Pomysł przejechania się z Atlantyku na Pacyfik na jednej stacji benzynowej brzmi jak science fiction. Ale to przestaje być fantazją, jeśli spojrzysz na to, co buduje Aptera Motors. Odkąd Nikolaus Otto zbudował pierwszy silnik benzynowy w latach siedemdziesiątych XIX wieku, a Rudolf Diesel przedstawił swoją konstrukcję z zapłonem samoczynnym w latach dziewięćdziesiątych XIX wieku, nieustannie staramy się poprawiać wydajność. Postęp jest nierówny.
Kwestie klimatyczne w końcu zmuszają do działania. Unia Europejska w dalszym ciągu zaostrza normy emisji. Samochody ultrakompaktowe, takie jak Smart Car, MINI Cooper czy Toyota iQ, zyskują na popularności ze względu na swoje niewielkie wymiary i oszczędność energii. Była też wola polityczna w Stanach Zjednoczonych. Prezydent George W. Bush podpisał ustawę o energii w dniu 19 grudnia 2007 r. Zobowiązała ona producentów samochodów do podniesienia średniej w branży do 35 mpg do 2020 r.
To jest cel. Ale to nie jest koniec.
Aptera Motors, prywatna firma z San Diego, mierzy wyżej. Nie tylko starają się spełniać standardy. Próbują ich pokonać. Aptera to trzykołowy, dwumiejscowy prototyp o mocy 300 mpg. Steve Fambrough i Chris Anthony założyli firmę w 2006 roku. Nie mieli tradycyjnego doświadczenia w branży motoryzacyjnej. Ich życiorysy dotyczyły materiałów kompozytowych, biotechnologii, aerodynamiki i finansów.
To połączenie stworzyło coś niezwykłego. Samochód wygląda jak delfin skrzyżowany z helikopterem. Technicznie klasyfikuje się go jako motocykl. Ta luka prawna ma znaczenie. Oznacza to, że pierwsze modele produkcyjne będą dostępne wyłącznie dla mieszkańców Kalifornii. Jeśli samochód będzie się dobrze sprzedawał, Aptera będzie rozwijać sprzedaż w kraju i za granicą.
Wczesny prototyp osiągał już 230 mpg. To o 195 mpg więcej niż norma ustalona przez prawo z 2007 roku. Inżynierowie wciąż mają nad czym pracować. Oczekują, że samochód będzie gotowy dla Kalifornijczyków do końca 2008 roku.
Ale są pytania. Jak szybko to właściwie leci? Co się stanie, jeśli zderzysz się z czymś? Skoro jest to „motocykl”, to gdzie jest klatka bezpieczeństwa?
Funkcje Aptery
Aptera to nie tylko koncepcja. To starannie zaprojektowana odpowiedź na wymaganie 35 mpg. Projekt na pierwszym miejscu stawia aerodynamikę.
Elektrownia
Aptera nie stawia na jedną technologię. Tworzą system hybrydowy, który maksymalizuje odzysk energii.
- Napęd elektryczny: Główny ruch zapewniają silniki elektryczne. Gwarantuje to zerową emisję spalin podczas jazdy po mieście.
- Przedłużacz zasięgu: Mały silnik spalinowy działa jak generator. Ładuje akumulator podczas jazdy. Nie kręci bezpośrednio kołami.
- Ładowanie energią słoneczną: Panele nadwozia są zintegrowane z ogniwami słonecznymi. To dodaje mile bez konieczności podłączania kabla.
Wydajność
Celem jest 300 mpg. Prototyp osiągał 230 mpg.
| Metryczne | Cel | Wynik prototypu |
|---|---|---|
| Zużycie paliwa | 300 mpg | 230 mpg |
| Pasażerowie | 2 | 2 |
| Koła | 3 | 3 |
| Klasyfikacja | Motocykl | Motocykl |
Projekt i bezpieczeństwo
Kształt w kształcie kropli. To znacznie zmniejsza współczynnik oporu. Nisko położony środek ciężkości poprawia prowadzenie. Jednak klasyfikacja motocykla jako motocykla budzi obawy dotyczące bezpieczeństwa.
„Jeśli Aptera będzie się dobrze sprzedawać, AC ma nadzieję zaoferować ten samochód na rynku krajowym i międzynarodowym”.
Firma stawia na czujność kierowców. Nie tutaj
Chcesz wiedzieć, jak Aptera wyciska tak absurdalnie wysoką oszczędność paliwa. Odpowiedź kryje się w więcej niż jednym czynniku. To połączenie kilku elementów, ale prawdziwą supermocą Aptera Motors są materiały kompozytowe.
Ludzie często używają tego słowa w kręgach inżynieryjnych, ale co to naprawdę oznacza? Dlaczego jest to ważne dla Twojego garażu?
Materiał kompozytowy łączy w sobie dwie lub więcej różnych substancji. Nie łączą się w nowy związek chemiczny. Zamiast tego współistnieją, wykorzystując swoje indywidualne mocne strony. Rezultatem jest materiał, który jest mocniejszy, lżejszy i łatwiejszy w formowaniu niż którykolwiek z jego poszczególnych komponentów.
Natura robi to cały czas. Drewno jest kompozytem. Włókna celulozowe zapewniają wytrzymałość na rozciąganie. Lignina pełni funkcję spoiwa. Materiał jest lekki, ale trwały. Beton to kolejny przykład. Kruszywo kamienne zmieszane z cementem tworzą trwałą płytę.
Przemysł motoryzacyjny i lotniczy polega na tych materiałach w celu poprawy wydajności. Kompozyty węglowe są standardem w samochodach sportowych z najwyższej półki. Pomyśl o Astonie Martinie Rapide lub Lamborghini Reventon. Zmniejszenie masy ma bezpośredni wpływ na prędkość i prowadzenie. Włókno szklane zapewnia niesamowitą wytrzymałość łodzi, samolotów, a nawet izolacji domów.
Aptera nie kupowała tylko gotowego włókna węglowego. Opracowali własną opatentowaną metodę: Panel Automated Composite Construction (PAC2). Proces ten nadaje ciału charakterystyczny kształt łzy.
„Aptera wykorzystuje swój własny, zastrzeżony proces zwany «Panel Automated Composite Construction (PAC2)» przy projektowaniu nadwozia, co nadaje samochodowi unikalny aerodynamiczny kształt.”
Aerodynamika to nie tylko kwestia wyglądu. To kwestia przetrwania przy dużych prędkościach.
Początkowo planowano zastosować silnik wysokoprężny. To nie zadziałało. Kalifornijskie testy emisji są niezwykle rygorystyczne. Jeśli zmniejszysz silnik wysokoprężny na tyle, aby zmieścił się w tym rozmiarze, nie zdasz testu. Dlatego zespół zmienił kurs.
Obecnie jest to albo całkowicie elektryczny układ napędowy, albo hybryda typu plug-in.
Certyfikowana prędkość maksymalna powyżej 85 mil na godzinę. Spodziewaj się elektronicznego ogranicznika przy prędkości 95 mil na godzinę. Dlaczego nie zatrzymać się na tym?
Lekkie pojazdy mają problemy ze stabilnością przy dużych prędkościach. Siłą dominującą staje się opór powietrza. Tu nie chodzi o moc. Mówimy o fizyce.
Wyobraź sobie, że rzucasz lekkim papierowym samolotem. Mocno go naciskasz. Szybko leci do przodu. Potem zaczyna się chwiać. Powietrze go wciąga. Zbacza z kursu.
To samo dzieje się z lekkim samochodem przy prędkościach autostradowych. Bez starannego projektu przepływ powietrza zdestabilizuje obudowę. Kształt Aptera kontroluje ten przepływ powietrza. Limit szybkości jest buforem bezpieczeństwa, a nie ograniczeniem wydajności.
Ale ograniczenie prędkości to nie jedyny ruch.
Bezpieczeństwo Aptery
Jak konfiguracja krzyżowa rozwiązuje problem ryzyka przewrócenia się pojazdów trójkołowych
Klasyfikacja motocykla jest zwykle przedmiotem natychmiastowego zainteresowania. Oznacza to dwa koła, brak nadwozia ochronnego i duże prawdopodobieństwo wylądowania na asfalcie. Aptera Motors napotkała dokładnie tę przeszkodę. Tworząc trójkołowiec, początkowo wpadła w kategorię prawną, która niesie ze sobą piętno niestabilności. Strach nie jest bezpodstawny. Historia pełna jest prób tworzenia konfiguracji delta, które przewracały się przy pierwszym ostrym zakręcie.
Konfiguracja delta ma jedno koło z przodu i dwa z tyłu. Wygląda stabilnie, o ile fizyka nie przeszkadza. Każdy poruszający się obiekt ma wektor prędkości. Jeśli przesuniesz się na północ, wektor będzie wskazywał północ. Przy skręcie w lewo wektor przesuwa się. Jeśli to przemieszczenie wykracza zbyt daleko poza rozstaw osi, moment obrotowy spowoduje odwrócenie pojazdu. Samochód delta jest szeroki z tyłu, ale wąski z przodu. To balansowanie, które zawodzi pod wpływem bocznych sił przeciążenia.
Aptera wybrała konfigurację żaby. Dwa koła z przodu. Jeden z tyłu.
Taka geometria wymusza umieszczenie wektora prędkości pomiędzy dwiema przednimi oponami. Rozkład masy w naturalny sposób utrzymuje środek ciężkości nisko i wyśrodkowany. Wspaniały wyczyn? Mało prawdopodobny. Geometria jest temu przeciwna. Dodaj do tego nisko położony środek ciężkości i agresywną kontrolę trakcji, a ryzyko wywrócenia się zniknie. Samochody wyścigowe wykorzystują nisko położony środek ciężkości z tego samego powodu: aby pokonać siły boczne w szybkich zakrętach. SUV-y mają duży prześwit i łatwo się przewracają. Aptera ma nisko położony środek ciężkości i zapewnia pewność na drodze.
Testy zderzeniowe potwierdziły teorię. Pojazd przekroczył wymagania wytrzymałościowe zarówno w przypadku zderzeń czołowych, jak i przewróceń. Przednia klatka ochronna jest bezpośrednio inspirowana samochodami wyścigowymi Formuły 1. Samochody te osiągają prędkość do 200 mil na godzinę. Potrzebują projektów, które nie zapadają się w stronę kokpitu. Rama Aptera zapożycza tę logikę. To nie jest tylko fotowoltaiczny moduł miejski. Jest to konstrukcja zaprojektowana tak, aby przetrwać w środowiskach o wysokim zużyciu energii.
System Aptera patrzy do przodu
Klatka ochronna utrzymuje Twoją integralność. System Eyes Forward zapobiega kolizjom z tą klatką.
Ten zespół czujników i kamer zaprojektowano nie tylko z myślą o utrzymywaniu pasa ruchu. Jest to proaktywna warstwa ochrony. System monitoruje drogę przed pojazdem, korzystając z różnych danych wejściowych pochodzących z lidarów i radarów. Analizuje wzorce ruchu. Wykrywa pieszych. Przewiduje włączenie świateł stopu pojazdu poprzedzającego, jeszcze zanim je zauważysz.
Tradycyjne funkcje ADAS są responsywne. Eyes Forward przewiduje.
Okucia są ukryte za aerodynamicznymi szybami. Żadnych nieporęcznych zderzaków. Brak wystających czujników tworzących opór powietrza. Kamery są montowane podtynkowo. Lidar jest wbudowany. Zachowuje to współczynnik oporu pojazdu, zapewniając jednocześnie widoczność we wszystkich kierunkach.
Podczas testów system znacząco ograniczył liczbę nagłych hamowań. Płynnie reguluje prędkość. Z wyprzedzeniem ostrzega kierowcę. Przejmuje kontrolę nad pojazdem, gdy zboczenie z pasa ruchu jest niewielkie, ale niebezpieczne. W pojeździe, dla którego najważniejsza jest wydajność, liczy się droga hamowania. Mniejsze hamowanie oznacza mniej marnowanej energii. Oznacza to również mniejsze zużycie opon.
Integracja jest kluczowa. Większość pojazdów elektrycznych instaluje funkcje autonomiczne jako opcję dodatkową. System Eyes Forward jest wpleciony w samą architekturę pojazdu. Łączy się bezpośrednio ze sterownikami silników. Komunikuje się z systemem zarządzania baterią. Kiedy zdecyduje się zwolnić, w pierwszej kolejności włączane są hamulce regeneracyjne. Włącza się tarcie hamulca
Bezpieczeństwo dzięki widoczności
Jeśli chodzi o Twoje bezpieczeństwo, ciało wykonuje tylko połowę pracy. Aptera Motors stawia na system wizyjny „Eyes Forward”. Wyświetlacz wideo znajduje się bezpośrednio przed kierowcą. Zapewnia widoczność do tyłu pojazdu w promieniu 180 stopni. To nie jest tylko chwyt marketingowy. Aptera w kształcie łzy całkowicie zakrywa tylną szybę. Nie możesz zobaczyć na własne oczy, co się kryje za tym. Nagranie z kamery jest obowiązkowe w przypadku podstawowej jazdy.
Moduł GPS na konsoli środkowej dodaje kolejną warstwę pewności. Pokazuje, gdzie jesteś. Przynajmniej nie zjedziesz przypadkowo z klifu.
Praktyczność ponad tradycją
To jest koncepcja dwa plus jeden. Z przodu wygodnie zmieszczą się dwie dorosłe osoby. Z tyłu znajduje się trzecie zdejmowane siedzenie dla niemowląt. Usuń to siedzenie i masz przestrzeń bagażową. Aptera twierdzi, że jest w stanie pomieścić 15 toreb z zakupami. To dobry wskaźnik jak na samochód tej wielkości.
Jazda wzdłuż wybrzeża Kalifornii nie wymaga kasku. Być może spodziewasz się, że będzie dostępny. Aptera jest klasyfikowana jako motocykl. Ale to jest motocykl zamknięty. Nie potrzebujesz prawa jazdy na motocykl. Nie potrzebujesz ochrony głowy. Ta klasyfikacja faktycznie pomaga Kalifornijczykom. Mogą korzystać z pasów dla pojazdów wieloosobowych (HOV). Nawet jeśli w środku jest tylko jedna osoba.
Szerszy kontekst
Zastanawiasz się, co jeszcze jest na rynku? Krajobraz pojazdów alternatywnych szybko się zmienia. Skorzystaj z łączy na następnej stronie, aby zobaczyć, jak inni producenci radzą sobie z kwestiami skuteczności i bezpieczeństwa.
