Autos "Katamarane"

„Einfachheit ist das Schwierigste auf der Welt. Dies ist die äußerste Grenze der Erfahrung und die letzte Anstrengung eines Genies. “ Leonardo da Vinci

Wenn man sich jetzt oft die Konkurrenz von Solarfahrzeugen in Australien ansieht, kann man die Identität einiger Autos erkennen, deren Form einem Katamaran ähnelt. Was ist der Grund dafür? Welche Vorteile bietet dieses Formular nicht nur für Solarmaschinen?

Darüber und vieles mehr wird dieser Artikel sein.

Zunächst eine kleine Theorie.

Der Luftwiderstand eines Autos kann auf drei Parameter reduziert werden.

• Widerstand des Frontbereichs des Autos.
• Formwiderstand (Luftreibung an den Seitenflächen des Fahrzeugs).
• Luftturbulenzen in der Nähe der Räder und unter der Karosserie.

In diesem Fall wird nur der 1. Parameter berücksichtigt. Da die Grenze für die zweite ein Abfall ist, wurde sie bereits in früheren Artikeln über „Schwänze an einem Auto“ und die zukünftige Amphibienhaftigkeit von Elektrofahrzeugen teilweise berücksichtigt. Die dritte hängt hauptsächlich von der Breite des Reifens und der Form der Scheibe ab und hat keinen wesentlichen Einfluss auf das Endergebnis (im Vergleich zur ersten) zwei).

Mit frontal meinen wir die Fläche F des größten vertikalen Querschnitts des ATS, d.h. Kontur seiner Frontalprojektion. Bei ungefähren Berechnungen wird die reale Kontur durch Segmente von geraden Linien vereinfacht, sodass Sie den Bereich als eine Reihe einfacher geometrischer Formen darstellen können, für die keine komplexen Berechnungen erforderlich sind.

Bei einem Auto mit abhängiger Federung entspricht die Frontfläche ungefähr der Summe von 3 Elementarflächen, m2:



Wo

- Kabinenfläche durch Flügel, m2;
- Balkenfläche der Vorderachse, m2;
- der offene Bereich der Vorderräder, m2.

Unabhängige Federungsfahrzeuge haben keinen hervorstehenden Balken unter dem Fahrzeug, weshalb die Berechnung einfacher wird. Die Form des Körpers hängt von der Größe des Frontalbereichs ab. Je kleiner dieser Bereich ist, desto besser können Sie die richtige Körperform in der Länge „bringen“, um Cx (Formwiderstand) zu reduzieren.



Aufgrund des Platzes „C“ können Fahrzeuge mit Katamaran-Layout die gesamte Frontfläche des Fahrzeugs reduzieren.

Jagd nach Sonne und Aerodynamik.

Das Prinzip der Einsparung von Frontfläche aufgrund des Katamaran-Designs in den letzten Jahren ist am Beispiel von einsitzigen WSCs deutlich sichtbar .



Diese Solarautos verwenden, wie viele andere, die nicht auf dem Bild gezeigt werden, dasselbe Prinzip der Formorganisation, das einem Katamaran ähnelt. Die Notwendigkeit für diese Form ist der Wunsch, Energie mit hoher Geschwindigkeit zu sparen.

Geschwindigkeitsrekorde aufgrund von Straffung waren jedoch zuvor für diese Körperform charakteristisch.




So baute der Rennfahrer Piero Taruffy 1949 zwei Katamaranautos gleichzeitig - Tarf I, Tarf II. Äußerlich waren sie praktisch nicht anders.

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1949 erhielt Taruffy in den USA ein Patent für sein Zwei-Rumpf-Rekordauto. Zwischen 1951 und 1952 wurde das Auto von Gilera mit seinem stärksten Motorradmotor gebaut. Er gab 65 PS aus bei 10400 U / min

Der Motor befand sich in der rechten Gondel, das Pilot- und Steuerungssystem in der linken. Am 14. Oktober 1954 stellte Taruffy einen Weltrekord für Autos der Klasse bis 500 cm3 - 201 km / h auf.

Aber es war nur Tarf I. Zur gleichen Zeit baute Taruffy mit nur einer geringen Verzögerung ein zweites Auto mit ähnlichem Design - Tarf II. Darauf stand ein leistungsstarker Maserati-Motor mit 1720 ccm und 290 PS. Aufgrund des sehr kleinen Cockpits war im Auto kein Platz für das Lenkrad, und die Steuerung erfolgte über zwei Hebel rechts und links, die sich an den Händen des Piloten befanden. Das Auto hatte ein Layout gegenüber der ersten Generation - der Fahrer saß rechts, der Motor war links.

Erstaunlicherweise wurde der Tarf II, der später als der Tarf I gebaut wurde, früher fertiggestellt. Der erste Rekord - Durchschnittsgeschwindigkeit in einer Entfernung von 231.744 km / h - stellte Taruffy am 15. Januar 1952 auf.

Von einzelnen bis zu 2-4 lokalen Landkatamaranen.

Das Autohaus von 1967 war reich an Überraschungen, und eines davon war das seltsame OSI Silver Fox-Konzept.

Auf den ersten Blick war sein Design irrational - denn der Körper brauchte eindeutig Steifheit im zentralen Teil, damit er nicht unter dem Einfluss äußerer Kräfte durchhängt. Auch der Beifahrer und der Fahrer saßen in großer Entfernung voneinander.

Die Silver Fox-Zwei-Pont-Rennstrecke hatte jedoch einen großen Vorteil: Sie ließ genau die Luftmenge unter die Maschine, die auf einer bestimmten Strecke für eine gleichmäßige Bewegung erforderlich war. Einfach ausgedrückt, mit dem Körper können Sie den Abtrieb einstellen. Damit das Volumen der durchströmenden Luftmassen reguliert werden konnte, hatte Silver Fox bis zu drei Überbrückungsflügel: Der hintere „Spoiler“ war stationär, der mittlere war anpassungsfähig und veränderte den Anstellwinkel je nach Trägheitsmoment, und der vordere war wie die meisten modernen stationären Flügel mechanisch einstellbar .

Infolgedessen könnte das Konzept, das mit einem 1-Liter-4-Zylinder-Alpinmotor ausgestattet ist und ein Leergewicht von 500 Kilogramm hat, auf 250 Stundenkilometer beschleunigen! Gleichzeitig war der Kraftstoffverbrauch nicht zu hoch, was auch für die Teilnahme an täglichen Marathons wichtig war, auf die das Auto vorbereitet wurde.

Weitere interessante Merkmale von OSI Silver Fox sind die ursprüngliche Lenkradanordnung „Lehman“ (auf der rechten Seite) und eine Art Ausgleich zwischen den Seiten - der Motor im linken Ponton wurde vom Fahrer und dem Reserverad auf der rechten Seite ausgeglichen.

Die Form des Autos, die im Profil an den Buchstaben „P“ erinnert, wurde in unserer Zeit nicht vergessen. Das PrISUm Research Laboratory, bestehend aus Studenten der Iowa State University, hat einen Prototyp eines Solar-Elektrofahrzeugs Penumbra P14 gebaut, das auf normalen Straßen eingesetzt werden kann.



Dieses Auto hat immer noch das Potenzial, den Luftwiderstand zu verringern, wenn die Entwickler die Idee der „Buckel“ der Dodge Viper auf dem Dach anwenden.


Strukturell ist die Karosserie sehr einfach, Verglasungen und Räder sind am häufigsten, selbst wenn es ein Radio-Tonbandgerät wie ein normales Auto gibt. Der einzige offensichtliche Unterschied sind die Sonnenkollektoren auf dem Dach und der Haube. Wie von den Autoren des Projekts konzipiert, sollte dieses Auto eine gewisse Übergangsphase zwischen einem spezialisierten Solarauto und einem gewöhnlichen Elektroauto für den Familiengebrauch sein. Zu den Sponsoren des Projekts zählen Siemens und Boeing, die als überhaupt nicht überflüssig angesehen werden können, da die Kosten für Entwicklung und Bau auf nicht weniger als 750.000 USD geschätzt werden. Penumbra hat eine Reichweite von 322 km. Die Karosserie dieses Autos besteht wie die meisten Solar-Elektroautos aus Verbundwerkstoffen auf Kohlefaserbasis, sodass wir auf ein gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht zählen können.

Neben Penumbra gibt es zwei weitere Modelle von Solntsekars mit ähnlicher Form.



Stella lux



Ardingly Solarauto

Diese Elektroautos sind weniger für den normalen Gebrauch geeignet, haben aber bessere Eigenschaften.

Manchmal gibt Minus bis Minus ein Plus ...

Das dänische Unternehmen RUF International entwickelt aktiv ein Projekt, das privaten und öffentlichen Verkehr kombiniert. Die Projektwebsite bietet verschiedene Optionen für das Konzept einer neuen Einschienenbahn.

Dem Projekt zufolge können kleine Streckenabschnitte auf normalen Straßen überwunden werden, grundsätzlich ist jedoch eine wirtschaftlichere Bewegung auf Schienen des ursprünglichen Entwurfs geplant.



Ein solches Hybridfahrzeug soll vollautomatisch sein, aber bei Bedarf kann der Fahrer die Maschine dennoch unabhängig steuern. Die Bewegungsgeschwindigkeit auf Schienen darf zwar nicht mehr als 120 km / h betragen, was nicht deaktiviert werden kann.

Laut dem Projekt von RUF International wird das Straßennetz für solche Autos aus 25 Kilometer langen Schienenabschnitten mit speziellen „Kreuzungen“ alle fünf Kilometer bestehen, damit einige Fahrer der Bewegung beitreten können, während andere abbiegen oder von den Schienen abfahren. Die Höchstgeschwindigkeit zwischen „Kreuzungen“ (150 km / h) bei Annäherung an die Abzweigungen wird automatisch auf 30 km / h reduziert.

Es ist geplant, dass U-förmige Elektroautos Energie erhalten, wenn sie drahtlos auf einer Einschienenbahn fahren. Dies sollte für eine kurze Bewegung auf normalen Straßen ausreichen. Aufgrund dieser Hybridisierung können Gewicht und Abmessungen von Batterien für Elektrofahrzeuge reduziert werden, was sich positiv auf die anderen Eigenschaften dieses automatisierten Personentransports auswirkt.

Es werden zwei Optionen für den Einsatz solcher Elektrofahrzeuge in Betracht gezogen.

1. Persönliches Elektroauto mit Autopilot Stufe 5.
2. "Carsharing" basierend auf der persönlichen Karte des Benutzers.

Das RAF-System ist sehr vielseitig und daher geplant, Maschinen verschiedener Klassen einzusetzen. LKWs, Busse und Autos müssen in diesem Fall lediglich für die Bewegung auf Schienen angepasst werden, da der V-förmige Kanal entlang des Unterbodens des Autos verläuft.

"Slot" verläuft in der Mitte und teilt den Innenraum in zwei Teile. Die Entwickler schlagen vor, den "Hügel" als Armlehne oder "Platz für das Kind" zu verwenden.
Das Einschienenbahnsystem ist für Großstädte konzipiert, aber die Autoren des Projekts haben die Bewohner der Vorstadt nicht vergessen: Ein Hybridtransport mit Elektro- und Kraftstoffmotoren ist vorgesehen.

Der Hauptvorteil der Einführung des RUF-Hybridtransportsystems wird seine Umweltkomponente sein, die sich in der Reduzierung der Energiekosten für den Transport und die Instandhaltung von Straßen äußert.


Zum Beispiel ist der öffentliche Pendlerverkehr Maxi-RUF ein Bus, der zehn Passagiere befördern kann, ohne den Fahrer zu zählen.

Das Unternehmen arbeitet seit 1988 an seinem Konzept. RUF International hat 16 Sponsoren, darunter die dänische Tochtergesellschaft von Siemens und die dänischen Ministerien für Energie und Umwelt.

Auf den ersten Blick ist das Konzept der Dänen zweifelhaft, obwohl dieses Projekt tatsächlich sehr alte Wurzeln hat. Bereits im 19. Jahrhundert entwickelte der französische Ingenieur Charles Larting eine Schiene, deren Aussehen für die Bewegung von Lokomotiven ähnlich ist.

Dieser Schienenverkehr erhielt den Namen - Monorail des Lartig-Systems.




Dies ist eine der ersten Einschienenbahnen im Allgemeinen und gleichzeitig eine der ersten Einschienenbahnen, die praktische Anwendung fanden. Eine der bekanntesten Straßen, auf denen es benutzt wurde, hieß Listowel and Ballybunion Railway.

Im Querschnitt ähnelte der Pfad dem etwa einen Meter hohen Buchstaben „A“. Oben war die Hauptschiene (Lagerschiene), von unten an den Seiten befanden sich zwei Führungsschienen. Dieser Weg wurde auf der Erdoberfläche auf Schläfern angelegt. Abschnitte in Form des Buchstabens „A“ wurden in einem Abstand von etwa einem Meter voneinander installiert. Da die Länge der "Beine" der Abschnitte beliebig sein kann, ist es während des Baus nicht erforderlich, den Boden unter den Gleisen auszurichten!

Zusätzlich zu den auf der oberen Schiene ruhenden Haupträdern hatten die Dampflokomotiven und Wagen Stützräder, die auf den Führungsschienen ruhten und den Zug vor dem Kentern schützten. Das Laring-System ist sehr anpassungsfähig, leicht zu zerlegen und von Ort zu Ort zu tragen.

Der wichtigste Faktor beim Betrieb einer solchen Straße ist die Gewährleistung des Gleichgewichts des Zuges. Vor dem Abflug stellte der Schaffner sicher, dass die Anzahl der Fahrgäste in der Hälfte des Wagens auf einer Seite der Schiene der Anzahl der Fahrgäste in der Hälfte des Wagens auf der anderen Seite der Schiene entsprach. Das RUF-Projekt wird in diesem Fall dieses „Hindernis“ während der Implementierung nicht umgehen, aber Autos und Busse nach Gewicht können sicherlich nicht mit Zügen verglichen werden.

Amphibische "Katamarane"

Ist ein Katamaran ursprünglich ein Wasserfahrzeug? Es gab also wirklich keine amphibischen Hybriden dieses Designs?

Waren! Und vor allem original hausgemachte Produkte finden sich in der Zeit der UdSSR.





Universeller Katamaran der UdSSR auf Wasser - Eis - Erde. Eine Notiz über ihn war in der Zeitschrift Tech-Youth 1962, Ausgabe Nr. 4, und sieht in ihrer Gesamtheit so aus.

„Was tun für Liebhaber von Wassersport und Ferntourismus, die abseits von Flüssen und Teichen leben? Wo werden Motorboote und Boote gelagert, wie werden sie ins Wasser gebracht, wo werden die Radsätze und andere Fahrzeuge abgestellt, die für den Transport erforderlich und unnötig sind, wenn die Reise auf dem Wasser beginnt?

Als ich über diese Themen nachdachte, war ich überzeugt, dass die beste Lösung ein amphibisches Geländefahrzeug ist, das sich auf Rädern auf dem Boden bewegen, auf dem Wasser schwimmen und im Winter auf Skiern im Schnee gleiten kann. Bei einem solchen Geländewagen kostet es nichts, mehrere zehn Kilometer auf der Straße zu fahren. Wenn Sie den Stausee erreicht haben, reicht es aus, die Räder zu entfernen und die Fahrt durch das Wasser fortzusetzen.

Um Amphibien so stabil wie möglich zu machen, habe ich beschlossen, sie in Form eines Katamarans herzustellen. Zu diesem Zweck mussten zwei identische stromlinienförmige Schalen hergestellt werden. Ich habe 12 Rahmen aus 10 mm Sperrholz auf einer Slipanlage installiert und 12 externe Stringer von einer 8 x 18 mm großen Kiefernlatte und 6 interne in sie eingebettet. Danach wurde der Rahmen jeder Schale mit einer Schicht Birkenfurnier überklebt.

Dann wird eine Zusammensetzung zum Verkleben der Rahmen mit grobem Kaliko und Glasfaser aus Epoxidharzen hergestellt: (EDF-1 - 60 Teile, EDF-3 - 40 Teile; Dibutylphthalat - 13 - 15 Teile, Polyethylenpolyol - 16 - 18 Teile). Um zu vermeiden, dass die Verbindung auf Ihre Hände, Ihr Gesicht, Gummihandschuhe und einen stummen Overall mit Schnüren an den Manschetten gelangt, werden Epoxidharze in ein Weißblechbad gegossen und auf 80–90 ° C erhitzt.
Danach wird das Bad auf die Waage gestellt und mit einem Weichmacher (Dibutylphthalat) versetzt. Die Mischung wird gründlich gemischt und gleichzeitig auf 24 ° C abgekühlt. Jetzt müssen Sie in die abgekühlte Mischung einen Härter (Polyethylen-Polyol) geben, der stark gemischt wird, um Verklumpungen zu vermeiden. All dies wird gleichmäßig auf die Oberfläche der Schale aufgetragen, und die Temperatur sollte etwa 24 bis 30 ° C betragen, da sonst die Mischung schnell dicker wird und das Weben des Gewebes schlecht durchdringt. Grobes Kaliko oder Glasfaser wird auf die Überzugsschicht gespannt und vorsichtig mit Spateln gerollt. Auf einem Birkenfurnier besteht ein Aufkleber aus einer Schicht Glasfaser und einer Schicht Kaliko. Nur an den Stellen zukünftiger Öffnungen für Verbindungsrahmen werden zusätzliche Querriemen aus 4 Schichten Glasfaser mit einer Breite von jeweils 20 cm aufgeklebt.

Nachdem die Unregelmäßigkeiten geglättet und geglättet wurden, wird jede Schale vollständig mit einer Schicht Glasfaser verklebt, und ein zusätzlicher Streifen wird auf den Boden geklebt.

Dann werden zwei stromlinienförmige Schalen durch vier geschweißte abnehmbare Rahmen aus dünnwandigen Chromstromrohren miteinander verbunden. Abnehmbare Gabeln werden an den hervorstehenden Enden der beiden vorderen Rahmen aufgehängt, an denen entweder die Räder des Tula-200-Scooters oder Tragflügelboote oder Skier befestigt sind.

Zwei Vorderräder sind Kugel-Nirno verbunden und drehbar. Das dritte Rad, das zwischen den beiden hinteren Rahmen des Trapezbinders montiert ist, ist das Antriebsrad. Es ist geplant, einen Motor mit Propeller für die Bewegung auf Wasser oder Schnee zu installieren.

Gegenwärtig werden die Halterungen der Vorderräder und des Hinterradbinders für die Wasserbewegung entfernt. Anstelle der Farm ist eine Halterung mit einem mobilen Wagen zur Installation des Moskauer Lenkmotors montiert.

Im Sommer 1961 begannen Versuchstests des Katamarans auf Wasser. Mit dem Motor "Moskau" in 10 Litern. s und mit 4 Passagieren ging der Katamaran frei um Duralboote vom Typ Mir mit demselben Motor und 2-3 Passagieren. Bei Vollgas trat der Katamaran in den Hobelmodus ein, zwei Tröpfchen Schnurrhaare erschienen vorne und zwischen den „Schwänzen“ der Muscheln zwei kleine fächerförmige, divergierende Wasserfahnen. Whirlpools, die für Motorboote mit flachem Heck charakteristisch sind, wurden nicht beobachtet.

Der Katamaran erwies sich aufgrund einer Art „Selbstregulierung“ aufgrund des Drucks eines divergierenden Wasserstroms auf die hinteren Teile der Schalen als sehr stabil. Der Tiefgang mit einer Last von 800 kg betrug nur 120 mm. Das Gewicht des Katamarans mit dem Moskauer Motor beträgt ca. 120 kg. Die Steuerung der Drehung des Motors "Moskau" erfolgt in der hinteren linken Kabine. Das Gas wird durch Drehen des flexiblen Schlauchs reguliert.

Während des Tests wurden Steifheit und ausreichende mechanische Festigkeit der Schalen festgestellt. Es ist davon auszugehen, dass der Katamaran in Bezug auf Stabilität und Geschwindigkeit den vorhandenen Motorboottypen nicht nachgibt. Bei Bedarf kann die Katamaranschale für den Transport auf Straße oder Schiene abgetrennt werden.

Zukünftig werden Tests mit Tragflügelbooten, Skiern, einem 30-PS-M-61-Motor und hydraulischem Hinterradantrieb durchgeführt.

Beim Bau des Katamarans habe ich die erfahrenen Epoxidharze der Kunststoffanlage Nizhne-Tagilsky verwendet. Trotz der Unvollkommenheit der manuellen Herstellung von Schalen sind sie hinsichtlich mechanischer Festigkeit und Wasserbeständigkeit gut gerechtfertigt. Obwohl diese Harze eine dunkle Farbe haben, können sie nach Bedarf gestrichen werden. Während des Baus des Katamarans half mir das Ural-Forstinstitut, und Mitglieder des Swerdlowsker Marineclubs DOSAAF halfen bei den Tests.

B. Lieber Ingenieur.

Es ist schade, dass der Autor nicht über die Luftversion des Einsatzes seines "Geländefahrzeugkatamarans" nachgedacht hat, aber wir haben bereits in unserer Zeit über einen Luftkatamaran nachgedacht.

Fliegende Katamarane

Die Carplane GmbH hat ein spezielles fliegendes Auto entwickelt.

Dieses fliegende Auto hat nicht einen, sondern zwei ganze Rümpfe und kann sich vom Auto zum Flugzeug verwandeln. Wie läuft das Wenn sich das Flugzeug auf dem Boden bewegt, werden die Tragflächen und der Propeller in der Mitte des Fahrzeugs zwischen zwei einsitzigen Rümpfen zusammengeklappt. Wenn eine Flugmaschine abheben muss, werden diese Flügel mithilfe elektrischer Antriebe schnell erweitert, und die Rückseite eines fliegenden Autos mit zwei Kielen wird ebenfalls um mehr als zwei Meter verlängert.

Das Flugzeug hat einen Motor von 150 PS, auf der Autobahn kann es auf maximal 176 km / h beschleunigen und in der Luft beträgt die Höchstgeschwindigkeit 222 km / h. Die Reisegeschwindigkeit eines Flugzeugs beträgt 200 km / h. Wenn Sie mit dieser Geschwindigkeit fliegen, reicht ein Benzintank pro 100 Liter für genau 830 km.

Das Flugzeug ist nicht der einzige seiner Art, und es gibt ein noch fortschrittlicheres Gerät in Bezug auf die Aerodynamik.




BiPod ist ein Flugzeugauto, das auf normalen Straßen fahren kann. Der Maschinenkörper ist in zwei Bände unterteilt. In jedem der "Schwimmer" gibt es einen Platz für den Fahrer und den Hybridantrieb, und die Flügel können sich in die Öffnung zwischen den Gebäuden einklappen.

Das Gerät verfügt über eine serielle Hybridantriebsschaltung. In jedem Rumpf befindet sich ein rotierender 450-cm³-ICE-Generator. Lithiumbatterien befinden sich in der Nase und 15-Kilowatt-Elektromotoren mit Hinterradantrieb befinden sich im Heck. Gelenkte Räder vorne.

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