Przemierz Stany Zjednoczone od wybrzeża do wybrzeża. Tylko jeden zbiornik paliwa. To brzmi szalenie. Ale odkąd Nicholas Otto zbudował pierwszy silnik benzynowy w latach 70. XIX wieku, a Rudolf Diesel przedstawił swój prototyp diesla w latach 90. XIX wieku, stale poprawiamy wydajność, posuwając się do przodu, a potem zatrzymując się. Czas działa teraz przeciwko globalnemu ociepleniu. Unia Europejska po raz kolejny zaostrza normy emisji. W Stanach Zjednoczonych prezydent Bush podpisał w grudniu 2007 r. ustawodawstwo wzywające do osiągnięcia średniego zużycia paliwa na poziomie 35 mpg do roku 2020. Małymi krokami.
Potem pojawia się Aptera Motors z siedzibą w San Diego.
Założona w 2006 roku przez Steve’a Fambrough i Chrisa Anthony’ego, prywatna firma ma na celu osiągnięcie 300 mpg. Zatrudniali nie tylko inżynierów. Sprowadzili specjalistów posiadających wiedzę specjalistyczną w zakresie materiałów kompozytowych, biotechnologii, aerodynamiki i finansów. Wynik? Trójkołowy, dwumiejscowy prototyp, który wygląda jak delfin połączony z helikopterem. Technicznie rzecz biorąc, jest to motocykl. Początkowo mogli go kupić tylko mieszkańcy Kalifornii. Jeśli sprzedaż pójdzie dobrze, planują wejść na rynek krajowy.
Pierwszy prototyp osiągnął 230 mpg. To 195 mpg powyżej celu federalnego. Twórcy nadal mieli nad czym pracować. Mieli nadzieję, że będą gotowi do końca 2008 roku.
Ale jak szybko on jedzie? Co zapewnia bezpieczeństwo w pojeździe, który bardziej przypomina dzieło sztuki niż samochód? Spójrzmy na specyfikację techniczną.
Dane techniczne i inżynieria Aptera
Trójkołowa Aptera to nie tylko kwestia wyglądu. To kwestia fizyki. Konstrukcja minimalizuje opór aerodynamiczny. Kształt zmniejsza powierzchnię. Każda krzywa ma swój własny cel.
Kluczowe wskaźniki wydajności
- Docelowa wydajność: 300 mpg
- Wynik prototypu: 230 mpg
- Pojemność: dwóch pasażerów
- Konfiguracja kół: trzy koła (klasyfikowane jako motocyklowe)
- Rynek początkowy: Tylko mieszkańcy Kalifornii
To nie jest samochód luksusowy. To jest oświadczenie. Aptera kwestionuje pogląd, że poruszanie się wymaga czterech kół i szerokiej konstrukcji nadwozia. Pyta: Czy możemy zrobić więcej za mniej? Różnica między 230 a 300 mpg jest niewielka na papierze, ale z technicznego punktu widzenia ogromna. Jak Fambrough i Anthony zmniejszyli różnicę? Z jakich materiałów składa się ciało? Czy rama przypominająca motocykl może zapewnić wystarczające bezpieczeństwo przy prędkościach autostradowych?
Odpowiedź kryje się w szczegółach. Kompozytowy korpus jest lekki. Aerodynamika jest agresywna. Elektrownia jest sprawna. Ale prawdziwa historia kryje się w liczbach. 300 mpg to nie sen. To jest cel. A dla niektórych jest już blisko.
Co się stanie, gdy prototyp trafi do produkcji? Czy waga wzrośnie? Czy wydajność spadnie? A może zacznie obowiązywać prawo malejących przychodów?
Dowiemy się o tym. Droga przed nami jest długa. Zbiornik jest mały. Liczby są duże.
Sekretem niesamowitej oszczędności paliwa Aptery nie jest magia. To jest inżynieria. Aptera Motors aktywnie wykorzystuje materiały kompozytowe, aby zmniejszyć wagę i nadać korpusowi opływowy kształt. Czym jednak właściwie jest materiał kompozytowy i dlaczego jest tak ważny w przypadku tego trójkołowego pojazdu elektrycznego?
Kompozyt to materiał składający się z dwóch lub więcej różnych składników. Nie tworzą pojedynczego wiązania chemicznego. Zamiast tego współpracują, aby stworzyć coś mocniejszego, lżejszego i bardziej elastycznego niż każdy z jego poszczególnych elementów. Weź drzewo. Jest to naturalny kompozyt składający się z mocnych włókien celulozowych spajanych ligniną, słabszym spoiwem. Albo beton. Jest to mieszanina kruszywa kamiennego i cementu.
W przemyśle motoryzacyjnym kompozyty z włókna węglowego stanowią złoty standard w pojazdach o wysokich osiągach. Można je zobaczyć w Astonie Martinie Rapide i Lamborghini Reventon. Materiały te pozwalają projektantom tworzyć konstrukcje, które są niewiarygodnie lekkie, a jednocześnie niezwykle mocne. Włókno szklane spełnia podobną funkcję i jest szeroko stosowane w lotnictwie, przemyśle stoczniowym, a nawet jako izolacja budynków.
Aptera nie kupuje tych materiałów po prostu z magazynu. Firma stosuje opatentowaną metodę Panel Automated Composite Construction (PAC2). Proces ten nadaje nadwoziu charakterystyczny kształt łzy. Rezultatem jest konstrukcja, która jest zarówno mocna, jak i aerodynamiczna, dzięki czemu samochód może przecinać powietrze, zamiast z nim walczyć.
Dlaczego Aptera nie jest jeszcze dieslem
Pierwotny plan był prostszy. Aptera planowała używać oleju napędowego. To miało sens. Mały, wydajny silnik mógłby wycisnąć ogromny zasięg z każdej kropli paliwa. Ale kalifornijskie normy emisji są drakońskie. Stworzenie silnika wysokoprężnego na tyle małego, aby zmieścił się w Apterze, a jednocześnie spełniającego rygorystyczne testy, okazało się zbyt trudne.
Zmieniła się więc strategia. Aptera będzie dostępna w wersji w pełni elektrycznej (EV) lub hybrydy typu plug-in (PHEV).
Docelowa prędkość maksymalna? Ponad 137 km/h (85 mil/h). Prawdopodobnie będzie elektronicznie ograniczona do 153 km/h (95 mph). Po co ograniczać samochód, który jest tak wydajny? Fizyka. Lekkie, wąskie samochody o dużym stosunku powierzchni do objętości są niestabilne przy dużych prędkościach. Opór powietrza staje się istotnym czynnikiem.
Wyobraź sobie, że zbyt mocno wystrzeliwujesz lekki papierowy samolot. On się chwieje. Zbacza z kursu. To się łamie. Lekki samochód boryka się z tym samym problemem. Przy prędkościach autostradowych opór powietrza staje się tak duży, że wąski samochód zaczyna wydawać się niestabilny. Ograniczanie prędkości to nie tylko kwestia wydajności. Chodzi o zapewnienie stabilności i bezpieczeństwa pojazdu.
Bezpieczeństwo Aptera
Ograniczenia prędkości nie są jedynym środkiem bezpieczeństwa.
Wyjaśnijmy jedną rzecz: dla Aptera Motors bezpieczeństwo nie jest kwestią drugorzędną. Uważają to za imperatyw inżynieryjny. Powód tej paranoi? Klasyfikacja prawna. Zgodnie z amerykańskim prawem ich trójkołowy pojazd elektryczny zalicza się do kategorii motocykli. 🏍️
Motocykle mają reputację. Mianowicie reputacja pojazdów podatnych na przewrócenia się. To nie tylko porażka; to jest fizyka. Aptera próbuje ominąć prawa fizyki, zanim organy regulacyjne będą miały szansę się wypowiedzieć.
Zadanie z fizyki: delta kontra żaba
Większość trójkołowców w historii korzystała z formacji delta. Oznacza to jedno koło z przodu i dwa z tyłu. Brzmi stabilnie, dopóki nie skręcisz w zakręt.
Tutaj robi się ciekawie. Każdy poruszający się obiekt ma wektor prędkości. Pomyśl o tym jak o wyimaginowanej linii skierowanej bezpośrednio w kierunku, w którym się poruszasz. Jeśli podróżujesz na północ, wektor wskazuje północ. Skręcasz w lewo i wektor się przesuwa.
Jeśli w konfiguracji delta przesuniesz ten wektor zbyt daleko poza rozstaw osi podczas zakrętu, w grę wchodzą prawa dźwigni. Pojazd się przewraca. To oczekiwana rewolucja i dlatego ludzie sceptycznie odnoszą się do trójkołowców.
Aptera wywróciła sytuację do góry nogami. Wybrali formację żab. Dwa koła z przodu i jedno z tyłu.
„Formacja żaby utrzymuje wektor prędkości pojazdu pomiędzy dwoma przednimi kołami, znacznie zmniejszając prawdopodobieństwo wywrócenia się”.
Nie chodzi tylko o liczbę kół. Chodzi o geometrię. Dzięki umieszczeniu punktu obrotu z przodu, konstrukcja Aptery gwarantuje, że nawet podczas ostrego pokonywania zakrętów siły pozostaną w obszarze styku przednich opon. Tylne koło po prostu podąża za nimi, ciągnąc za nimi swój ciężar. To zrównoważone. To niezawodne. Nie chce umrzeć.
Środek ciężkości: grzech SUV-ów
Stabilność zależy nie tylko od kół. To zależy od rozkładu masy. Samochody wyścigowe mają nisko położony środek ciężkości. Dlaczego? Ponieważ potrzebują masy podwozia, aby pokonać siły przeciążenia występujące podczas pokonywania zakrętów z prędkością przekraczającą 240 km/h. Jeśli środek ciężkości będzie zbyt wysoko, samochód się przewróci.
SUV-y? Są wysocy. Ciężki. Skłonny do wywrócenia się. Umieszczają swoją masę na wysokim poziomie, co sprawia, że każdy manewr awaryjny jest potencjalną katastrofą.
Aptera siedzi nisko. Płaski. Blisko asfaltu.
W połączeniu z systemem kontroli trakcji daje to pojazd, który wytrzymuje wywrócenie się znacznie lepiej niż standardowy motocykl. To nie magia. To po prostu podstawowa inżynieria motoryzacyjna zastosowana w nietypowym kształcie.
Testy zderzeniowe i DNA Formuły 1
Teoria jest dobra. Dane są lepsze.
Aptera przeprowadziła testy zderzeniowe. Wyniki? Pojazd przekroczył wymagania dotyczące wytrzymałości na wywrócenie się i zderzenie czołowe. Konstrukcja przetrwała. Rama nie jest wypaczona.
Skąd wzięła się ta siła? Z samochodów wyścigowych Formuły 1.
Klatka bezpieczeństwa z przodu Aptery została bezpośrednio zainspirowana projektami Formuły 1. Są to pojazdy zaprojektowane tak, aby przetrwać zderzenia przy prędkościach do 200 mil na godzinę. Przeniesienie tego poziomu sztywności na pojazd elektryczny o małej pojemności jest z pewnością przesadą. Ale jeśli Twoje życie zależy od tego, czy nie przewrócisz się przy prędkości 60 km/h, jedynym akceptowalnym podejściem będzie redundancja.
Bezpieczeństwo nie dotyczy tylko ciała. Aptera Motors opracowała system „Eyes Forward”, aby wyeliminować martwe punkty utworzone przez wąską obudowę. Lusterka wsteczne nie pozwalają zobaczyć, co dzieje się z tyłu, ponieważ widok jest zasłaniany przez kształt samochodu. Przed kierowcą zamontowany jest wyświetlacz wideo, pokazujący widok na tył pojazdu w zakresie 180 stopni. Ten ekran jest niezbędny do bezpiecznej jazdy, ponieważ jest niezbędny do sprawdzenia sytuacji na drodze. Dodatkowy poziom bezpieczeństwa zapewnia moduł GPS zamontowany na konsoli środkowej: pomaga utrzymać orientację i zapewnia, że poruszasz się we właściwym kierunku.
Realność koncepcji „Dwa plus jeden”.
Układ wewnętrzny jest ściśle regulowany. To jest koncepcja dwa plus jeden. Z przodu zmieszczą się wygodnie dwie dorosłe osoby. Z tyłu znajduje się zdejmowane trzecie siedzenie, przeznaczone wyłącznie dla niemowląt. Po usunięciu tego siedzenia powstaje miejsce na 15 toreb z zakupami. To całkiem dużo miejsca jak na auto tej wielkości.
Dostęp do pasów dla pojazdów HOV bez kasku
Czy można jeździć wzdłuż wybrzeża Kalifornii bez sprzętu? Tak. Aptera jest klasyfikowana jako motocykl. Jednak kask nie jest wymagany. Do kierowania motocyklem nie jest także potrzebne osobne prawo jazdy. Ponieważ pojazd ma zamkniętą nadwozie, ma to znaczenie. To rozróżnienie ułatwia życie Kalifornijczykom. Kierowcy mogą korzystać z pasów dla pojazdów jednoosobowych (HOV), nawet jeśli w samochodzie znajduje się tylko jedna osoba. Ta klasyfikacja działa na Twoją korzyść.
Aby dowiedzieć się więcej o Aptera i innych alternatywnych pojazdach, skorzystaj z łączy na następnej stronie.
