BMW-πατέντα: Βάζει "ανεμιστήρες" για να βελτιώσει πρόσφυση και σταθερότητα

Νέα ενεργά αεροδυναμικά βοηθήματα - Έμπνευση από τον κόσμο της Formula 1 και των hypercars
BMW πατέντα αεροδυναμική ground effect
Από το

motomag

27/5/2025

Το σύστημα που φαίνεται σε πατέντες της BMW παρουσιάζει μια φτερωτή που παρέχει ροή αέρα υψηλής πίεσης, σε ακροφυσία προς διάφορες κατευθύνσεις, ώστε να συμβάλει στην πρόσφυση της μοτοσυκλέτας όχι μόνο υπό κλίση αλλά και κατά την επιτάχυνση ή επιβράδυνση της.

Η BMW δείχνει έντονο ενδιαφέρον για τα ενεργά αεροδυναμικά συστήματα σε μοτοσυκλέτες υψηλών επιδόσεων τους τελευταίους μήνες, καταθέτοντας σειρά από πατέντες που περιλαμβάνουν κινούμενα πτερύγια, ακόμη και ενεργές εξατμίσεις που ενισχύουν τη ροή αέρα προς τη σωστή κατεύθυνση για βελτίωση της πρόσφυσης στις στροφές.

Ωστόσο, η πιο πρόσφατη ιδέα της εταιρείας πάει ένα βήμα παραπέρα χρησιμοποιώντας αγωγούς για να κατευθύνει αέρα υψηλής πίεσης, που δημιουργείται από μία φτερωτή, προς όποια κατεύθυνση απαιτείται, αυξάνοντας τα όρια της πρόσφυσης και συνεπώς βελτιστοποιώντας την απόδοση σε όλες τις συνθήκες κίνησης της μοτοσυκλέτας.

BMW πατέντες  ground effect 2025

Η ιδέα της χρήσης “ανεμιστήρων” για την ενίσχυση της αεροδυναμικής απόδοσης έχει ιστορία που φτάνει πίσω στις δεκαετίες του ’60, με τα αυτοκίνητα Chaparral στην άλλη πλευρά του Ατλαντικού να εισάγουν φτερωτές κινούμενες από αυτόνομο δίχρονο μοτέρ στο Chaparral 2C το 1965 και αργότερα, το 1970, χρησιμοποιώντας δύο πίσω φτερωτές στο Chaparral 2J που σε συνδυασμό με τις “φούστες” των οχημάτων, δημιουργούσαν με στενώσεις έντονο ground effect και εκμεταλλεύονταν την υποπίεση που δημιουργείται κάτω από το αμάξωμα για να το "κολλήσουν" στο έδαφος.

Αργότερα, οι ιδέες για περαιτέρω εκμετάλλευση του “ground effect” και των ενεργών αεροδυναμικών βοηθημάτων πέρασαν στη F1 αρχικά από την Lotus Type 78 και στην συνέχεια από την Brabham BT46 και BT46B, με την τελευταία να εκμεταλλεύεται μια μεγάλη φτερωτή, θεωρητικά ψύξης, για να "ρουφάει" τον αέρα από το κάτω μέρος του μονοθέσιου ακόμη πιο γρήγορα και να μπορέσει να κερδίσει τα μονοθέσια της Lotus που εκμεταλλεύονταν πλήρως το ground effect αλλά “παθητικά”. 

Αν και το μονοθέσιο σημείωσε επιτυχία με νίκη στο μοναδικό Grand Prix που συμμετείχε, η τεχνολογία αποσύρθηκε από τη βρετανική ομάδα έπειτα από ανεπίσημες ενστάσεις άλλων ομάδων.

BMW πατέντες  ground effect 2025

Στη 10ετία του '70 η εκμετάλλευση του "ground effect" είχε φτάσει σε τέτοιο επίπεδο που οι αεροτομές των μονοθεσίων είχαν μικρύνει χαρακτηριστικά σε μέγεθος, έχοντας σχεδόν διακοσμητικό ρόλο. Από τότε οι κανονισμοί προσπαθούν να το περιορίσουν -σε κάποιες μορφές αγώνων έχει απαγορευτεί πλήρως- λόγω ασφάλειας- αφού αν ένα αγωνιστικό βασίζεται σχεδόν αποκλειστικά σε αυτό και περάσει λίγος αέρας κάτω από το πάτωμα σε ανασήκωση (για παράδειγμα από ανωμαλία στο οδόστρωμα) τότε η τεχνητή "βεντούζα" εξαφανίζεται και το πιο πιθανό είναι το αγωνιστικό να ξεκινήσει... πτήση.

Στον δρόμο το ground effect με χρήση φτερωτής το εκμεταλλεύεται το hypercar T.50 της εταιρείας του θρυλικού Gordon Murray που είχε σχεδίαση και το μονοθέσιο της Brabham. Το T.50 χρησιμοποιεί φτερωτή στο πίσω μέρος που περιστρέφεται στις 7000 σ.α.λ. και παράγει έως και 220 κιλά κάθετης δύναμης ρουφώντας τον αέρα κάτω από το πάτωμα του αυτοκινήτου. Η πιο ακραία εφαρμογή στον κόσμο των hypercars βρίσκεται στο McMurtry Spéirling, ένα ηλεκτρικό μονοθέσιο 1.000 ίππων που παράγει 2.000 κιλά κάθετης δύναμης ακόμη και εν στάσει, επιτρέποντας στο όχημα να... μείνει ανάποδα σε ταβάνι χάρη στην παραγόμενη κάθετη δύναμη.

Η BMW, ωστόσο, στοχεύει σε διαφορετικού είδους υποβοήθηση. Η νέα της πατέντα περιγράφει ένα σύστημα με φτερωτή που τραβά αέρα και τον κατευθύνει μέσω αγωγών σε ακροφύσια υψηλής πίεσης τοποθετημένα σε διάφορα σημεία της μοτοσυκλέτας. Πτερύγια μέσα στο σύστημα αγωγών επιτρέπουν την αλλαγή κατεύθυνσης της ροής του αέρα, ώστε να κατευθύνεται όπου χρειάζεται: προς τα πίσω για επιτάχυνση, προς τα εμπρός για φρενάρισμα, προς τα πάνω για κάθετη δύναμη ή στο πλάι για βελτίωση της πρόσφυσης στις στροφές. Εδώ η BMW δεν εκμεταλλεύεται την επιτάχυνση του αέρα που δημιουργείται για να "κολλήσει" τη μοτοσυκλέτα στο έδαφος αξιοποιώντας το φαινόμενο της αρχής επίδρασης του εδάφους αλλά μέσω των ακροφυσίων χρησιμοποιεί αυτόν τον αέρα ως προώθηση. 

BMW πατέντες  ground effect 2025

 

Η Bosch είχε πειραματιστεί με ένα τέτοιο σύστημα, πολύ πιο απλοποιημένο βέβαια και το είχε παρουσιάσει το 2018. Το σύστημα ήταν επί της ουσίας μια "αμπούλα" με αέριο σε πολύ υψηλή πίεση, η οποία ενεργοποιούνταν αν ο εμπρός τροχός έχανε την πρόσφυσή του. Έτσι πίεζε στιγμιαία το εμπρός τροχό ξανά στο έδαφος και γινόταν με αυτόν τον τρόπο ανάκτηση της πρόσφυσης. Το πρόβλημα με το σύστημα υποβοήθησης της Bosch ήταν ότι ήθελε νέα αμπούλα κάθε φορά που ενεργοποιούνταν, ενώ θεωρητικά αυτό που απασχολεί τους μηχανικούς της BMW, αν έχουν σκοπό να βάλουν την πατέντα στην παραγωγή, είναι πώς θα παράξουν με ανεμιστήρες της ταχύτητα που χρειάζεται να έχει ο αέρας ώστε το σύστημα να δικαιολογεί την ύπαρξή του και να προκύπτει όντως κάποιο όφελος στη συμπεριφορά της μοτοσυκλέταςστην επιβράδυνση, την επιτάχυνση ή τη στροφή.

Bosch

 

Πατέντα Kawasaki για τροφοδοσία με υγροποιημένο υδρογόνο - Ο πεντακύλινδρος κινητήρας του H2 HySE

Οι Ιάπωνες επιμένουν πως το υδρογόνο είναι προτιμότερη λύση από τις μπαταρίες
kawasaki h2 hyse
Από τον

Σπύρο Τσαντήλα

27/4/2026

Σε ένα από τα ισχυρότερα αναχώματα στην προτεινόμενη λαίλαπα της βεβιασμένης Ηλεκτροκίνησης εξελίσσεται η χρήση υδρογόνου ως καύσιμο στους κινητήρες εσωτερικής καύσης και οι Ιάπωνες πρωτοπορούν στο θέμα αυτό, έχοντας στήσει εδώ και μερικά χρόνια την κοινοπραξία HySE με συμμετοχή των περισσότερων κατασκευαστών μοτοσυκλετών και αυτοκινήτων της χώρας.

Η Kawasaki είναι μια από τις πιο δραστήριες εταιρείες στον τομέα αυτόν, όσον αφορά στη Μοτοσυκλέτα τουλάχιστον, έχοντας ήδη παρουσιάσει το λειτουργικό πρωτότυπο H2 HySE που έκανε γύρους επίδειξης στις πίστες των Le Mans και Suzuka στα περιθώρια των αγώνων Endurance σε Γαλλία και Ιαπωνία πέρυσι.

kawasaki-h2-hyse

Αυτό το φουτουριστικό πρωτότυπο ωστόσο επιδεικνύει με μια ματιά το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η τεχνολογία υδρογόνου: την αποθήκευσή του. Οι γιγάντιες βαλίτσες του H2 HySE είναι απαραίτητες για να φιλοξενήσουν κάμποσα κάνιστρα υδρογόνου υπό πολύ υψηλή πίεση μα, ακόμη κι έτσι, η αυτονομία της μοτοσυκλέτας αυτής φέρεται να είναι ακόμη μη ανταγωνιστική συγκριτικά με μιας βενζινοκίνητης.

Η χρήση αερίου υδρογόνου έχει τα προβλήματά της, γι’ αυτό στο Akashi εξετάζουν ως λύση το υγροποιημένο υδρογόνο, καθώς έτσι θα μπορεί να χωρέσει περισσότερο στη μοτοσυκλέτα. Αυτό ακριβώς είναι και το αντικείμενο της πιο πρόσφατης ευρεσιτεχνίας που κατοχύρωσε η Kawasaki στην Ιαπωνία.

kawasaki-h2-hyse
Η ευρεσιτεχνία της Kawasaki μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τύπους κινητήρων, όπως λ.χ. σε έναν V8 που θα μοιάζει με V10

Στο σχέδιο βλέπουμε έναν κινητήρα που μοιάζει πεντακύλινδρος σε σειρά, ωστόσο στην πραγματικότητα είναι τετρακύλινδρος – ως ήταν εξαρχής ο κινητήρας του H2 HySE με τον υπερσυμπιεστή. Μόνο που ο ακριανός κύλινδρος στη δεξιά πλευρά του κινητήρα δεν λειτουργεί όπως οι υπόλοιποι τέσσερεις και αντί να ωθεί τον στρόφαλο, παίρνει κίνηση απ’ αυτόν για να αντλήσει καύσιμο.

Εξηγούμαι αναλυτικότερα, γιατί τα νούμερα που συνοδεύουν την πατέντα της Kawasaki έχουν ιδιαίτερο τεχνικό ενδιαφέρον.

Στα χαρτιά, το υδρογόνο έχει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα από τη βενζίνη ανά μονάδα μάζας. Αυτό σημαίνει πως ένα κιλό υδρογόνου έχει περίπου τριπλάσια αποθηκευμένη ενέργεια από ένα κιλό βενζίνης. Αν όμως μιλήσουμε για ενέργεια ανά μονάδα όγκου, τότε η κατάσταση αντιστρέφεται ραγδαία, καθώς στον ίδιο όγκο η (υγρή) βενζίνη έχει ασύγκριτα περισσότερη ενέργεια από το (αέριο) υδρογόνο. Ενδεικτικά, αναφέρει πως ακόμη κι αν συμπιέσουμε το υδρογόνο στα 700 bar (πάνω από 10.000 psi), στο ίδιο όγκο η βενζίνη έχει εξαπλάσια ενέργεια αποθηκευμένη.

kawasaki-h2-hyse

Και το πρόβλημα στη μοτοσυκλέτα είναι πως ο δεσμευτικός παράγοντας δεν είναι τόσο το βάρος, όσο ο διαθέσιμος χώρος για αποθήκευση του υδρογόνου, δηλαδή ο όγκος.

Η ιδέα της Kawasaki είναι προφανέστατη: το υγροποιημένο υδρογόνο απαιτεί πολύ μικρότερο όγκο για την αποθήκευσή του, άρα θα μπορούμε να φορτώσουμε μεγαλύτερη ποσότητα στη μοτοσυκλέτα χωρίς να απαιτεί βαλίτσες σε μέγεθος μικρής καλύβας. Μόνο που δεν είναι τόσο απλό το θέμα.

Το υγροποιημένο υδρογόνο έχει τα δικά του προβλήματα. Πρώτον, πρέπει να διατηρείται σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία για να μην εξαερωθεί, άρα το δοχείο αποθήκευσής του θα πρέπει να είναι άριστα μονωμένο για να διατηρεί το υδρογόνο σε υγρή φάση.

​ kawasaki h2 hyse
Στο σχέδιο της Kawasaki το υγρό υδρογόνο ψεκάζεται μέσω δύο μπεκ τόσο απευθείας στον θάλαμο καύσης (29) όσο και στην εισαγωγή του αέρα (28)

Μετά προκύπτει ένα θέμα με την πίεση που δεν θα έχουμε πλέον στο δοχείο του. Στα 700 και 1000 bar, μόλις ανοίξει δίοδος στο κύκλωμα τροφοδοσίας το αέριο θα εκτοξευτεί με μεγάλη πίεση. Δεν θα συμβεί το ίδιο με το υγρό όμως, οπότε τώρα χρειαζόμαστε τρόμπες για να δημιουργήσουν την απαιτούμενη πίεση στη γραμμή τροφοδοσίας.

Η προτεινόμενη λύση της Kawasaki στο θέμα είναι ένα δίδυμο από αντλίες, μια παραδοσιακή σαν αυτή που έχουν οι περισσότεροι κινητήρες της αγοράς ήδη για τη βενζίνη και μια δεύτερη την οποία στα σχέδια των Ιαπώνων υποδύεται το πέμπτο πιστόνι στον τετρακύλινδρο κινητήρα. Η Kawasaki λέει πως αυτός ο έξτρα κύλινδρος μπορεί να δημιουργήσει πίεση τουλάχιστον 1500 psi για να οδηγήσει το υγρό υδρογόνο στον θάλαμο καύσης.

Τα παραπάνω προφανώς και δεν λύνουν όλα τα ζητήματα της Υδρογονοκίνησης, αλλά αν μη τι άλλο δείχνουν πως οι Ιάπωνες επιμένουν πολύ ζεστά στο θέμα. Η Kawasaki μάλιστα δείχνει πολύ πρόθυμη να αναλάβει ρόλο πρωτοπόρου, καθώς εκτός από τη μοτοσυκλέτα κι ένα UTV που θα φορέσει τον ίδιο κινητήρα, έχει αναλάβει να εξελίξει ένα πλοίο ειδικά σχεδιασμένο για τη μεταφορά υγροποιημένου υδρογόνου, το οποίο υπολογίζεται να έχει ολοκληρωθεί ως το τέλος του 2026.

​ kawasaki h2 hyse

Αυτή τη στιγμή πάντως δεν είμαστε ακόμη κοντά στο σημείο που το υδρογόνο μπορεί να αντικαταστήσει το πετρέλαιο και τη βενζίνη στις μεταφορές, ειδικά όταν βάλουμε στην εξίσωση και όλους τους χωροταξικούς περιορισμούς που ισχύουν στα δίκυκλα. Πλησιάζουμε όμως και η δουλειά που κάνει η κοινοπραξία HySE βρίσκεται στην πρώτη γραμμή τεχνολογικής καινοτομίας.

Μετά, θα απομένει το πιο δύσκολο βήμα απ’ όλα: το δίκτυο ανεφοδιασμού, το πρόβλημα που πια ξεφεύγει από τον έλεγχο των εργοστασίων και της επιστήμης για να κυλιστεί στη λάσπη πολιτικών και επιχειρηματικών λογικών.