أثر الاستخدام الأمثل للطيران على أداء نظم المرور العابر السريعة الشخصية

Underbody and Wheel Design

ويساهم الجسم تحت الأرض مساهمة كبيرة في السحب، إذ إن إغلاق العجلات مع لوحة سلسة يقلل من الاضطرابات ويمنع الهواء من الإمساك به، ويغطي العجلات أو المعارض التي تخفض من جرها بتبسيط العناصر المتناوبة، وفي هيئة الإذاعة البريطانية، حيث تكون العجلات المعرّضة مشتركة بسبب القيود التي تفرضها المرشدين، يمكن أن تكون مفيدة بشكل خاص، كما أن المعارض العجلات النشطة التي لا تفتح إلا أثناء المقابلات هي حل ناشئ واحد.

سماء السطح والانتقام

ويخلق كل جهاز استشعار خارجي أو كاميرا أو هوائياً جراً إضافياً، كما أن إدماج هذه المكونات في مخزن الجسم أو باستخدام أجهزة استشعار مجهزة بالفلور - يقلل من الجر الطفيلي، كما أن الأسطح السلسة التي تعمل على شكل الطائرات والتي لا توجد فيها سوى ثغرات في اللوحات، وبالنسبة لأجهزة منع الحمل التي تعمل في الهواء الطلق، فإن المواد المركبة الحديثة تسمح بتشكيلات لا تطاق.

التأثيرات الأيرودينامية النشطة

وبعض مفاهيم إعادة التأهيل المتطورة تتضمن عناصر نشطة مثل المفسدين المقاومين للصدمات أو الموزعين الذين يمكن نشرهم، مما يغير شكلهم على أساس السرعة المنخفضة، وتتراجع هذه السمات إلى الحد الأدنى من الوزن والتعقيد؛ وتمتد بسرعة أكبر لتقليل الضغط أو زيادة القوة من أجل الاستقرار، وفي حين أن النظم النشطة تزيد من تعقيدات التكلفة والسيطرة، فإنها تتيح الاستخدام الأمثل الدينامي لظروف تشغيلية مختلفة، مثلا، استخدام مركبة صغيرة في مرشد متطور معر معرض للانتقالات متعددة.

التعبئة والمركبات

وعندما تسافر عدة وحدات من طراز PRT في توارث قريبة، يمكن للصياغة أن تقلل من جر المركبات الملتقطة بنسبة تصل إلى 30 في المائة، غير أن نظم منع انتقال العدوى لا تُستخدم عادة بسبب متطلبات السلامة بالنسبة للمراقبة المستقلة، ويمكن للحركة المنسقة بين الأقواس في الطرق الثابتة أن تحقق بعض الفوائد دون الانقلاب المادي المباشر، كما أن تصميم مؤخرة حجرة لتشجيع إعادة ربط المركبات مثل جهاز تسجيل السفن المخفض يساعد على زيادة ذلك.

دراسات حالة في مجال تحقيق الاستخدام الأمثل في مجال الطاقة

وتكشف امتحانات نظم إعادة التأهيل عن نُهج مختلفة في مجال الديناميكية الهوائية، أما ULTra PRT] في هيثرو، فقد استخدمت شكلاً مطوّراً وشبهاً بفقير مع ]C_d ()

وعلى النقيض من ذلك، فإن Morgantown PRT]]) تُميز مركبات شبيهة بالحافلات بمركبات (C₎ ]) قرب 0.5، وإن كان تصميمها يُفترض أن تكون نظماً حديثة للارتقاء بالطاقة أعلى من نظم الادخار الجديدة.

وقد استخدمت Masdar City PRT] في أبو ظبي (منذ أن توقف تشغيله) مركبة ذات شكل مركب مع أنف مقطوع وجانب مسطح، وعلى الرغم من أنها ليست ذات مستوى عال من الأيرودناميك، فإن النظام يعمل بسرعة منخفضة (20-30 كيلومتراً/ساعة) حيث يكون أقل تأثير، وهذا يدل على أن الترشيد الأمثل يجب أن يكون أكثر اتساقاً مع سرعة التشغيل.

التحديات والمفاضلات

ورغم الفوائد الواضحة، فإن الاستخدام الأمثل للبيوتادايين الساحقة في الهواء يواجه عدة عقبات، كما أن هياكل الوزن الخفيف اللازمة للحد من الكتلة يمكن أن تتعارض مع الشدة المطلوبة لتبسيط الأشكال، والمواد المركبة التي تسمح بالمنحىات المعقدة باهظة الثمن وتتطلب مراقبة دقيقة للجودة، بالإضافة إلى أن السمات الأيرودينامية مثل أجهزة الصنابير الكبيرة تزيد من طول المركبات، مما قد يتطلب محطات أطول أو أكثر تشدداً في تحويل الإشعاعات.

ويشكل الاندماج في الهياكل الأساسية القائمة للمرشدين تحديا آخر، إذ أن العديد من نظم منع انتقال العدوى من السفن قد حددت أبعادها في المرشد، مما يحد من البارود المسموح به وارتفاع المركبات، وقد يقتحم مجمعاً منعزلاً جداً مظاريف التطهير أو يفشل في استيعاب أبواب ونوافذ الركاب على النحو المناسب، وكثيراً ما يؤدي تحقيق التوازن في الكفاءة الهوائية مع إمكانية الوصول، وسلامة التحطم، والوصول إلى الصيانة إلى تقويضات.

كما أن العوامل الاقتصادية تؤدي دوراً في هذا الصدد، إذ أن التكلفة الأولية لإعادة تصميمات الهواء - بما في ذلك اختبارات النفق الريحي أو ديناميات السائل المحوسب المحوسب - يمكن أن تكون كبيرة بالنسبة لمشاريع صغيرة الحجم في مجال إعادة الإمداد وإعادة الإمداد، غير أن تحليلات تكاليف دورة الحياة تبين عادة أن وفورات الطاقة على مدى فترة عمر المركبات التي تتراوح بين 15 و20 سنة تبرر الاستثمار، وبالنسبة لمشغلي الأسطول، قد تكون فترة السداد للمركبات الأرضية الرجعية أقل من ثلاث سنوات.

الاتجاهات المستقبلية في مجال الابتكار الأيرودينامي

وتفتح التطورات في مجال البرمجيات الكيميائية والتصنيع الإضافي إمكانيات جديدة، ويمكن للمهندسين الآن أن يتقنوا أشكال الطوابق الوراثية باستخدام الخوارزميات الوراثية التي تستكشف آلاف من التصفيات التصميمية في الأيام، ويمكن أن يؤدي التعظيم في علم التضاريس إلى خلق هياكل للوزن الخفيف، وهي هياكل قوية وفعالة على حد سواء.

وسيصبح العمل النشط والمتكيف في مجال الديناميات الهوائية أكثر عملية مع انخفاض تكاليف أجهزة الاستشعار والمشغل، وقد تُعدّل أحواض الفرز في المستقبل باستمرار أسطحها الخارجية لتقليل السحب إلى أدنى حد استنادا إلى السرعة والقابلات المتقاطعة والقرب من المركبات الأخرى، ويمكن للتعلم في مجال الآلات أن يتوقّع على التكوين الأمثل لمختلف قطاعات الطرق، مما يزيد من الحد من استخدام الطاقة.

وثمة مجال واعد آخر هو الترهيب البيولوجي للأشكال الطبيعية مثل نقر الطيور، أو أجساد الأسماك، أو حتى أنبوبات الحوت للحد من جر الجر وتحسين الاستقرار، وقد أظهرت هذه التصميمات وعداً بتقليل الاضطراب والضوضاء في وسائل النقل الأخرى، ويمكن تكييفها لتكييفها مع نظام منع انتقال العدوى.

وأخيرا، فإن التفاعل بين الديناميكا الهوائية وتكامل الطاقة المتجددة يتيح فرصا مثيرة، ويمكن تشكيل لوحات شمسية مثبتة على سطح المرشد لتوجيه تدفق الهواء حول القوارب، وتوليد الكهرباء في الوقت نفسه، والحد من الجرار، ويمكن أن تخلق أجهزة الكشف الجوي عبر خطوط الاسترشاد مناطق منخفضة الضغط تؤدي إلى تقدم فعال في بعض الأحيان، وهو مفهوم يسمى " المساعدة الجوية " .

خاتمة

إن تحقيق الاستخدام الأمثل للطيران هو حجر الزاوية في نظم إعادة الإمداد العالية الأداء، ويمكن لهذه النظم أن تحقق استهلاكاً أقل للطاقة، وسرعة أعلى، ودرجة أطول، وتحسين راحة الركاب، وفي حين أن التحديات المتصلة بالتكلفة والهياكل الأساسية، وتصميم المفاضلات ما زالت واضحة، فإن الطريق إلى الأمام واضح، حيث تسعى المدن إلى إيجاد حلول مستدامة وفعالة وقابلة للارتقاء، والاستثمار في صقل الهواء من أجل الانتقال من أجل تحقيق وفورات في التشغيل.

For further reading, explore the Wikipedia overview of PRT and a ]study on aerodynamic drag reduction in small electric vehicles. Additional insights on ULTra PRT system details and [6]