Веломобиль: высокотехнологичный велосипед или низкотехнологичный автомобиль?
Лежачие велосипеды с кузовом вызывают любопытный эффект. Они выглядят такими же быстрыми, как гоночный автомобиль или реактивный истребитель, но, конечно же, это не так.
Тем не менее, благодаря лежачему положению, минимальному весу и выдающейся аэродинамике для педалирования «веломобиля» требуется в три-четыре раза меньше энергии, чем для педалирования обычного велосипеда.
Эта более высокая энергоэффективность может быть преобразована с точки зрения комфорта, но также может быть использована для достижения более высоких скоростей и более длинных расстояний – обычные велосипедисты могут легко поддерживать крейсерскую скорость 40 км/ч (25 миль в час) или выше. Таким образом, веломобиль становится отличной альтернативой автомобилю на средние расстояния, особенно в плохую погоду.
По сути, веломобиль — это лежачий велосипед с добавлением кузова. Лежачие велосипеды считаются немного странными, но у них есть некоторые интересные преимущества по сравнению с обычными велосипедами. Например, у лежачего велосипеда нет седла, но есть удобное сиденье с поддержкой спины, так что вам удобнее сидеть или лежать и дольше крутить педали. Благодаря их превосходным аэродинамическим характеристикам вращение педалей на лежачем велосипеде требует меньше усилий, что позволяет вам путешествовать быстрее и дальше, чем на обычном велосипеде. Лежачие велосипеды могут иметь два, три или четыре колеса. Трехколесные (3 колеса) и квадроциклы (4 колеса) обеспечивают дополнительную устойчивость.
Веломобиль — почти всегда трайк — предлагает два дополнительных преимущества по сравнению с обычными лежачими трехколесными велосипедами. Кузов защищает водителя (и механические части) от непогоды, поэтому автомобиль можно использовать в любое время года и в любом климате. Кроме того, аэродинамическая форма кузова еще больше повышает эффективность автомобиля, что дает впечатляющие результаты.
Веломобиль против велосипеда
Из приведенной ниже таблицы (источник.pdf) видно, что выходная мощность, необходимая для достижения скорости 30 километров в час (18.6 миль/ч) в современном веломобиле (Quest), составляет всего 79 Вт по сравнению с до 271 Вт на обычном велосипеде и 444 Вт на запущенном велосипеде. Таким образом, вращение педалей со скоростью 30 км/ч требует в 3.5 раза меньше энергии на веломобиле, чем на обычном велосипеде. Выходная мощность (выходная мощность 250 Вт) дает вам скорость 29 км/ч (18 миль/ч) на обычном велосипеде и 50 км/ч (31 миль/ч) на веломобиле.
НАСА оценивает среднюю долгосрочную выходную мощность для взрослого мужчины в 75 ватт, в то время как здоровые люди могут легко выдерживать более 100 ватт в течение нескольких часов, от 200 до 300 ватт в течение одного часа и от 300 до 400 ватт в течение как минимум 10 часов. минут. Говорят, что Лэнс Армстронг выдавал в среднем от 475 до 500 Вт в течение 38 минут во время подъема в гору на Тур де Франс 2001 года. (Источник: дом с питанием от человека).
Если вы обычно ездите на велосипеде, то с веломобилем вы можете сделать две вещи: сохранить ту же скорость, что и обычно, но использовать в 3.5 раза меньше энергии, или прибыть в пункт назначения в два раза быстрее с теми же усилиями. Эта высокая эффективность значительно увеличивает запас хода автомобиля с педальным приводом. Велосипед обычно рассматривается как средство передвижения на короткие расстояния, в основном менее 5 километров или 3 миль (= 15 минут езды на велосипеде со скоростью 20 км/ч или 12.4 мили в час). Однако среднее расстояние автомобильной поездки в Европе и США составляет от 13 до 15 километров (от 8 до 9.3 миль).
Веломобиль достигает постоянной крейсерской скорости 35 км/ч (21.7 мили в час) с той же выходной мощностью, так что расстояние, преодолеваемое за 15 минут, становится 9 километров (5.5 миль) вместо 5 километров (3 мили). При скорости 45 км/ч (обычной для обычного велосипедиста) расстояние, преодолеваемое за 15 минут, становится более 11 километров (6.8 мили). Таким образом, двадцати минут кручения педалей на веломобиле достаточно для средней автомобильной поездки. Веломобиль может заменить значительную часть автомобильных миль, особенно потому, что транспортные средства также защищают своих пассажиров от ветра, дождя и холода.
По определению, веломобили созданы для скорости. Кузов дает явное преимущество на более высоких скоростях, начиная с 20–25 км/ч (от 12.4 до 15.5 миль/ч). Выше этих скоростей почти вся энергия, вырабатываемая велосипедистом, направляется на борьбу с сопротивлением воздуха. Из-за вертикального положения аэродинамика велосипедиста на обычном велосипеде разочаровывает. С другой стороны, веломобиль испытывает меньшее сопротивление воздуха, чем даже самый аэродинамичный спортивный автомобиль.
Однако на более низких скоростях сравнительно тяжелый (25-40 кг) веломобиль становится недостатком. Он разгоняется медленнее, чем обычный велосипед, и ему гораздо труднее подниматься в гору. Электрический вспомогательный двигатель может решить эту проблему в холмистой местности. Двигатель может помочь веломобилю подняться, а энергия может быть восстановлена из тормозов во время спуска. Конечно, электрическая помощь также может быть рассмотрена на ровной местности, вариант, который в наши дни набирает большую популярность.
По определению, веломобиль создан для дальних поездок. Для более коротких поездок по городу традиционный велосипед непревзойден. Он быстрее разгоняется, он более маневренный, и с него очень легко садиться и садиться.
Веломобиль против электромобиля
Дрис Каллебаут и Брехт Вандепутт, бельгийские разработчики веломобиля WAW, рассчитали, как эффективность веломобиля соотносится с эффективностью электромобиля (используя собственные данные и этот источник). Во время экомарафона в начале этого года они оснастили свой веломобиль электродвигателем, полностью заменившим педальный привод. Это не совсем то, для чего предназначен автомобиль, но преимущество эксперимента в том, что он позволяет провести однозначное сравнение.
Энергопотребление WAW было измерено на уровне 0.7 кВтч на 100 км (62 мили). Это делает веломобиль более чем в 20 раз более эффективным, чем электромобили, представленные в настоящее время на рынке. Например, Nissan Leaf требует 15 кВтч на 100 км. Огромная разница, конечно, из-за огромной разницы в весе. Без аккумулятора Nissan весит чуть больше тонны, а WAW весит менее 30 кг.
Для веломобиля, приводимого в движение человеком, сравнение немного сложнее и открыто для интерпретации, потому что человек работает (в основном) не на электричестве, а на биомассе. Таким образом, эффективность веломобиля, приводимого в движение человеком, зависит от того, что ест велосипедист (эффективность электромобиля также зависит от того, как вырабатывается электричество). Callebaut и Vandeputte установили потребление первичной энергии на уровне 0.6 кВтч/100 км для вегетарианской диеты из собственного сада и до 2.4 кВтч на 100 км для средней диеты западного невегетарианца.
Таким образом, веломобиль с приводом от человека в 15-62 раза более энергоэффективен, чем Nissan Leaf. Не просто от 6 до 25 раз, потому что здесь мы сравниваем первичную энергию. 15 кВт·ч, потребляемые Nissan, соответствуют примерно 37.5 кВт·ч первичной энергии, поскольку КПД электростанций (в Европе) составляет 40 процентов.
Вы также можете утверждать, что сжигание жира — это положительное явление независимо от того, откуда поступает пища, поскольку ожирение и отсутствие физических упражнений распространены во всем западном мире. Энергия, которая сейчас тратится впустую в фитнес-центрах, или жир, который висит перед телевизором, можно было бы с пользой использовать в качестве заменителя масла в транспорте. В этом представлении веломобиль потребляет (так же, как велосипедист и пешеход) 0,00 кВтч на 100 километров.
происхождения
Истоки веломобилей можно проследить до начала двадцатого века, но современный обтекаемый веломобиль появился только в 1980-х годах. Первым коммерчески доступным веломобилем стала датская Leitra. В 1993 году на рынке появился голландский Alleweder. Около 500 из них были проданы в Нидерландах, Бельгии и Германии на протяжении 1990-х годов.
Alleweder представил важное технологическое новшество: самонесущий монокок кузова, конструкция которого аналогична конструкции автомобиля, но намного легче. Это сделало веломобиль более прочной, не утяжеляя его. Система подвески, представленная Alleweder, также была вдохновлена автомобилями. Кузов оригинального Alleweder сделан из алюминиевых пластин, склепанных вместе, техника, вдохновленная авиастроителями.
С крышей или без
Все производимые с тех пор веломобили основаны на принципах конструкции Alleweder. Единственное отличие состоит в том, что кузов больше не состоит из алюминия, а состоит из композитов (например, кевлара). Эти материалы более дорогие, но дают больше свободы при проектировании обтекателя, что позволяет улучшить аэродинамику.
Современный веломобиль весит от 24 до 40 килограммов, имеет длину около 250 сантиметров, ширину 80 сантиметров и высоту 95 сантиметров. Три колеса имеют подвеску, а в кузов встроены зеркала заднего вида, фары, указатели поворота и (иногда) стоп-сигналы. Веломобиль также имеет багажное отделение, сравнимое со спортивным автомобилем.
Современные веломобили бывают двух видов: автомобили с торчащей головой водителя (например, Quest, WAW, Versatile, Mango, Velayo и Alleweder) и автомобили, в которых водитель полностью закрыт. (например, Go-One, Leiba, Leitra, Pannonrider и Cab-Bike). В случае полностью закрытого автомобиля часть кузова можно открыть, чтобы войти и выйти. В полуоткрытом веломобиле водитель входит и выходит через отверстие, через которое торчит голова.
Веломобили могут иметь открытые или закрытые колесные арки. Закрытые колесные арки улучшают аэродинамику, но увеличивают цикл разворота и затрудняют замену шины.
Изображение: Pannonrider (фото предоставлено) имеет солнечные батареи на кузове (энергия ветра – еще один вариант!).
Конечно, полностью закрытые веломобили лучше всего защищают от непогоды, но у них есть несколько недостатков. Основная проблема связана с вентиляцией. Даже в холодную погоду водитель может «перегреться». Тело, которое выдает 200 Вт, производит около 1000 Вт отработанного тепла, которое в основном уходит через голову. В полностью закрытом веломобиле также страдают слух и зрение. Лобовое стекло может запотеть или стать непрозрачным из-за дождя или снега (дворники не подходят ни для одного веломобиля, вероятно, из-за дополнительного веса, который будет добавлен двигателем и аккумулятором).
Таким образом, полностью закрытый веломобиль нуждается в эффективной системе естественной вентиляции (что может происходить через воздухозаборник в носовой части транспортного средства). Некоторые производители пошли на компромисс. WAW имеет небольшую дополнительную крышу с системой вентиляции, которой можно управлять изнутри автомобиля. Его можно быстро установить, а в сложенном состоянии он помещается в багажник. У Versatile также есть «умная» крыша, позволяющая обойти проблемы с отоплением и вентиляцией, но при этом защитить водителя от дождя.
Немецкий производитель Hase недавно представил лежачий трехколесный велосипед со складным обтекателем (и вспомогательным электрическим двигателем). Это не компромисс между полностью или полузакрытым веломобилем, а между последним и обычным лежачим трайком — наиболее комфортным и аэродинамичным вариантом в теплую погоду.
двухместные
В последнее время появились двухместные веломобили, такие как «Бакмобиль» (грузовой велосипед) и «Дуоквест». Основная идея заключается в том, что пассажиры сидят рядом друг с другом. Приятно видеть, что уют по-прежнему превосходит аэродинамику.
Еще одной недавней тенденцией являются веломобили, которые были специально разработаны для того, чтобы легко садиться и выходить из них. Адаптированный дизайн снижает защиту от атмосферных воздействий и аэродинамику, но в результате получается более эффективный велосипед на более высоких скоростях, что удобно на коротких дистанциях.
Веломобили слишком дорогие?
Высокая закупочная цена часто упоминается как одно из самых больших препятствий для прорыва веломобиля на массовый рынок. Полностью оборудованная машина обойдется вам как минимум в 5,000 евро (6,700 долларов) — значительно больше, чем вы платите за велосипед хорошего качества. В США цены снизились с уровня вдвое выше, так как теперь некоторые популярные североевропейские бренды также производятся в Штатах. Перевезти веломобиль через Атлантику недешево.
Высокая цена частично связана с доплатой за лежачий, но в основном с кузовом. Каждый веломобиль изготавливается вручную, причем больше всего работы требует обтекатель. Конечно, было бы дешевле производить веломобили на конвейере, особенно в стране с низкой заработной платой. Но даже в этом случае — включая социальную эксплуатацию и дополнительные затраты на охрану окружающей среды — никто не ожидает, что веломобиль будет продаваться менее чем за половину текущей цены. Легкие материалы, необходимые для работы технологии, просто оказались дорогими.
Можно, конечно, посмотреть на это иначе. Веломобиль дороже велосипеда, но дешевле автомобиля. Поскольку производительность и комфорт также находятся между автомобилем и велосипедом, цена начинает выглядеть более разумной. Более того, автомобилю нужно топливо, а веломобилю – нет. Техническое обслуживание ограничивается заменой шин. Тот, кто меняет свой автомобиль на веломобиль, определенно принимает экономное решение. Правительства могли бы помочь преодолеть закупочную цену, финансово поддержав веломобили вместо электромобилей и биотоплива — по крайней мере, их экологическая выгода очевидна, и им не нужна совершенно новая зарядная инфраструктура.
Альтернатива автомобилю?
Самое главное препятствие для веломобиля — не цена покупки. Это соревнование автомобилей. Хотя веломобиль может ездить по достаточно широкой велосипедной дорожке, из-за больших габаритов и более высоких скоростей он больше подходит для бездорожья. Концепция веломобиля верна до тех пор, пока транспортному средству не приходится делить дорогу с автомобилями. На нынешних дорогах управлять веломобилем было бы относительно опасно. Водители автомобилей не всегда вас видят, и, несмотря на множество усилений в кузове, вы очень уязвимы против, скажем, Jeep Cherokee.
Таким образом, прорыв в области веломобилей требует либо совершенно новой инфраструктуры для педального привода, либо замены автомобилей веломобилями (и другими транспортными средствами, приводимыми в движение людьми) в существующей местной и региональной дорожной системе. Последний вариант, который я предпочитаю, не способствовал бы продажам автомобилей, но ничто и никто не мешает автопроизводителям выпускать веломобили.
Все, что вы хотели знать о веломобиле Northern Light Motors 428
Несколько дней назад в различных группах веломобилей на Facebook появились фотографии прекрасно выглядящего серо-голубого широкофюзеляжного веломобиля с оранжевыми шинами и одной большой передней фарой, которые привлекли огромное внимание. Однако информации об этом в посте от Грэма Брауна или в комментариях было мало, и возникло много вопросов. Итак, я приношу вам полный набор информации, чтобы мы знали как можно больше о чудесно выглядящем веломобиле.
Грэм Браун — дизайнер проекта, и он некоторое время думал об этом. Его опыт связан с автомобильным дизайном. Около 20 лет назад он был главным конструктором TVR и занимался разработкой кабриолета Tuscan, гоночного автомобиля T440 Le Mans и моделей Sagaris. Затем он разработал автомобиль-амфибию под названием Scamander для бывшего владельца TVR. С тех пор у него были контракты с более крупными производителями, такими как Jaguar и Bentley, а недавно он работал над заброшенным электромобилем Dyson EV.
У Грэма две компании. Одна из них — консалтинговая компания по дизайну под названием Morphosa, а вторая — новая компания, специализирующаяся на трехколесном велосипеде, под названием Northern Light Motors. Веб-сайт NLM еще не опубликован, и, поскольку он получает много вопросов, он пока разместил около 428 информации по адресу Morphosa.
То, что мы видим на фотографиях, — это первый прототип, который все еще тестируется и разрабатывается. Проект полностью финансировался Грэмом, поэтому он выполнялся в свободное время. Грэм в настоящее время ведет переговоры с потенциальными инвесторами о сборе средств, чтобы он мог полностью сосредоточиться на разработке. Если это будет достигнуто, 428 может быть запущен в производство в течение 12 месяцев, если нет, то время будет столько, сколько потребуется.
Модель 428 — это легальный трехколесный велосипед EPAC (стандарт EN 15194 от 2009 года для циклов с электронным управлением), способный развивать скорость до 50 км/ч при использовании с неограниченным двигателем номинальной мощностью 80 Вт, расположенным в задней ступице. . Если это законно для улицы в соответствии с законами ЕС, номинальная мощность ограничена 1000 Вт плюс человеческая сила. Как мы должны это понимать? Веломобиль представляет собой серийный гибрид, поэтому между шатунами и задним колесом нет цепи. Вместо этого кривошип приводит в действие генератор, а вырабатываемое электричество заряжает аккумулятор. Затем аккумулятор подключается к двигателю. Так что задействованы только провода. Аналогичная система используется в веломобиле Podbike или складном электровелосипеде Mando. Это также отвечает на вопрос, будет ли он доступен и в неэлектрической версии. Ответ очевиден: «Нет».
Веломобиль весит менее 70 кг / 154 фунта, что кажется довольно большим, но обеспечивает большую безопасность. Прототип имеет двойную обшивку по всему периметру и наполнен пеной из-за метода изготовления, аналогичного тому, как изготавливаются доски для серфинга. Механически обработанный полистирол, покрытый тканым стекловолокном с эпоксидной смолой. Серийная литая версия будет иметь двойную глубокую секцию порога, идущую вдоль и поперек пилота, своего рода камеру безопасности.
Колея, а также ширина транспортного средства намного шире, чем вы знаете от других веломобилей. Грэм говорит, что все, что меньше 1 м, нестабильно. Тестовый автомобиль имеет высоту 1.2 м и очень хорошо управляется. Он имеет дорожный просвет 85 мм, который легко регулируется.
За пилотом достаточно места для хранения примерно трех больших сумок с продуктами. Подвеска не имеет демпфирования или стабилизатора поперечной устойчивости, пружины из углеродного волокна проходят через шасси и могут изгибаться посередине, сзади есть своего рода стабилизатор поперечной устойчивости, но он не используется в традиционном смысле, просто для обеспечения двух сторон. Задняя подвеска нагружается одинаково.
Ожидается, что цена составит около 5 тысяч фунтов стерлингов плюс налоги, доставка и опции. Веломобиль будет производиться в Уоррингтоне, Англия. В настоящее время у Грэма есть около 70 человек, желающих принять доставку, поэтому, хотя официальной системы нет, он сохранит слоты для сборки на основе твердой процентной ставки и депозита в размере 500 фунтов стерлингов.
И если вам интересно, что означает число 428, то это длина волны синего цвета северного сияния.
Это определенно один из самых красивых веломобильных проектов за последние пару лет, и это то, что нам нужно. Больше транспортных средств с приводом от человека, которые имеют современный стильный вид, похожий на автомобили. И электроусилитель позволяет это сделать, ведь конструкторы не зажаты жесткими весовыми и аэродинамическими требованиями. Тем не менее, ширина 428 ограничивает его использование на велосипедных дорожках, поэтому я бы действительно хотел, чтобы он работал с неограниченным двигателем мощностью 1 кВт, поэтому скорость была ближе к скорости автомобиля на скорости S-Pedelec около 45 км / ч (28 миль в час). Лично я глубоко убежден, что такие автомобили нам нужны. Сверхлегкие электромобили, мощность которых просто необходима для безопасной и комфортной езды по городам и за их пределами, и которые позволяют людям использовать свою собственную энергию в то время, когда она необходима.
