“Kesederhanaan adalah hal yang paling sulit di dunia; ini adalah batas ekstrim pengalaman dan upaya terakhir seorang jenius. ” Leonardo da Vinci
Sekarang sering melihat kompetisi kendaraan surya di Australia, Anda dapat melihat identitas beberapa mobil, bentuknya yang menyerupai katamaran. Apa alasannya? Apa keuntungan bentuk ini tidak hanya untuk mesin surya?
Tentang ini, dan banyak lagi akan menjadi artikel ini.
Pertama, sedikit teori.
Hambatan aerodinamis mobil dapat dikurangi menjadi tiga parameter.
- Ketahanan area depan mobil.
- Bentuk resistensi (gesekan udara pada permukaan sisi mobil).
- Turbulensi udara di dekat roda dan di bawah tubuh.
Dalam hal ini, hanya parameter 1 yang akan dipertimbangkan. Karena batas yang kedua adalah drop, itu sudah dipertimbangkan sebagian dalam artikel sebelumnya tentang
"tails on a car" dan
amfibi kendaraan listrik di masa depan , yang ketiga terutama tergantung pada lebar ban dan bentuk disk, dan tidak secara signifikan mempengaruhi hasil akhir (dibandingkan dengan yang pertama dua).
Secara frontal yang kami maksud adalah area F dari penampang vertikal ATS terbesar, yaitu kontur proyeksi depannya. Dalam perhitungan perkiraan, kontur nyata disederhanakan oleh segmen garis lurus, memungkinkan Anda untuk mewakili area sebagai satu set bentuk geometris sederhana yang tidak memerlukan perhitungan rumit.
Dalam kasus mobil dengan suspensi tergantung, area depan kira-kira sama dengan jumlah 3 area dasar, m2:
Dimana
- area kabin dengan sayap, m2;
- luas balok gandar depan, m2;
- area terbuka roda depan, m2.
Kendaraan suspensi independen tidak memiliki balok yang menonjol di bawah mobil, dan karenanya perhitungan menjadi lebih mudah. Bentuk tubuh tergantung pada ukuran area frontal, dan semakin kecil area ini, semakin baik Anda “membawa” bentuk tubuh yang benar panjangnya untuk mengurangi Cx (bentuk resistensi).
Karena ruang "C", kendaraan dengan tata letak katamaran dapat mengurangi total area depan mobil.
Mengejar matahari dan aerodinamika.
Prinsip penghematan area frontal karena desain katamaran dalam beberapa tahun terakhir terlihat jelas pada contoh
WSC satu kursi
.
Mobil surya ini, seperti banyak mobil lain yang tidak ditampilkan dalam gambar, menggunakan prinsip pengaturan bentuk yang sama, menyerupai katamaran. Kebutuhan akan bentuk ini adalah keinginan untuk menghemat energi dengan kecepatan tinggi.
Catatan kecepatan karena perampingan, adalah karakteristik dari bentuk tubuh ini sebelumnya.
Jadi pada tahun 1949, pembalap Piero Taruffy membangun dua mobil katamaran sekaligus - Tarf I, Tarf II. Secara lahiriah, mereka praktis tidak berbeda.
Pada tahun 1949, Taruffy menerima hak paten untuk mobil rekor dua lambungnya di Amerika Serikat. Antara 1951-1952, mobil itu dibangun oleh Gilera menggunakan mesin sepeda motor yang paling kuat. Dia memberi 65 hp pada 10400 rpm
Mesin itu terletak di nacelle kanan, pilot dan sistem kontrol di sebelah kiri. Pada 14 Oktober 1954, Taruffy menetapkan rekor dunia untuk mobil di kelas hingga 500 cm3 - 201 km / jam.
Tapi itu hanya Tarf I. Pada saat yang sama, dengan sedikit lag, Taruffy sedang membangun mobil kedua dari desain yang sama - Tarf II. Di atasnya berdiri mesin Maserati berkekuatan 290 cc berkekuatan 1720 cc. Karena kokpit yang sangat kecil, tidak ada ruang untuk setir di mobil, dan kontrol dilakukan oleh dua tuas, di kanan dan kiri, yang terletak di tangan pilot. Mobil memiliki tata letak yang berlawanan dengan generasi pertama - pengemudi duduk di sebelah kanan, motor di sebelah kiri.
Hebatnya, Tarf II, yang mulai dibangun lebih lambat dari Tarf I, selesai lebih awal. Rekor pertama - kecepatan rata-rata pada jarak 50 mil, 231.744 km / jam - Taruffy ditetapkan pada 15 Januari 1952.
Dari tunggal hingga 2-4 katamaran tanah lokal.
Dealer mobil 1967 kaya akan kejutan, dan salah satunya adalah konsep OSI Silver Fox yang aneh.
Pada pandangan pertama, desainnya tidak rasional - karena tubuh jelas membutuhkan kekakuan di bagian tengah, sehingga tidak akan melorot di bawah pengaruh kekuatan eksternal. Juga, penumpang dan pengemudi duduk di jarak yang sangat jauh satu sama lain.
Namun, sirkuit dua-pont Silver Fox memiliki satu keuntungan besar - memungkinkan untuk melewati di bawah mesin persis jumlah udara yang diperlukan pada trek tertentu untuk gerakan stabil. Sederhananya, bodi memungkinkan Anda untuk menyesuaikan tingkat downforce. Agar volume massa udara yang lewat dapat diatur, Silver Fox memiliki sebanyak tiga sayap jumper: "spoiler" belakangnya stasioner, yang sentral adaptif, mengubah sudut serangan tergantung pada momen inersia, dan yang depan dapat disesuaikan secara mekanis, seperti kebanyakan sayap stasioner modern .
Alhasil, konsep tersebut, dilengkapi dengan mesin Alpine 4-silinder 1-liter dan memiliki berat trotoar 500 kilogram, dapat berakselerasi hingga 250 kilometer per jam! Pada saat yang sama, konsumsi bahan bakar tidak berlebihan, yang juga penting untuk berpartisipasi dalam maraton harian di mana mobil sedang dipersiapkan.
Fitur menarik lainnya dari OSI Silver Fox termasuk pengaturan roda kemudi "Lehman" asli (di sisi kanan) dan semacam keseimbangan antara sisi - mesin yang terletak di ponton kiri diimbangi oleh pengemudi dan roda cadangan, yang ada di kanan.
Bentuk mobil, mengingatkan pada huruf "P" di profil, belum dilupakan di zaman kita. Laboratorium penelitian PrISUm, yang terdiri dari mahasiswa Universitas Negeri Iowa, telah membangun prototipe kendaraan listrik Penumbra P14 surya yang dapat digunakan di jalan biasa.
Mobil ini masih berpotensi mengurangi hambatan jika pengembang menerapkan ide "punuk" dari Dodge Viper di atap.
Secara struktural, bodinya sangat sederhana, kaca dan roda adalah yang paling umum, bahkan ada radio tape recorder seperti mobil biasa. Satu-satunya perbedaan yang jelas adalah panel surya di atap dan kap mesin. Seperti dikandung oleh penulis proyek, mobil ini harus menjadi tahap transisi tertentu antara mobil surya khusus dan mobil listrik biasa untuk penggunaan keluarga. Di antara sponsor proyek adalah Siemens dan Boeing, yang dapat dianggap sama sekali tidak berlebihan, karena biaya pengembangan dan konstruksi diperkirakan tidak kurang dari $ 750.000. Penumbra memiliki jangkauan 322 km. Tubuh mobil ini terbuat dari bahan komposit berdasarkan serat karbon, seperti kebanyakan mobil listrik tenaga surya, yang memungkinkan kita untuk mengandalkan rasio kekuatan dan berat yang baik.
Selain Penumbra, ada 2 model solntsekars yang memiliki bentuk serupa.
Stella lux
Ardingly car solar
Mobil listrik ini kurang beradaptasi dengan penggunaan pengguna normal, tetapi memiliki fitur yang lebih baik.
Terkadang minus ke minus memberi plus ...
Perusahaan Denmark, RUF International, secara aktif mengembangkan proyek yang menggabungkan angkutan pribadi dan umum. Situs
web proyek menyajikan berbagai opsi untuk konsep monorel baru.
Menurut proyek tersebut, bagian kecil dari lintasan dapat diatasi di jalan biasa, tetapi pada dasarnya direncanakan lebih ekonomis pergerakan pada rel dari desain aslinya.
Kendaraan hibrida semacam itu direncanakan dibuat sepenuhnya otomatis, tetapi jika perlu, pengemudi masih dapat mengendalikan mesin secara mandiri. Benar, kecepatan gerakan di rel akan memiliki batas tidak lebih dari 120 km / jam, yang tidak dapat dinonaktifkan.
Menurut proyek Internasional RUF, jaringan jalan untuk mobil tersebut akan terdiri dari bagian rel sepanjang 25 kilometer dengan "perlintasan" khusus setiap lima kilometer sehingga beberapa pengemudi dapat bergabung dengan pergerakan, sementara yang lain mematikan atau berpindah dari rel. Kecepatan maksimum antara "persimpangan" (150 km / jam) ketika mendekati persimpangan akan otomatis dikurangi menjadi 30 km / jam.
Direncanakan bahwa mobil listrik berbentuk U akan menerima energi saat berkendara di monorail secara nirkabel, dan ini sudah cukup untuk pergerakan pendek di jalan biasa. Karena hibridisasi ini, akan mungkin untuk mengurangi berat dan dimensi baterai kendaraan listrik, yang secara positif akan mempengaruhi karakteristik lain dari pengangkutan pribadi otomatis ini.
Dua opsi untuk penggunaan kendaraan listrik tersebut dipertimbangkan.
- Mobil listrik pribadi dengan autopilot level 5.
- "Berbagi mobil" berdasarkan kartu pribadi pengguna.
Sistem RAF dirancang dengan tingkat keserbagunaan tinggi dan oleh karena itu direncanakan akan dapat menggunakan mesin dari kelas yang berbeda. Truk, Bus, dan mobil dalam hal ini hanya perlu disesuaikan untuk pergerakan di rel karena saluran berbentuk V melewati bagian bawah bodi mobil.
"Slot" berjalan di tengah dan di dalam membagi interior menjadi dua bagian. Para pengembang menyarankan menggunakan "bukit" sebagai sandaran tangan atau "tempat untuk anak."
Sistem monorel dirancang untuk kota-kota besar, tetapi penulis proyek tidak melupakan penduduk daerah pinggiran kota: transportasi hybrid dengan mesin listrik dan bahan bakar disediakan.
Keuntungan utama dari pengenalan sistem transportasi hybrid RUF adalah komponen lingkungannya, yang akan dinyatakan dalam pengurangan biaya energi untuk transportasi dan pemeliharaan jalan.
Misalnya, angkutan komuter umum yang disebut Maxi-RUF adalah bus yang dapat mengangkut sepuluh penumpang, tidak termasuk pengemudi.
Perusahaan telah mengerjakan konsepnya sejak tahun 1988. RUF International memiliki 16 sponsor, termasuk anak perusahaan Denmark dari Siemens dan kementerian energi dan lingkungan Denmark.
Sekilas, konsep Denmark diragukan, meskipun proyek ini sebenarnya memiliki akar yang sangat kuno. Jadi pada abad ke-19, insinyur Prancis Charles Larting mengembangkan rel yang serupa untuk pergerakan lokomotif.
Transportasi rel ini menerima nama - Monorel dari sistem Lartig.
Ini adalah salah satu monorel pertama secara umum, dan sekaligus monorel pertama, yang memiliki aplikasi praktis. Salah satu jalan paling terkenal tempat itu digunakan disebut Listowel dan Ballybunion Railway.
Di penampang, jalan itu mirip dengan huruf "A" setinggi sekitar satu meter. Di atas adalah rel (bantalan) utama, dari dasar di samping ada dua rel panduan. Jalan ini didirikan di permukaan bumi di atas bantalan tidur. Bagian-bagian dalam bentuk huruf "A" dipasang pada jarak sekitar satu meter dari satu sama lain. Karena panjang "kaki" bagian dapat berubah-ubah, selama konstruksi tidak perlu untuk meratakan tanah di bawah rel!
Selain roda utama yang terletak di rel atas, lokomotif uap dan gerbong memiliki roda pendukung yang diletakkan di atas rel pemandu dan melindungi kereta dari terbalik. Sistem Laring sangat mudah beradaptasi, mudah dibongkar dan dibawa dari satu tempat ke tempat lain.
Faktor terpenting dalam pengoperasian jalan semacam itu adalah untuk memastikan keseimbangan kereta. Sebelum berangkat, kondektur memastikan bahwa jumlah penumpang di setengah mobil di satu sisi rel sesuai dengan jumlah penumpang di setengah mobil di sisi lain kereta. Proyek RUF dalam hal ini tidak akan melewati “rintangan” ini selama implementasi, tetapi mobil dan bus tentu saja tidak dapat dibandingkan dengan kereta.
"Katamaran" amfibi
Apakah katamaran awalnya sebuah kendaraan air? Jadi benar-benar tidak ada hibrida amfibi dari desain ini?
Ada! Dan terutama produk-produk buatan asli dapat ditemukan pada periode USSR.
Katamaran universal Uni Soviet di atas air - es - bumi. Catatan tentang dia ada di jurnal Tech-Youth 1962, edisi nomor 4, dan secara keseluruhan terlihat seperti ini.
“Apa yang harus dilakukan bagi pecinta olahraga air dan wisata jarak jauh, tinggal jauh dari sungai dan kolam? Di mana menyimpan kapal motor dan kapal, bagaimana cara mengirimkannya ke air, di mana harus meletakkan roda dan kendaraan lain yang diperlukan untuk transportasi dan tidak perlu ketika perjalanan dimulai di atas air?
Merenungkan masalah-masalah ini, saya yakin bahwa solusi terbaik adalah kendaraan segala medan amfibi yang dapat bergerak di atas roda di tanah, berenang di air, dan di musim dingin meluncur di atas papan ski di salju. Pada kendaraan semua medan seperti itu, tidak ada biaya untuk mengemudi beberapa puluh kilometer di sepanjang jalan. Setelah mencapai reservoir, cukup untuk melepas roda dan melanjutkan perjalanan melalui air.
Untuk memberikan stabilitas amfibi sebanyak mungkin, saya memutuskan untuk membuatnya dalam bentuk katamaran. Untuk melakukan ini, perlu untuk membuat dua cangkang ramping yang identik. Saya memasang 12 bingkai kayu lapis 10 mm pada sebuah slipway, menyatukan 12 stringer eksternal dari kayu pinus berukuran 8x18 mm dan 6 frame internal ke dalamnya. Setelah ini, bingkai masing-masing cangkang disisipkan dengan satu lapisan birch veneer.
Kemudian, komposisi untuk menempelkan bingkai dengan belacu kasar dan fiberglass dibuat dari resin epoksi: (EDF-1 - 60 bagian, EDF-3 - 40 bagian; dibutyl phthalate - 13 - 15 bagian, poli-etilena poliol - bagian 16-18). Untuk menghindari senyawa di tangan Anda, wajah, sarung tangan karet, dan overall bodoh dengan tali pada manset diperlukan, Resin epoksi dituangkan ke dalam wadah pelat timah dan dipanaskan hingga 80-90 ° .
Setelah itu, bak dipasang pada timbangan dan plasticizer (dibutyl phthalate) ditambahkan ke dalamnya. Campuran dicampur secara menyeluruh dan secara bersamaan didinginkan hingga 24 ° C. Sekarang dalam campuran dingin Anda perlu menambahkan pengeras (polyethylene-polyol), mencampurnya dengan kuat untuk menghindari penggumpalan. Semua ini diterapkan secara seragam pada permukaan cangkang, dan suhunya harus sekitar 24-30 ° C, karena jika tidak, campuran tersebut dengan cepat mengental dan dengan buruk menembus tenunan kain. Belacu kasar atau fiberglass diregangkan ke lapisan pelapis dan digulung dengan hati-hati dengan spatula. Pada birch veneer, stiker dibuat dari satu lapisan fiberglass dan satu lapisan belacu. Hanya di tempat-tempat bukaan di masa depan untuk menghubungkan frame sabuk tambahan melintang dari 4 lapisan fiberglass terpaku, masing-masing selebar 20 cm.
Setelah penyimpangan dihaluskan dan dihaluskan, setiap cangkang direkatkan seluruhnya dengan satu lapisan fiberglass, dan sebuah strip tambahan dilem di bagian bawah.
Kemudian, dua cangkang ramping saling berhubungan dengan empat frame yang bisa dilepas dari pipa berdinding krom berdinding tipis. Garpu yang dapat dilepas digantung di ujung yang menonjol dari dua bingkai depan, di mana roda dari skuter Tula-200, atau hydrofoils, atau ski terpasang.
Dua roda depan terhubung dengan bola-nirno dan berputar. Roda ketiga, yang dipasang di antara dua bingkai belakang pada rangka trapesium, adalah roda penggerak. Direncanakan untuk memasang motor dengan baling-baling untuk pergerakan di atas air atau salju.
Saat ini, kurung roda depan dan rangka belakang dilepas untuk pergerakan air. Braket dengan kereta bergerak untuk memasang motor kemudi Moskow dipasang di tempat pertanian.
Pada musim panas 1961, uji coba katamaran di atas air dimulai. Dengan mesin "Moskow" dalam 10 liter. s dan dengan 4 penumpang, katamaran berjalan dengan bebas di sekitar perahu dural tipe Mir dengan mesin yang sama dan 2-3 penumpang. Dengan kecepatan penuh, katamaran memasuki mode perencanaan, dua tetesan kumis muncul di depan, dan di antara "ekor" kerang, dua gumpalan air kecil berbentuk kipas, berbeda air. Karakteristik pusaran dari kapal motor buritan datar tidak diamati.
Catamaran terbukti sangat stabil karena semacam “pengaturan sendiri” karena tekanan aliran air yang berbeda di bagian ekor kerang. Draft dengan beban 800 kg itu hanya 120 mm. Berat katamaran dengan motor Moskow sekitar 120 kg. Kontrol putaran motor "Moskow" diambil di kabin kiri belakang. Gas diatur dengan memutar selang fleksibel.
Selama pengujian, kekakuan dan kekuatan mekanik yang cukup dari kerang terungkap. Dapat diasumsikan bahwa dalam hal stabilitas dan kecepatan catamaran tidak akan menghasilkan jenis perahu motor yang ada. Jika perlu, cangkang katamaran dapat diputus untuk transportasi melalui jalan darat atau kereta api.
Di masa depan, pengujian akan dilakukan dengan hydrofoils, ski, mesin 30-daya kuda M-61 dan penggerak roda belakang hidrolik.
Saat membangun catamaran, saya menggunakan resin epoksi berpengalaman dari pabrik plastik Nizhne-Tagilsky. Meskipun ketidaksempurnaan pembuatan kerang secara manual, mereka dibenarkan dalam hal kekuatan mekanik dan ketahanan air. Meskipun resin ini berwarna gelap, mereka dapat dicat sesuai kebutuhan. Selama pembangunan katamaran, Institut Kehutanan Ural memberikan bantuan kepada saya, dan anggota Sverdlovsk Marine Club DOSAAF membantu dalam pengujian.
B. DEAR, insinyur.Sangat disayangkan penulis tidak memikirkan versi udara dari penggunaan "kendaraan segala medan-katamaran" nya, tetapi kita sudah memikirkan tentang katamaran udara di zaman kita.Catamaran terbang
Carplane GmbH telah menciptakan mobil terbang khusus.Mobil terbang ini tidak memiliki satu, tetapi dua pesawat utuh, dan memiliki kemampuan untuk berubah dari mobil ke pesawat. Bagaimana kabarnya? Ketika Carplane bergerak di tanah, sayap dan baling-baling dilipat di tengah mobil, hanya di antara dua pesawat satu kursi. Jika mesin terbang perlu lepas landas, maka sayap ini dengan cepat diperluas menggunakan penggerak listrik, dan bagian belakang mobil terbang dengan dua loncatan juga diperpanjang lebih dari dua meter.Carplane memiliki mesin 150 tenaga kuda, di jalan raya itu dapat berakselerasi hingga maksimum 176 km per jam, dan di udara kecepatan maksimumnya adalah 222 km per jam. Kecepatan jelajah mobil terbang Carplane adalah 200 km per jam, dan jika Anda terbang dengan kecepatan ini, maka tangki bensin per 100 liter cukup untuk tepat 830 kilometer.Carplane bukan satu-satunya dari katamaran pesawat jenisnya dan ada perangkat yang lebih maju dalam hal aerodinamika.
BiPod adalah mobil pesawat yang dapat melakukan perjalanan di jalan biasa. Badan mesin dibagi menjadi dua volume. Di masing-masing "pelampung" ada tempat untuk pengemudi dan drive hybrid, dan sayap dapat melipat ke dalam celah di antara bangunan.Perangkat ini memiliki sirkuit drive hibrid seri. Jadi di setiap pesawat ada 450 cc ICE rotating generator. Baterai lithium terletak di hidung, dan motor listrik penggerak roda belakang 15 kilowatt terletak di belakang. Roda kemudi di depan.PS: Sejarah sering bergerak dalam lingkaran, dan mungkin transisi ke bentuk mobil bercabang dua tidak akan mampu menyelesaikan tidak hanya masalah penghematan energi, tetapi juga keselamatan pejalan kaki, stabilitas di tikungan, dan bahkan kelangsungan hidup selama dampak samping. Semua ini masih hanya konsep gagasan pada tingkat teoretis, dan beberapa analogi dengan teknologi yang sudah terbukti, tetapi seperti halnya gagasan RUF, pada dasarnya tidak ada yang rumit di sini - satu-satunya pertanyaan adalah perlunya perbaikan semacam itu.