Студент-молния: юные инженеры побили рекорд динамики

Студенческая команда из Цюриха и их электрокар Grimsel попали в Книгу рекордов Гиннесса, продемонстрировав самый молниеносный разгон до 100 км/ч. «Раскуривать сигару» ушли гипербайки и формульные болиды.

Про Формулу-1 знают, все, в то время как Formula Student, прямо скажем, не на слуху и способна вызвать снисходительную улыбку своим названием. А зря! Студенческие команды из европейских университетов строят ошеломительно быстрые машины, причем особо динамичны те, что на электрической тяге.

Так, творение молодых инженеров из Цюриха под названием Grimsel установило мировое достижение, попавшее в Книгу рекордов Гиннесса. На взлетной полосе авиабазы в Дюбендорфе «формула» развила поистине невероятное ускорение, разогнавшись до сотни за 1,513 с! На спринт Grimsel потребовалось 30,5 м. Год назад рекорд установила штутгартская команда, однако теперь время ее электрокара кажется несоизмеримо более долгим — 1,779 с.

В каждом колесе Grimsel установлен электродвигатель. Их совокупная мощность — 148 кВт (или 200 л.с.), а крутящий момент — 1700 Нм. Но ураганное рекордное ускорение было бы невозможно без поистине невесомой конструкции. Только представьте, Grimsel весит... 168 кг, и по энерговооруженности он превосходит некоторые гиперкары: 1190 л.с. и 10 000 Нм на тонну! «Анатомия» электрокара достойна восхищения безотносительно продемонстрированного результата. Так, Grimsel оснащен противобуксовочной системой, работающей индивидуально с каждым колесом, а также системой рекуперации кинетической энергии, позволяющей восполнять до 30% израсходованного запаса тяговой батареи.

  • Одна из главных задач для производителей электрокаров — увеличение запаса хода. Заметный рывок в данном направлении, как ожидается, сделает Nissan Leaf нового поколения. Предполагается, что от зарядки до зарядки он сможет проезжать свыше 500 километров.
  • Концерн Volkswagen планирует значительно увеличить количество экологически чистых моделей. Через десять лет на рынок должно выйти более тридцати новых электромобилей и гибридов, а их совокупные продажи по всему миру достигнут 3 млн штук в год.

Автор: Асатур Бисембин

Фото, видео: YouTube

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии (26)

Самые новые

А вот мне любопытно, как они сделали то, что теоретически невозможно? Неужели за счет антикрыла? Как машину-то прижать? Мотор-то может быть с любым моментом и мощностью, но это ничего не решает.

Ответить#
0

Что не так?
Цифры разгона дрегстера от 13 марта 2010 года (Команда Kalitta водитель David Grubnic)
Данные телеметрии были представлены в виде распечатки диаграммы время, расстояние, скорость.
0.5 секунды  — пройдено 3 метра, скорость 118 км/час.
1.0 секунда — пройдено 15,5 метров, скорость 183 км/час.
1.5 секунды — пройдено 38.1 метров, скорость 261 км/час.
...........................
3,83 секунды — пройдено 304 метра (1000 футов) скорость 517 км/час.
Вся телеметрия здесь:
ссылка

Ответить#
0

Вы вопрос поняли? Сто раз об этом писали, вообще-то: динамика машины ограничена силой трения. Хоть миллион лошадиных сил поставь. Возьмите скорость и поделите на ускорение свободного падения —- получите время. И чтобы его уменьшить, нужны изощрения всех мастей.

Ответить#
0

)

Ответить#
0

Если только не использовать колеса для передачи момента — дрегстер мог быть реактивным!

Ответить#
0

Так об этом и речь! Если без привода на колеса, то вопросов нет.

Ответить#
0

Сходил по ссылке робота. Нет, там колесный движитель, тогда да, чушь это полная. Сколько бы там не было сил и ньютонов, реализовать их через колеса с такими показателями невозможно.

Ответить#
0

А вы посмотрите какие там колёса. На старте площадь пятна контакта около 1 квадратного метра!!! у каждого ведущего колеса.
ссылка

Ответить#
+1

отличная ссылка! особенно показательны фотографии колес в работе — зачастую мы видим совсем не то, что есть на самом деле, а значит интуиция (неосознанный накопленный об окружающем опыт) в точных науках отнюдь не помощник!

Ответить#
0

Драгстеры ездят по специальным трассам, с такой трассы муха взлететь не может — прилипает. Ну и конечно спец шины, прогрев перед стартом, плюс спойлер.

Ответить#
0

мы привыкли со школы, что коэффициент трения СКОЛЬЖЕНИЯ меньше или равен 1, но забываем, что это всего лишь одно из приближений (упрощенная модель для ограниченного ряда случаев). Здесь же, во первых, трение покоя (скольжения ведь нет!), во-вторых, колеса это не «твердый гладкий предмет» для которого справедлива упрощенная модель трения скольжения. Два примера: 1) простой жизненный: игрушка «липун» (желеобразный шарик) — бросаем о стену и он с нее не падает. Как?! А вот так. 2) умозрительный, но он многое поясняет: пусть поверхность трения образована треугольными зубцами одной формы с одной и другой стороны. Какой будет коэффициент трения покоя если поверхность этих зубцов абсолютно скользкая? Он будет равен тангенсу угла вершины у основания «пика». Угол 0 — трения нет, угол 45 градусов — коэффициент трения 1 (на сколько сдвигаем, на столько и приподнимаем), угол 90 — трение бесконечность (зубцы перпендикулярны направлению приложенной силы). Этот пример сам по себе ничего не доказывает, но иллюстрирует как именно шероховатость может влиять на величину трения покоя.
ЗЫ Помнится я по этой теме двойку в школе получил за «лабу»: у меня коэффициент трения 1 получился. Может парта липкая была или еще что, но никакие аргументы тогда физичку убедить не смогли, она тоже говорила «не может такого быть и всё тут!», а ведь может блин, может :-)

Ответить#
0

К сожалению, школьный курс математики/физики говорит, что 183 км/ч это 51 м/с, может быть достигнут за 1 секунду с ускорением, соответственно, более 50 G. Для пилотируемого человеком снаряда недостижимо, если мы хотим получить пилота живым назад.

Ответить#
0

1g примерно равен 9,8 м/с/с. Соответственно 50 м/с/с это примерно 5g. Что тут не понятного?

Ответить#
0

почему неужели? Именно за счёт этого. Как и у всех дрэгстеров.

Ответить#
0

Ну-ну... На каких скоростях антикрыло начинает работать реально?

Ответить#
0

Да практически от нуля, вопрос только в сопротивлении, которое оно будет создавать. Но — можно отвлечься от этого конкретного аппарата и посмотреть на дрэгстеры, у них у всех время гораздо меньше, чем можно было бы сделать, опираясь на собственный вес.
Возможности прижима аэродинамикой таковы, что одним из основных препятствий для разгона является как раз масса — законы Ньютона не обойдёшь. Причём чем меньше скорость — тем выше эффективность антикрыла. Но с ростом скорости прижимная сила крыла станет избыточной, и со

Опорная цифра для расчёта — именно масса аппарата. Дальше берём ускорение, необходимое для достижения заданного результата — получаем базовую силу тяги, меньше которой нельзя. Дальше считаем аэродинамическое качество антикрыла. Не скажу точно, но, благодаря боковым пластинам там будет не меньше 20, причём, чем меньше скорость — тем выше аэродинамическое качество. И считаем: для создания тяги нужна прижимная сила, крыло с такой силой создаст такое-то сопротивление, что увеличивает потребную тягу и так далее. Если этот ряд расходится, достигнуть нужных параметров нельзя. Нужно увеличивать качество крыла или уменьшать массу аппарата. Если сходится — то вот и величина потребной мощности двигателя.

Ну и всякие нюансы вроде увеличения коэффициента трения за счёт подготовки покрытия (прорезинивание многократным проездом с пробуксовкой), разогрева покрышек и т.п.

Реальным ограничителем, на самом деле, является резина. Раньше был и двигатель, но электромоторы с их правильной характеристикой тяги эту проблему снимают. А вот резина... она банально рвётся.

Ответить#
0

Пардон, только сейчас увидел разрыв в тексте.
Но с ростом скорости прижимная сила крыла станет избыточной, и создаваемое сопротивление будет тоже избыточным, так что никакой мощности не хватит для движения на большой скорости. Но тут-то диапазон скоростей невелик, до сотни, так что можно и расстараться с антикрылом. Профиль покруче, да многощелевой — огого, как прижать можно.

Ответить#
0

Извините, но это уже неинтересно. Цитирую: «Причём чем меньше скорость — тем выше эффективность антикрыла.» То есть при нулевой скорости эффективность максимальна? Дальше —- без меня...

Ответить#
0

Извините, пробное сообщение — проверить, заработало ли редактирование сообщений корректно или, как раньше, сбрасывает его в ответ самому себе?

Вот, отредактировал...увы — ломается по-прежнему. Нельзя ли вашим админам передать, что неплохо бы починить?

Ответить#
0

Удивительное дело — но так и есть :-)
Прочтите повнимательнее, речь об аэродинамическом качестве, то есть о том, какое сопротивление создаёт крыло относительно создаваемой прижимной силы. Это соотношение тем выше, чем ниже скорость. Потом этот коэффициент нужно умножить на скорость, конечно.
В результате для получения прижимной силы на вдвое меньшей скорости требуется не вдвое большее антикрыло, а меньше. Потому появляется возможность создать крыло, создающее прижимную силу даже на минимальных скоростях, и при этом по массе и сопротивлению не фантастически большое.

Ответить#
0

На трогании, ессно, ускорение так себе, а потом может и 5G быть. Постоянные 5G дают достигнуть 180км/час за секунду, чего достаточно, чтобы компенсировать то, что на прочих скоростях ускорение будет меньше. Внизу — из-за недостатка прижимной силы, сверху — из-за недостатка мощности.

Базовая тяга (без сопротивления) 168*5=840кг, около 8150н.
Мощность (тяга*скорость) при 36км/час будет 81500 ватт, 81.5квт.
Очевидно, что мощность для таких ускорений используется полностью. Она составляет 200квт. Соответственно, полная тяга при таких условиях (полная реализация 200лс на скорости 36км/час и ускорении 5G) получается примерно две тонны.

840кг уходит на собственно разгон массы, значит, 1160кг тяги (116квт мощности) — на воздушное сопротивление.

Коэффициент трения (даже не у драгстеров, а обычной заводской резины Порше 911 ГТ) — около 1 (чуть больше, а у драгстер-колёс заметно больше). Пусть 1. 
Из этого — для тяги в 2тонны нужна прижимная сила 2 тонны. А у нас сопротивление 1200, то есть аэродинамическое качество крыла меньше 2! 
Это означает, что совершенно реально сделать такое крыло, которое даст нужные параметры, будет работать практически сразу после трогания и не создаст чрезмерного сопротивления на скоростях ближе к сотне.

Что тут нереального? Ваше неверие в антикрыло, мягко говоря, непонятно — ездят же драгстеры (да и предыдущий рекорд был не сильно далёк от этого, время меньше 1.8сек)? «нарушая» правило трёх секунд?

Раз за разом нам врут про достигаемое время или мы чего-то не понимаем?

Ответить#
0

180 км/ч это 180000 метров в час или 50 метров в секунду. Разгон с 0 м/с до 50 м/с за 1 секвнду — это не 5G, а 50! Или я что-то не так считаю?

Ответить#
0

1g даёт разгон до 10м/сек за секунду. По определению :-)
50м/сек — за 5 секунд.
5g даст, соответственно, 50м/сек за 1сек.
Так? Ваша ошибка, похоже, в том, что Вы считали 1g=1м/сек2, а оно 9.81, при здешней точности расчётов можно взять 10.

Ответить#
0

Написал, потом понял, что косяк, но исправлять было лень. Жара в Ростове плавит мозги. Конечно, вы правы!

Ответить#
0

хха, я-то южнее на 500км сижу :-)

Ответить#
0

У нас надо все стадионы переделать в автодромы и передать кружкам юных техников и инженеров.
И гнать оттуда голенастых бездарей сраной метлой — не в коня корм.

Ответить#
+1