В технике довольно часто давно забытые идеи вновь обретают актуальность. Первые легковые автомобили, появившиеся в 80-х годах прошлого столетия, были гораздо легче большинства современных. Их собственная масса не превышала 0,3-0,5 т. однако погоня за скоростью и комфортом утяжелила "самобеглую коляску". Со временем масса четырёх-пятиместных легковых автомобилей возросла до 1-2 и более тонн. Попутно увеличивался и расход горючего.
Проблема эта в первую очередь и вернула интерес к мини-автомобилям. Ведь мировой парк "самобеглых колясок" сейчас превысил 400 млн. Вместе они потребляют около трети всей добываемой нефти. Добавьте сюда неослабевающий энергетический кризис, и станет понятно, почему многие ведущие зарубежные фирмы активно развернули работы по созданию компактных автомобилей с минимальным расходом топлива. Впрочем, есть ещё одна причина ренессанса миникаров.
Специалисты уже давно обратили внимание на то, что каждый автомобиль перевозит в среднем 1,5-1,7 человека. Напрашивается вопрос: зачем создавать громоздкие "коломбины", если они в основном возят воздух? Не лучше ли использовать 2-2,5-местные (два сиденья для взрослых и одно для ребенка) мини-автомобили? Их собственная масса не превысит 600 кг, рабочий объём двигателя - в пределах 0,6 литра. Топлива они расходуют значительно меньше, чем обычные "легковушки" среднего класса.
В последние годы стремление к миниатюризации автомобилей проявляют конструкторы многих стран мира. Некоторые пытаются найти компромиссные решения. Японская фирма Тойота, например, разработала автомобили будущего двух типов: низкие, удлинённые, скорость которых достигает 300 км/час, - для внегородских магистралей; короткие, трёхместные (скорость до 50 км/час) - для поездок в городе.
Итальянские конструкторы создают перспективную машину, на которой намечено достичь расхода топлива 3 л на 100 км пути. Экспериментальный автомобиль ECV-2 английской фирмы Бритиш Лейланд уже превзошёл этот показатель. Четырёхместная машина массой 590 кг (кузов из алюминия и пластмассы) потребляет 2,4 л/100 км при 48 км/час и 3,6 л/100 км при превышении скорости вдвое. Предполагается, что её серийное производство начнётся в 1988 году.
Фирма Гиа концерна Форд (США) изготовила пять различных перспективных моделей мини-автомобилей - от двухместных до семиместного мини-автобуса. Каждая из машин имеет массу около 680 кг и расход топлива менее 4, 7/1 00 км.
Не ослабевают усилия японских конструкторов по созданию компактных экономных миникаров. Так, экспериментальный трёхколёсный автомобиль Х-100 фирмы Субару с двигателем объёмом 544куб.см. развивает мощность 27 л.с., расходуя 2,4 л топлива на 100 км при 88 км/час. Одноместная машина фирмы Судзуки Р9 с двигателем от мопеда объёмом 50 куб. см. и пластмассовым кузовом развивает скорость до 50 км/час и потребляет 2 л бензина на 100 км.
Допустим, конструкторы научились создавать автомобили с минимальной массой. Значит ли это, что резервы повышения экономичности исчерпаны? Нет, они есть. Во-первых, уменьшение коэффициента лобового сопротивления воздуха при высоких скоростях движения. Во-вторых, обеспечение оптимального отношения собственной массы к полезной. У грузовых автомобилей сейчас оно составляет 0,8 (у автопоездов - 0,6), а у легковых - 2-4 (если едут только один-двое пассажиров, то показатель ещё хуже - 6-10). Если бы удалось создать автомобиль с собственной массой 150 кг, то отношение масс можно бы существенно улучшить. Возможно ли это? В принципе, да.
Весьма непросто складываются дела с уменьшением сопротивления воздуха. Каждый новый автомобиль кажется нам всё более обтекаемым. На самом же деле коэффициент лобового сопротивления снижается медленно и до сих пор в несколько выше, чем например, у фюзеляжа планера. Велика и лобовая площадь (мидель) легкового автомобиля. При скорости движения, близкой к максимальной (около 140-150 км/час), 60-70% энергии двигателя расходуется на преодоление сопротивления воздуха. У грузовиков этот показатель колеблется в пределах 40-50% (при скорости 100 км/час). Возможно ли снизить коэффициент лобового сопротивления в несколько раз?
Попробуем представить себе легковой автомобиль будущего, сконструированный с использованием авиационных принципов. Для того чтобы уменьшить сопротивление воздуха, места пассажиров правильнее расположить не рядом, а друг за другом. Такая необычная компоновка имеет большие преимущества. Во-первых, пассажир не станет отвлекать водителя. Во-вторых, садиться в такой автомобиль можно только со стороны тротуара, а это безопаснее. В-третьих, при управлении водитель гораздо лучше чувствует габарит, имеет лучший обзор.
Как известно, безопасный автомобиль при резком повороте руля должен скользить, а не переворачиваться. Для этого необходимо, чтобы ширина колеи была бы не менее удвоенной высоты центра тяжести, то есть приблизительно равнялась бы высоте автомобиля. У самого маленького серийно выпускаемого миникара она 1090 мм. Установив заимствованные у авиации кресла, которые обеспечивают полулежачую позу водителю и пассажиру, можно добиться, чтобы высота не превышала метра. Ширина машины при расположении сидений друг за другом тоже близка к метру. Придав кузову малого сечения эллипсоидальную форму (это необходимо для обеспечения низкого коэффициента лобового сопротивления при боковом ветре), колёса небольшого диаметра и узкого профиля можно вынести за его пределы, как у гоночного автомобиля. А дабы предотвратить забрызгивание машины грязью, их надо прикрыть глубокими обтекателями.
Для изготовления корпусов автомобилей, поездов и некоторых элементов кораблей широко применяют лёгкие сплавы. Следует ожидать, что использование чёрных металлов для кузовов легковых автомобилей в недалёком будущем станет анахронизмом. Если изготовить для двухместного миникара кузов авиационного типа с использованием лёгких сплавов и или армированных пластмасс, то его масса не превысит 80 кг. Правда, сплавы алюминия и пластик стоят несколько дороже стали. Зато практически полностью исключается коррозия кузова.
Как показывают расчёты, "спроектированный" нами автомобиль с двигателем мощностью 8-12 л.с. по скорости и динамике не уступит ВАЗ-2101. Мотор малой мощности гораздо экономичнее, его легче сделать бесшумным. Он меньше выбрасывает вредных газов. Эксплуатация такой машины обойдётся дешевле, чем содержание современного мотоцикла. В то же время она будет значительно комфортабельнее и безопаснее последнего. И ещё об одном преимуществе мини-автомобиля. При необходимости его могут перенести на руках два-три человека. У него меньшая поверхность. Значит, его легче обслуживать. Для мини - машины проще построить гараж. И, конечно большим семьям куда удобнее иметь два маленьких двухместных автомобиля, чем один большой.
Конструкция узлов миникара должна быть упрощена. Вместо дифференциала лучше применить механизмы свободного хода. При заднем расположении двигателя передачу на заднюю ось лучше осуществить без карданного вала. Детали ходовой части можно изготавливать из лёгких сплавов. Для такой машины подойдут даже широкие колёса от складного велосипеда.
Технические параметры мини -автомобиля делают экономичным применение электрического привода. Для движения в городе со скоростью 60 км/час ему достаточно мощности 1,5-2 л.с. (1 кВт). Многие водители проезжают за день не больше 100 км, следовательно дневной запас энергии должен составить всего около 2кВт*час. Такую энергию обеспечивает аккумулятор массой 50 кг.
Если миникар оснастить инерционным супермаховиком, который целесообразно применять при разгоне и движении в гору, то мощность двигателя внутреннего сгорания может быть ограничена 4 л.с. Современный четырёхтактный двигатель такой мощности расходует 1л/100 км.
Узкий автомобиль имеет ещё одно важное преимущество. Такая машина гораздо манёвреннее, что особенно важно в условиях города, занимает мало места на улице. Что же касается его исключительной компактности, то это ещё не значит, что он не удобен. В кресле, подобном авиационному, пассажир чувствует себя отнюдь не хуже, чем на сиденье просторного лимузина.
Итак, параметры мини -автомобиля будущего намечены. Его масса не превышает 150 кг, длина -3,5 м, ширина и высота -1 м. Коэффициент лобового сопротивления не больше 0,1 5 (для сравнения: у ВАЗ-2101 он равен 0,45). При мощности двигателя 8-12 л.с. миникар развивает скорость до 140 км/ч. Расход топлива где-то в пределах 1-2/100 км. Время разгона до 100 км/ч -22-24 сек. Вот и всё. "Осталось" только сконструировать и построить опытный образец.
Идея очень заманчива. Сейчас её воплощением занялись студенты Московского автомобильно-дорожного и Вильнюсского инженерно-строительного институтов.
Журнал "ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ" N8 1984 год, стр. 20-21
Примечание. В 1998 году идея было осуществлена автомобильным концерном Mercedes.
Дата публикации: Прочитано: 17553 раз