルギー効率20%と100%の比）
そうすると、バイク換算で燃費400から500km/Lぐらいの単車なら、このエネルギーで100km走るのも無理では無い、と。
このボンベを3-4本ぐらい積んでれば燃費で100km/L付近になるので、この辺まで来れば現実的な値かなあ。