Ενεργητική αεροδυναμική από την Piaggio!

Μια προχωρημένη ιδέα
Από τον

Λάζαρο Μαυράκη

19/5/2020

Το θέμα των ενεργητικών αεροδυναμικών βοηθημάτων δεν είναι καινούργιο και μας έχει απασχολήσει στο παρελθόν, όπως πρόσφατα με την Honda, και φαίνεται πως τώρα μπαίνει και η Piaggio στον "χορό", με την εξέλιξη ενός συστήματος που κινεί ανεξάρτητα αεροδυναμικά φτερά εκατέρωθεν του σκούτερ, που το βοηθούν στο στρίψιμο.

Αν και οι πατέντες που κατέθεσε το εργοστάσιο δείχνουν το σύστημα πάνω σε ένα MP3, θα μπορούσε να είναι απλώς μια στρατηγική αποπροσανατολισμού. Με τους δύο τροχούς μπροστά, το MP3 δεν έχει ούτως ή άλλως πρόβλημα με την πρόσφυση του μπροστινού, ούτε συγκαταλέγεται στα οχήματα υψηλών επιδόσεων ώστε να επωφεληθεί από την κάθετη δύναμη που δημιουργείται. Μην ξεχνάτε ότι στην Piaggio ανήκουν οι Aprilia και Moto Guzzi, οπότε διαθέτει πολλά γρηγορότερα μοντέλα, που θα μπορούσαν να επωφεληθούν από ένα τέτοιο σύστημα.

Μελετώντας με μεγαλύτερη προσοχή τις πατέντες και τα κείμενα που τις συνοδεύουν, γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι η Piaggio σκοπεύει να χρησιμοποιήσει αυτή την ιδέα τόσο σε δίτροχα, όσο και σε τρίτροχα σκούτερ. Από την στιγμή που άλλαξαν πέρσι οι κανονισμοί στα WSBK επιτρέποντας τα ενεργά αεροδυναμικά βοηθήματα, εφόσον υπάρχουν καιστις εκδόσεις παραγωγής των μοτοσυκλετών, έχει νόημα να εφαρμοστεί το συγκεκριμένο σύστημα στην επόμενη γενιά των Aprilia RSV4.

Μιας και τα αεροδυναμικά φτερά είναι άμεσα συνδεδεμένα με τα αεροπλάνα, είναι λογικό η διάταξη των κινούμενων αυτών μερών να ακολουθεί την ίδια φιλοσοφία. Αυτό ακριβώς είναι που κάνει και το σύστημα της Piaggio. Με δύο, ανεξάρτητα, φτερά που ενεργοποιούνται μέσω μια ηλεκτρονικής μονάδας που είναι συνδεδεμένη με μια IMU, η μοτοσυκλέτα δεν βελτιώνει απλώς την συνολική κάθετη δύναμη, αλλά βοηθά τις κλίσεις κατά την διάρκεια των στροφών και την επαναφορά στην κάθετη θέση στις εξόδους.

Κάθε φτερό μπορεί να κινηθεί ανεξάρτητα μέσω ενός ηλεκτρικού μηχανισμού. Όταν το μπροστινό άκρο έχει κλίση προς τα κάτω και το πίσω προς τα πάνω, τα φτερά δημιουργούν κάθετη δύναμη. Όταν συμβαίνει το αντίθετο, τότε δημιουργείται ανυψωτική δύναμη. Και όταν είναι σε οριζόντια θέση, τότε είναι αεροδυναμικά ουδέτερο με ελάχιστη αεροδυναμική αντίσταση.

Σύμφωνα με την πατέντα, στην είσοδο μιας στροφής τα φτερά λειτουργούν με αντίθετες μεταξύ τους κατευθύνσεις, οπότε αυτό που είναι προς την εξωτερική πλευρά της στροφής δημιουργεί ανύψωση και το άλλο δημιουργεί κάθετη δύναμη. Το αποτέλεσμα είναι ότι η μοτοσυκλέτα θα πλαγιάσει άμεσα για την στροφή. Για να φτάσει στην απαιτούμενη κλίση τα δύο φτερά λειτουργούν συνδυαστικά. Κανονικά, η ιδέα θα ήταν και οι δύο πλευρές να δημιουργούν κάθετη δύναμη, φορτίζοντας το μπροστινό προς το έδαφος για να αυξηθεί η πρόσφυση, αλλά η πατέντα υπονοεί ότι υπάρχουν περιπτώσεις που έχει νόημα η δημιουργία ανυψωτικής δύναμης, μειώνοντας το βάρος που πέφτει στον μπροστινό τροχό για να ελαφρύνει η αίσθηση του τιμονιού, όταν για παράδειγμα θέλεις να κάνεις γρήγορες εναλλαγές κλίσεων. Στην έξοδο της στροφής, το εσωτερικό φτερό παίρνει κλίση για να δημιουργήσει ανυψωτική δύναμη, ενώ το εξωτερικό παίρνει αντίθετη κλίση για να δημιουργήσει κάθετη δύναμη, συμβάλλοντας στην μείωση της κλίσης.

Εκτός από τα πλεονεκτήματα στο στρίψιμο, η πατέντα μας δείχνει ότι όταν και τα δύο φτερά μετακινηθούν έτσι ώστε να δημιουργούν την μέγιστη κάθετη δύναμη, δημιουργούν παράλληλα κι ένα φαινόμενο "αερόφρενου", βοηθώντας στην επιβράδυνση της μοτοσυκλέτας. Αντίστοιχα, θα μπορούν να μετακινηθούν ανάλογα με την επιτάχυνση και την μέγιστη τελική στις ευθείες, προσθέτοντας για παράδειγμα κάθετη δύναμη κατά το αρχικό στάδιο της επιτάχυνσης για να μειωθούν οι σούζες και στην συνέχεια να έρθουν σε ουδέτερη θέση όσο αυξάνεται η ταχύτητα και μειώνεται ο ρυθμός της επιτάχυνσης.

Εδώ θα πρέπει να σημειώσουμε ότι το RS660 σε μορφή concept που παρουσιάστηκε το 2018, έφερε λογότυπα που μαρτυρούσαν την ύπαρξη ενεργών αεροδυναμικών βοηθημάτων, παρά το γεγονός ότι δεν ήταν πουθενά ορατά στην μοτοσυκλέτα. Δεν υπάρχει κάποια ένδειξη για την ύπαρξή τους στην μοτοσυκλέτα παραγωγής που είδαμε πέρσι, αλλά είναι ξεκάθαρο πως πρόκειται για μια ιδέα που την δουλεύει η εταιρεία. Μάλιστα, με το νέο RSV4 να βρίσκεται στην διαδικασία της εξέλιξης, σίγουρα αυτή η λύση εξετάζεται πολύ σοβαρά για να προστεθεί στον εξοπλισμό του.

 

 

Hydrocycle - Ηλεκτροκίνηση από υδρογόνο, χωρίς τα προβλήματα των μπαταριών

Από το γερμανικό ινστιτούτο Fraunhofer IWU και το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Τσεχίας
motomagHydrocycle – Ηλεκτροκίνηση χωρίς το άγχος της αυτονομίας
Από τον

Αλέξανδρο Λαμπράκη

8/2/2024

Το γερμανικό ινστιτούτο Fraunhofer IWU συνεργάστηκε με το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Τσεχίας και άλλους οργανισμούς και φορείς των δύο χωρών, με στόχο τη δημιουργία του Hydrocycle, μίας μοτοσυκλέτας που ενώ χρησιμοποιεί ηλεκτροκινητήρα δεν χρειάζεται φόρτιση, καθώς η παροχή του ρεύματος έρχεται από την μετατροπή του υδρογόνου σε ηλεκτρική ενέργεια και όχι από τις γνωστές μας ογκώδεις και βαριές μπαταρίες. Οι συνεργαζόμενες πλευρές στοχεύουν στην εμφάνιση του πρώτου λειτουργικού πρωτότυπου, που θα συμμορφώνεται με την ευρωπαϊκή νομοθεσία, στα τέλη του 2025.

Τα τελευταία χρόνια, στο όνομα της “πράσινης ανάπτυξης” η Ε.Ε. έχει προσπαθήσει να προωθήσει, πολλές φορές με βίαιο τρόπο τον εξηλεκτρισμό των οχημάτων. Μάλιστα, η ίδια έχει θέσει ως όριο για την πώληση κινητήρων εσωτερικής καύσης το 2035 -που προηγουμένως ήταν 2025 και μετέπειτα 2030… Αν και μέχρι πολύ πρόσφατα οι περισσότερες ευρωπαϊκές χώρες έδιναν σημαντικά κίνητρα για την αγορά ενός ηλεκτρικού οχήματος, με γενναίες επιδοτήσεις, μεγάλες αγορές όπως αυτή της Γερμανίας αποφάσισαν να σταματήσουν τέτοιου είδους παροχές. Σαν αποτέλεσμα, η ζήτηση την χρονιά που μας πέρασε έπεσε κατακόρυφα, ενώ και το 2024 αναμένεται να κινηθεί νωχελικά, αν όχι πτωτικά.

Το έχουμε ξαναπεί πολλές φορές, τα ηλεκτρικά οχήματα, ιδιαίτερα οι μοτοσυκλέτες, που κυκλοφορούν αυτή την στιγμή στην αγορά αφορούν έναν πολύ μικρό αριθμό ανθρώπων. Οι λόγοι είναι πολλοί, όμως βασικότερος όλων είναι η αυτονομία και οι χρόνοι φόρτισης που απαιτούν οι μπαταρίες. Ένα ακόμα ζήτημα που έχει να κάνει με το κατά πόσο “πράσινα” είναι τα ηλεκτρικά είναι οι σπάνιες γαίες που χρειάζονται σε μεγάλες ποσότητες αυτή την στιγμή για την κατασκευή των ηλεκτρικών οχημάτων.

Αυτά τα προβλήματα φαίνεται ότι θέλει να λύσει η τσεχο-γερμανική συνεργασία, η οποία παρουσίασε το Hydrocycle, μία μοτοσυκλέτα που χρησιμοποιεί ηλεκτροκινητήρα, αλλά όχι μπαταρίες. Τον ρόλο της τροφοδοσίας του κινητήρα με ηλεκτρική ενέργεια αναλαμβάνει το υδρογόνο, το οποίο θα μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό κατά τη διάρκεια της οδήγησης. Η διαδικασία αυτή θυμίζει αρκετά τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, όπου η θερμική ενέργεια από την καύση του υγρού (βενζίνη, πετρέλαιο, αέριο), μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια, όσο οδηγούμε. Όπως καταλαβαίνετε, εδώ κρύβεται και η λύση για ένα ακόμα μεγάλο πρόβλημα, αυτό της ενέργειας που απαιτείται για την ταυτόχρονη φόρτιση πολλών εκατομμυρίων ηλεκτρικών οχημάτων (όταν αυτά θα έχουν υιοθετηθεί σε μεγαλύτερο βαθμό από σήμερα).

Hydrocycle – Ηλεκτροκίνηση χωρίς το άγχος της αυτονομίας

Για την δημιουργία του Hydrocycle, οι τσεχικοί οργανισμοί όπως ο σχεδιαστικός οίκος 1to1 design, το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Τσεχίας και η εταιρεία έρευνας και ανάπτυξης ÚJV Řež θα ασχοληθούν με την εξέλιξη δομικών στοιχείων της μοτοσυκλέτας, όπως το πλαίσιο, την εργονομία, αλλά και το πώς θα χωρέσουν όλα μέσα στον περιορισμένο χώρο που διατίθεται. Από την άλλη, οι Γερμανοί εταίροι, όπως το ινστιτούτο Fraunhofer IWU και η εταιρεία WätaS Wärmetauscher Sachsen GmbH θα επικεντρωθούν στον ηλεκτροκινητήρα, την τροφοδοσία του και τη μετάδοση. Πιο συγκεκριμένα, η WätaS Wärmetauscher Sachsen GmbH εξελίσσει κυψέλες καυσίμου νέας γενιάς ως τη βάση για την τροφοδοσία, με το Fraunhofer IWU να ασχολείται με τις νέες κατασκευαστικές τεχνολογίες και την βελτίωση της λειτουργικότητας του συστήματος κίνησης, μέσω του Reference Factory.H2., μία πλατφόρμα που προσομοιάζει σε ψηφιακή μορφή τις επιδράσεις του υδρογόνου σε συστήματα κίνησης. Τέλος, το ινστιτούτο επιβαρύνεται και με την ευθύνη να εξασφαλίσει την ομαλή λειτουργία μεταξύ του οχήματος και του συστήματος κυψελών.

Όπως μας ενημερώνει το δελτίο τύπου του Fraunhofer IWU, “1 κιλό υδρογόνο μπορεί να προσφέρει σχεδόν 100 χιλιόμετρα αυτονομία σε ένα αυτοκίνητο”. Επομένως, μπορεί εύκολα να χωρέσει στο μικρό ρεζερβουάρ μίας μοτοσυκλέτας, προσφέροντας μεγάλη αυτονομία, χωρίς υπερβολικό βάρος. Η αυτονομία είναι ένα σημείο που οι ηλεκτρικές μοτοσυκλέτες πονάνε. Η ίδια η αρχιτεκτονική της επιτάσσει μαζεμένες διαστάσεις που κατά συνέπεια περιορίζουν τους διαθέσιμους χώρους. Το γεγονός ότι είναι κατεξοχήν το όχημα που απαιτεί τη μεγαλύτερη συμμετοχή του αναβάτη, θέτει τους δικούς του περιορισμούς όσον αφορά το βάρος, καθώς από ένα σημείο και μετά καθίσταται αδύνατη η διαχείρισή του από τον αναβάτη.

Hydrocycle – Ηλεκτροκίνηση χωρίς το άγχος της αυτονομίας

Σιγά-σιγά βλέπουμε ότι όλο και περισσότεροι κατασκευαστές μοτοσυκλετών αναζητούν λύσεις για τον εξηλεκτρισμό της γκάμας τους, με την Kawasaki μάλιστα να φέρνει για πρώτη φορά στην παραγωγή την υβριδική τεχνολογία, για τις μοτοσυκλέτες. Οι Ιάπωνες κατασκευαστές πιστεύουν ακόμα στον θερμικό κινητήρα, με τους τέσσερις μεγάλους Honda-Yamaha-Suzuki-Kawasaki και την συνεργασία της Toyota, έχουν ιδρύσει τον οργανισμό HySe, για την δημιουργία κινητήρων εσωτερικής καύσης με καύσιμο το υδρογόνο.

Αναμφίβολα το Hydrocycle, εμπίπτει στους αυστηρούς ευρωπαϊκούς περιορισμούς, οι οποίοι θέλουν να καταργήσουν εντελώς τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ταυτόχρονα, φαίνεται να λύνει πάρα πολλά από τα βασικά προβλήματα της ηλεκτροκίνησης, ειδικά για τις μοτοσυκλέτες, όπως την αυτονομία, ενώ αφαιρεί τον πονοκέφαλο της φόρτισης. Οι συνεργαζόμενοι φορείς υπολογίζουν ότι στα τέλη του 2025 θα έχουν έτοιμο ένα λειτουργικό πρωτότυπο, το οποίο όμως τουλάχιστον για αρχή θα έχει ως στόχο την αστική μετακίνηση και την μικροκινητικότητα. Υπομονή, λοιπόν, μέχρι τότε για να δούμε αν κάτι τέτοιο είναι τελικά εφικτό.