Projeďte Spojené státy od pobřeží k pobřeží. Jen jedna nádrž paliva. To zní šíleně. Ale od té doby, co Nicholas Otto v 70. letech 19. století sestrojil první benzínový motor a Rudolf Diesel představil svůj dieselový prototyp v 90. letech 19. století, neustále zlepšujeme efektivitu, posouváme se vpřed a pak se zastavíme. Čas nyní pracuje proti globálnímu oteplování. Evropská unie opět zpřísňuje emisní normy. V USA podepsal prezident Bush v prosinci 2007 legislativu požadující průměrnou spotřebu paliva 35 mpg do roku 2020. Malé krůčky.
A pak přichází Aptera Motors se sídlem v San Diegu.
Soukromá společnost založená v roce 2006 Stevem Fambroughem a Chrisem Anthonym si klade za cíl dosáhnout 300 mpg. Najali víc než jen inženýry. Přivedli specialisty s odbornými znalostmi v oblasti kompozitních materiálů, biotechnologie, aerodynamiky a financí. Výsledek? Tříkolový dvoumístný prototyp, který vypadá jako delfín spářený s vrtulníkem. Technicky vzato je to motorka. Zpočátku si ho mohli koupit pouze obyvatelé Kalifornie. Pokud prodej půjde dobře, plánují přejít na celostátní úroveň.
První prototyp dosáhl 230 mpg. To je 195 mpg nad federálním cílem. Vývojáři měli stále co dělat. Doufali, že budou připraveni do konce roku 2008.
Ale jak rychle jede? Co zajišťuje bezpečnost ve vozidle, které vypadá spíše jako umělecké dílo než jako auto? Podívejme se na technické specifikace.
Specifikace a inženýrství Aptera
Tříkolová Aptera není jen otázkou vzhledu. To je věc fyziky. Konstrukce minimalizuje aerodynamický odpor. Tvar zmenšuje povrch. Každá křivka má svůj vlastní účel.
Klíčové ukazatele výkonu
- Cílová účinnost: 300 mpg
- Výsledek prototypu: 230 mpg
- Kapacita: dva cestující
- Konfigurace kol: tři kola (klasifikována jako motocykl)
- Počáteční trh: Pouze pro rezidenty Kalifornie
Tohle není luxusní auto. Toto je prohlášení. Aptera zpochybňuje myšlenku, že cestování vyžaduje čtyři kola a širokou konstrukci karoserie. Ptá se: Můžeme udělat více s méně? Rozdíl mezi 230 a 300 mpg je malý na papíře, ale obrovský z technického hlediska. Jak Fambrough a Anthony zacelili mezeru? Z jakých materiálů se tělo skládá? A může rám ve stylu motocyklu poskytnout dostatečnou bezpečnost v dálničních rychlostech?
Odpověď spočívá v detailech. Kompozitní tělo je lehké. Aerodynamika je agresivní. Elektrárna je výkonná. Ale skutečný příběh je v číslech. 300 mpg není sen. Toto je cíl. A pro některé je to už blízko.
Co se stane, když se prototyp dostane do výroby? Zvýší se váha? Sníží se účinnost? Nebo vstoupí v platnost zákon klesajících výnosů?
To se dozvíme. Cesta před námi je dlouhá. Nádrž je malá. Čísla jsou velká.
Tajemství úžasné spotřeby paliva Aptera není kouzla. To je strojírenství. Aptera Motors aktivně používá kompozitní materiály ke snížení hmotnosti a dodání aerodynamického tvaru tělu. Co je to ale vlastně kompozitní materiál a proč je pro tento tříkolový elektromobil důležitý?
Kompozit je materiál složený ze dvou nebo více různých složek. Nevytvářejí jedinou chemickou vazbu. Místo toho spolupracují na vytvoření něčeho silnějšího, lehčího nebo pružnějšího než každá z jeho jednotlivých součástí. Vezměte si strom. Jedná se o přírodní kompozit sestávající ze silných celulózových vláken držených pohromadě ligninem, slabším pojivem. Nebo beton. Jedná se o směs kameniva a cementu.
V automobilovém průmyslu jsou kompozity z uhlíkových vláken zlatým standardem pro vysoce výkonná vozidla. K vidění jsou v Aston Martin Rapide a Lamborghini Reventon. Tyto materiály umožňují návrhářům vytvářet konstrukce, které jsou neuvěřitelně lehké a přitom extrémně pevné. Sklolaminát plní podobnou funkci a je široce používán v letectví, stavbě lodí a dokonce jako izolace budov.
Aptera tyto materiály nenakupuje jen ze skladu. Společnost používá patentovanou metodu Panel Automated Composite Construction (PAC2). Tento proces tvaruje karoserii vozu do charakteristické kapkovité podoby. Výsledkem je design, který je pevný a aerodynamický, což vozu umožňuje spíše prořezávat vzduch, než s ním bojovat.
Proč Aptera ještě není dieselová
Původní plán byl jednodušší. Aptera plánovala používat motorovou naftu. Dávalo to smysl. Malý, účinný motor dokázal z každé kapky paliva vymáčknout obrovský dojezd. Kalifornské emisní normy jsou ale drakonické. Vytvoření dostatečně malého vznětového motoru, aby se vešel do Aptera a přitom stále splňovalo přísné testy, se ukázalo jako příliš náročné.
Takže strategie se změnila. Aptera bude k dispozici v plně elektrické (EV) nebo plug-in hybridní (PHEV) podobě.
Cílová nejvyšší rychlost? Více než 137 km/h (85 mph). Pravděpodobně bude elektronicky omezena na 153 km/h (95 mph). Proč omezovat auto, které je tak efektivní? Fyzika. Lehká, úzká auta s vysokým poměrem plochy k objemu jsou při vysokých rychlostech nestabilní. Významným faktorem se stává odpor vzduchu.
Představte si, že vypouštíte lehké papírové letadlo příliš tvrdě. Kolébá se. Odchází z kurzu. Rozbije se to. Lehké auto se potýká se stejným problémem. Při dálničních rychlostech se odpor vzduchu tak zesílí, že úzké auto začne působit nestabilně. Omezení rychlosti není jen otázkou efektivity. Jde o zajištění stability a bezpečnosti vozidla.
Zabezpečení Aptera
Rychlostní limity nejsou jediným bezpečnostním opatřením.
Ujasněme si jednu věc: Aptera Motors nevnímá bezpečnost jako dodatečný nápad. Považují to za technický imperativ. Důvod této paranoie? Právní klasifikace. Jejich tříkolové elektrické vozítko spadá podle amerických zákonů do kategorie motocyklů. 🏍️
Motocykly mají pověst. Totiž pověst vozidel, která jsou náchylná k převrácení. To není jen selhání; tohle je fyzika. A Aptera se snaží obejít fyzikální zákony dříve, než mají regulátoři vůbec šanci zasáhnout.
Fyzikální problém: delta vs žába
Většina tříkolek v historii používala formaci delta. To znamená jedno kolo vpředu a dvě vzadu. Zní to stabilně, dokud nezabočíte do rohu.
Tady to začíná být zajímavé. Každý pohybující se objekt má vektor rychlosti. Představte si to jako pomyslnou čáru ukazující přímo ve směru, kterým se pohybujete. Pokud cestujete na sever, vektor ukazuje na sever. Zahnete doleva a tento vektor se posune.
Pokud v konfiguraci delta nakloníte tento vektor příliš daleko za rozvor během zatáčky, vstoupí do hry zákony pákového efektu. Vozidlo se převrátí. Jde o očekávanou revoluci, a proto jsou lidé vůči tříkolkám skeptičtí.
Aptera postavila situaci na hlavu. Vybrali si žabí formaci. Dvě kola vpředu a jedno vzadu.
“Formace žáby udržuje rychlostní vektor vozidla mezi dvěma předními koly, což výrazně snižuje pravděpodobnost převrácení.”
Není to jen o počtu kol. Je to o geometrii. Umístěním otočného bodu vpředu zajišťuje design Aptera, že i při tvrdém zatáčení zůstávají síly v kontaktní oblasti předních pneumatik. Zadní kolo je prostě následuje a táhne za nimi svou váhu. Je to udržitelné. Je to spolehlivé. Nechce zemřít.
Těžiště: hřích SUV
Stabilita závisí nejen na kolech. Záleží na rozložení hmotnosti. Závodní vozy mají nízko položené těžiště. Proč? Protože potřebují hmotnost podvozku, aby překonaly g-síly, které vznikají při průjezdu zatáčkou rychlostí přesahující 240 km/h. Pokud je těžiště příliš vysoko, vůz se převrátí.
SUV? Jsou vysocí. Těžký. Náchylný k převrácení. Jejich hmotnost je vysoká, takže každý nouzový manévr je potenciální katastrofou.
Aptera sedí nízko. Byt. Blízko asfaltu.
V kombinaci se systémem kontroly trakce to vede k vozidlu, které odolává převrácení mnohem lépe než standardní motocykl. Není to magie. Je to jen základní automobilová technika aplikovaná do neobvyklého tvaru.
Crash testy a DNA Formule 1
Teorie je dobrá. Data jsou lepší.
Aptera provedla nárazové testy. Výsledky? Vozidlo překročilo požadavky na pevnost při převrácení i při čelním nárazu. Konstrukce přežila. Rám není pokřivený.
Kde se vzala tato síla? Ze závodních vozů Formule 1.
Bezpečnostní klec v přední části Aptera byla přímo inspirována designem Formule 1. Jedná se o vozidla navržená tak, aby přežila srážky v rychlostech až 200 mph. Přenést tuto úroveň tuhosti na maloobjemový elektromobil je jistě přehnané. Ale když váš život závisí na tom, abyste se nepřevrátili rychlostí 40 mph, redundance je jediný přijatelný přístup.
Bezpečnost není jen o těle. Společnost Aptera Motors vyvinula systém „Eyes Forward“ k odstranění slepých míst vytvořených jejím úzkým tělem. Zpětná zrcátka neumožňují vidět, co je za vámi, protože výhled je blokován tvarem vozu. Před řidičem je instalován video displej, který zobrazuje 180stupňový pohled na zadní část. Tato obrazovka je nutná pro bezpečnou jízdu, protože je nutné vidět situaci na silnici. Další úroveň bezpečnosti poskytuje jednotka GPS namontovaná na středové konzole: pomáhá vám udržet orientaci a zajišťuje, že se pohybujete správným směrem.
Realita konceptu „dva plus jedna“.
Vnitřní dispozice je přísně regulována. To je koncept dva plus jedna. Dopředu se pohodlně vejdou dva dospělí. Vzadu je vyjímatelná třetí sedačka určená výhradně pro kojence. Odstraněním tohoto sedadla vznikne prostor pro 15 tašek s potravinami. To je na auto této velikosti docela dost místa.
Přístup do jízdních pruhů HOV bez helmy
Dá se po kalifornském pobřeží projet bez vybavení? Ano. Aptera je klasifikována jako motocykl. Helma však není nutná. K řízení motocyklu také nepotřebujete samostatný průkaz. Vzhledem k tomu, že vozidlo má uzavřenou karoserii, je to důležité. Toto rozlišení usnadňuje život Kaliforňanům. Řidiči mohou využít jízdní pruhy pro vozidla s jedním cestujícím (HOV), i když je ve voze pouze jedna osoba. Tato klasifikace funguje ve váš prospěch.
Chcete-li se dozvědět více o Apteře a dalších alternativních vozidlech, klikněte na odkazy na další stránce.
