Чи можна дійсно перетнути країну на одному баку палива? Обіцянка Aptera
Перетнути Сполучені Штати з берега на берег. Усього один бак палива. Це звучить шалено. Але відколи Ніколас Отто побудував перший бензиновий двигун у 1870-х роках, а Рудольф Дизель представив свій дизельний прототип у 1890-х, ми невпинно вдосконалювали ефективність, то просуваючись вперед, то роблячи паузи. Наразі час працює проти глобального потепління. Європейський Союз знову посилює стандарти викидів. У США президент Буш підписав законопроект у грудні 2007 року, що передбачає середню витрату палива на рівні 35 миль на галон до 2020 року. Невеликі кроки.
А потім з’являється компанія Aptera Motors із Сан-Дієго.
Заснована в 2006 році Стівом Фамбро і Крісом Ентоні, ця приватна компанія має на меті досягти показника в 300 миль на галон. Вони найняли не просто інженерів. Вони залучили фахівців, які знаються на композитних матеріалах, біотехнологіях, аеродинаміці та фінансах. Результат? Триколісний двомісний прототип, схожий на дельфіна, спареного з вертольотом. Технічно це мотоцикл. Спочатку його могли купити лише жителі Каліфорнії. Якщо продаж піде добре, вони планують вийти на загальнонаціональний ринок.
Перший прототип показав результат 230 миль на галон. Це на 195 миль на галон вище за федеральний цільовий показник. Розробники ще мали зробити роботу. Вони сподівалися бути готовими до кінця 2008 року.
Але як швидко він їде? Що забезпечує безпеку у транспортному засобі, який більше схожий на арт-об’єкт, ніж на автомобіль? Погляньмо на технічні характеристики.
Технічні характеристики та інженерія Aptera
Триколісний Aptera — це не лише питання зовнішнього вигляду. Це питання фізики. Конструкція мінімізує аеродинамічний опір. Форма зменшує площу поверхні. Кожна крива має призначення.
Ключові показники продуктивності
- Цільова ефективність: 300 миль на галон
- Результат прототипу: 230 миль на галон
- ** Місткість:** два пасажири
- Конфігурація коліс: три колеса (класифікується як мотоцикл)
- Початковий ринок збуту: тільки жителі Каліфорнії
Це не розкішний автомобіль. Ця заява. Aptera кидає виклик ідеї про те, що для пересування необхідні чотири колеса та широка кузовна конструкція. Вона запитує: чи можемо ми зробити більше з меншими витратами? Розрив між 230 і 300 милями на галон невеликий на папері, але величезний в інженерному плані. Як Фамбро та Ентоні скоротили цей розрив? Із яких матеріалів складається корпус? І чи може рама у стилі мотоцикла забезпечити достатню безпеку на швидкостях по шосе?
Відповідь у деталях. Композитний корпус легенький. Аеродинаміка агресивна. Силова установка ефективна. Але справжня історія полягає у цифрах. 300 миль на галон – це не мрія. Це мета. І для декого вона вже близька.
Що станеться, коли зразок стане серійним? Чи збільшиться вага? Чи знизиться ефективність? Чи набуде чинності закон спадної віддачі?
Ми дізнаємося про це. Дорога попереду довга. Бак невеликий. Цифри великі.
Секрет чудової паливної економічності Aptera – це не магія. Це – інженерія. Компанія Aptera Motors активно використовує композитні матеріали, щоб знизити вагу та надати кузову обтічної форми. Але що саме є композитним матеріалом і чому це важливо для цього триколісного електромобіля?
Композит – це матеріал, що складається із двох або більше різних компонентів. Вони не утворюють єдиного хімічного зв’язку. Натомість вони працюють разом, створюючи щось міцніше, легке або гнучке, ніж кожен з окремих компонентів. Візьміть дерево. Це природний композит, що складається з міцних волокон целюлози, скріплених лігніном – слабшою сполучною речовиною. Або бетон. Це суміш кам’яного наповнювача з цементом.
В автомобільній промисловості вуглепластикові композити є золотим стандартом для високопродуктивних машин. Їх можна побачити в Aston Martin Rapide та Lamborghini Reventon. Ці матеріали дозволяють конструкторам створювати конструкції, які неймовірно легкі, але при цьому мають виняткову міцність. Скловолокно виконує схожу функцію і широко використовується в авіації, суднобудуванні і навіть як теплоізоляція для будівель.
Aptera не просто купує ці матеріали зі складу. Компанія використовує запатентований метод панельного автоматизованого композитного будівництва (PAC2). Цей процес формує кузов автомобіля у його фірмову краплеподібну форму. В результаті виходить конструкція, яка одночасно міцна та аеродинамічна, дозволяючи автомобілю розсікати повітря, а не боротися з ним.
Чому Aptera поки не на дизелі
Початковий план був простішим. Aptera планувала використати дизельне паливо. Це мало сенс. Невеликий, ефективний двигун міг би вичавлювати величезну дальність ходу з кожної краплі палива. Але каліфорнійські стандарти викидів нещадні. Створення дизельного двигуна, достатньо малого для установки в Aptera і при цьому відповідного суворим тестам, виявилося надто складним завданням.
Отже, стратегія змінилася. Aptera буде представлена у вигляді повністю електричного автомобіля (EV) або гібрида, що підключається (PHEV).
Цільова максимальна швидкість? Понад 137 км/год (85 миль/год). Ймовірно, буде обмежена електронікою до 153 км/год (95 миль/год). Навіщо обмежувати автомобіль, такий ефективний? фізика. Легкі, вузькі автомобілі з високим ставленням поверхні до обсягу нестабільні на високих швидкостях. Опір повітря стає значним чинником.
Уявіть, що ви занадто сильно запускаєте легкий паперовий літачок. Він виляє. Він збивається з курсу. Він розбивається. Легкий автомобіль стикається з тією самою проблемою. На швидкостях трасою опір повітря стає настільки сильним, що вузький автомобіль починає здаватися нестійким. Обмеження швидкості — це питання ефективності. Це питання забезпечення стійкості та безпеки автомобіля.
Безпека Aptera
Обмеження швидкості — не єдиний захід безпеки.
Давайте прояснимо один момент: Aptera Motors не розглядає безпеку як щось другорядне. Вони розглядають її як інженерне імперативне завдання. Причина такої параної? Юридична класифікація. Згідно із законодавством США, їхній триколісний електромобіль потрапляє до категорії мотоциклів. 🏍️
Мотоцикли мають репутацію. А саме – репутація транспортних засобів, схильних до перекидання. Це не просто невдача; це фізика. І Aptera намагається обійти закони фізики ще до того, як регулятори встигнуть висловити свою думку.
Проблема фізики: дельта проти жаби
Більшість триколісних транспортних засобів в історії використовували формацію “дельта”. Це означає одне колесо спереду та два ззаду. Звучить стійко, доки ви не входите у поворот.
Тут цікаво. У кожного об’єкта, що рухається, є вектор швидкості. Подайте його як уявну лінію, спрямовану прямо в той бік, куди ви рухаєтеся. Якщо ви їдете на північ, то вектор вказує на північ. Повертаєте наліво, і цей вектор зміщується.
У конфігурації «дельта», якщо ви надто сильно відхиляєте цей вектор за межі колісної бази під час повороту, набирають чинності закони важеля. Транспортний засіб перевертається. Це очікуваний переворот і саме тому люди скептично ставляться до трициклів.
Aptera перевернула ситуацію з ніг на голову. Вони вибрали формацію «жаби». Два колеса спереду та одне ззаду.
“Формація “жаба” утримує вектор швидкості транспортного засобу між двома передніми колесами, що значно знижує ймовірність перекидання.”
Йдеться не просто про кількість коліс. Йдеться про геометрію. Розміщуючи точку повороту спереду, конструкція Aptera гарантує, що навіть при різкому повороті сили залишаються в межах контакту передніх шин. Заднє колесо просто слідує за ними, перетягуючи свою вагу ззаду. Це стійко. Це надійно. Воно не хоче загинути.
Центр тяжкості: гріх позашляховиків
Стійкість залежить не лише від коліс. Вона залежить від розподілу ваги. Гоночні автомобілі мають низький центр тяжіння. Чому? Тому що їм потрібно, щоб вага шасі долала перевантаження, що виникають при проходженні поворотів на швидкості понад 240 км/год. Якщо центр ваги надто високий, автомобіль перевертається.
Позашляховики? Вони високі. Важкі. Схильні до перекидання. Вони розміщують свою масу високо, перетворюючи кожне екстрене маневрування на потенційну катастрофу.
Aptera сидить низько. Плоско. Близько асфальту.
У поєднанні із системою контролю тяги це дає транспортному засобу, який набагато краще чинить опір перекиданню, ніж стандартний мотоцикл. Не магія. Це просто базова автомобільна інженерія, застосована до незвичайної форми.
Краш-тести та ДНК Формули-1
Теорія – це добре. Дані – краще.
Aptera провела краш-тести. Результати? Транспортний засіб перевищив вимоги до міцності як при перекиданні, так і при лобовому зіткненні. Конструкція встояла. Каркас не скривився.
Звідки взялася ця міцність? Від гоночних автомобілів Формули-1.
Безпечна клітина (кабіна) спереду Aptera була надихнута конструкціями Формули-1. Це машини, призначені для виживання при зіткненнях на швидкостях до 320 км/год. Перенесення такого рівня жорсткості на електромобіль із малим обсягом виробництва, безумовно, є надмірним. Але коли ваше життя залежить від того, щоб не перевернутися на швидкості 64 км/год, надмірність це єдино прийнятний підхід.
Безпека – це не лише корпус. Компанія Aptera Motors розробила систему “Eyes Forward” для усунення сліпих зон, створюваних її вузьким кузовом. Дзеркала заднього виду не дозволяють бачити те, що знаходиться позаду, оскільки огляд перекривається формою автомобіля. Перед водієм встановлений відеодисплей, що показує 180 градусний огляд простору ззаду. Цей екран є обов’язковим для безпечного водіння, оскільки необхідно бачити дорожню обстановку. Додатковий рівень безпеки забезпечує блок GPS, встановлений на центральній консолі: він допомагає зберігати орієнтацію та гарантує, що ви рухаєтеся у правильному напрямку.
Реальність концепції «Два плюс один»
Внутрішнє компонування суворо регламентоване. Це концепція “два плюс один”. Двоє дорослих можуть зручно розміститися спереду. Ззаду знаходиться третє сидіння, що знімається, призначене виключно для немовлят. Якщо вибрати це сидіння, з’являється місце для 15 пакетів з продуктами. Це чимало місця для автомобіля таких габаритів.
Доступ до смуг HOV без шолома
Чи можна їхати вздовж узбережжя Каліфорнії без екіпірування? Так. Aptera класифікується як мотоцикл. Однак шолом не потрібний. Також не потрібна окрема ліцензія на керування мотоциклом. Оскільки транспортний засіб має закритий кузов, це має значення. Таке розмежування полегшує життя жителям Каліфорнії. Водії можуть користуватися смугами для автомобілів з одним водієм (HOV), навіть якщо в машині є лише одна людина. Ця класифікація працює на вашу користь.
Щоб дізнатися більше про Aptera та інші альтернативні автомобілі, перейдіть за посиланнями на наступній сторінці.
