ההשפעה של אופטימיזציה אירובית על ביצועי מערכות הפעלה אישיות

מימון של Aerodynamics במעבר אישי

מעבר מהיר אישי (PRT) מייצג שינוי פרדיגמטי בניידות עירונית, המשלב את הנוחות של כלי רכב פרטיים עם יעילות התחבורה הציבורית.מערכות אלה משתמשות בכלי רכב קטנים, אוטומטיים על מסלולים ייעודיים לספק על-ידי דרישה, ללא הפסקה נסיעות. asערים חוקרות יותר ויותר את PRT כדי להתמודד עם עומס ופליטת סביבות, וקידוד כל היבט של ביצועים הופך קריטי.

Aerodynamics, בהקשר של PRT, עוסקת בכוחות שנוצרו על ידי אוויר נעים מעל ומעבר לגוף הרכב.הדאגה העיקרית היא גרור אווירודינמי, ההתנגדות המתנגדת להילוך קדימה.כוח גרר זה עולה עם הכיכר של מהירות, כלומר אפילו שיפורים מהירות צנועה יכול להגדיל באופן דרמטי את צריכת האנרגיה אם לא מנוהל.עבור כלי רכב PRT, אשר בדרך כלל פועל במהירויות בין 25 ל 60 ק"מ / 37 ק"מ) או במהירות גבוהה, או מדרישה, לעומת מסלולים קצרים, הם לעתים קרובות, בניגוד לטרים, אשר נועדו לטרים, אשר מופעלים, אשר לעתים קרובות, אשר מופעלים, כלומר, כי הם מורכבים, בניגוד לטרים, אשר מופעלים קבועים, או מתחומים קצרים, כלומר, בניגוד לטרים, או מטווח קבוע, או מתחומים סגורים על ידי גרורת, מטווח קבוע, כלומר, או מטווח קבוע, אשר מופעלים, אשר מופעלים, אשר מופעלים על ידי מסלולים מהירים, או מטווח קבוע, אשר מופעלים, אשר מופעלים, לעתים קרובות, אשר מופעלים, כגון מסלולים קצרים, אשר מופעלים, אשר מופעלים על ידי מסלולים קבועים, אשר מופעלים, אשר מופעלים, לעתים קרובות, כגון מסלולים קצרים, כגון מסלולים

הפיזיקה של דרגו ב-PRT

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מעבר לגרור (המכונה על ידי הרכב דוחף אוויר בצד), כלי רכב PRT חווים גם חיכוך עור לגרור לאורך פני השטח שלהם וגרור המושרה מכל רכיבים בולטים כמו מראות, חיישנים, או זרועות הדרכה. בקטעים ידניים סגורים, גרר נוסף עולה מאפקטים מנהרה - אוויר נעקרוע על ידי המכונית חייב לברוח דרך פערים קטנים, יצירת התנגדות ל piston in cylinder.זה אומר כי aerodynamic לא יכול לעצור את הסביבה המכריעה.

ההשפעה של אופטימיזציה אירובית על צריכת אנרגיה ויעילות

היתרון המיידי והנוכחי ביותר של שיפור אווירודינמי מופחת צריכת האנרגיה. במערכות PRT, שבו כלי רכב הם בדרך כלל חשמליים ופועלים בדפוסי עצירה ואגו, אנרגיה המשמשת להתגבר על גרר יכולה לקחת בחשבון 30-50% מכלל האנרגיה המתיחה במהירויות בינוניות.על ידי הורדת גרור, מפעילי יכולים להשיג את אותה ביצועים עם סוללות קטנות יותר או פחות תחנות טעינה.

חיסכון באנרגיה גם מתורגם לטווח הרכב המורחבת.כיום, רבים pRT pods יש טווח מוגבל של 50-100 ק"מ על בסיס השטח ואת דפוסי השימוש. אירודינמיקה יכול למתוח טווח זה על ידי 15-25%, צמצום תדירות של עצירות טעינה ומאפשר הפעלה רציפה יותר.זה הוא בעל ערך במיוחד עבור פריסות בקנה מידה גדול כמו נופי שדה תעופה או רשתות מעבורת קמפוס שבו כלי רכב גבוה צפוי.

יתר על כן, אווירודינמיקה משפיעה על היעילות של גינון מחדש.כאשר פוד מאט למטה, גרר אווירודינמית מסייע בהרסה, ומאפשר למערכת רגנרטיבית ללכוד אנרגיה קינטית יותר. עם זאת, אם הוא גבוה מדי, הרכב עלול לאבד מהירות יותר מאשר אופטימלי, המוביל פחות התאוששות אנרגיה יעילה.

שקיפות השוואתית

השוואת PRT למצבי תחבורה עירוניים אחרים מדגישה את הערך של אווירודינמיקה.אוטובוס עיר טיפוסי יש אזור חזיתי של 7-8 מ"ר ו-FLT:0CirFLT:1dFLT:2reaFLT 3 ק"מ בערך 0.6-0.8, וכתוצאה מכך הרבה יותר גבוה עבור נוסעים, 4-6 נוסעים, יש הרבה יותר שטח של פחות ממטר, כי הם לעתים קרובות פחות מטווח של פחות או יותר נמוך יותר של דלק חשמלי (אורד) עם מנועים (אורד) עם פחות מ- 0.2 ק"מ"ל פחות) עם מנועים, רק 2.

השפעה על זמן מהיר ונסיעות

Aeroדינמית גרר הוא הכוח הדומיננטי להגביל את המהירות הגבוהה ביותר של כלי רכב PRT.ללא מספיק כוח להתגבר על גרר, pods לא יכול להגיע למהירות העיצוב שלהם, במיוחד כאשר נסיעה במעלה ההר או נגד אוזניות.אופטימיזציה של אווירודינמיקה מאפשרת כלי רכב להשיג ולשמור על מהירויות גבוהות יותר עם אותו כוח מנוע, צמצום זמן הנסיעה עבור נוסעים.

מהירויות גבוהות יותר גם להגדיל את יכולת הקו.למרות שמערכות PRT מסתמכות על כלי רכב קטנים שמצמצמצמים לעומס גבוה, פודס מהיר יותר אומר כי אותו מסלול יכול לשאת יותר נוסעים לשעה.לדוגמה, בראש של שתי שניות, מהירות מוגברת מ 40 קמ"ש ל 50 ק"מ / שעה מעלה יכולת תיאורטית של 500 עד 625 כלי רכב לשעה לכל נתיב.

שיפור מהירות בעולם

מערכת ULTra PRT בנמל התעופה הית'רו בלונדון פועלת במהירות מקסימלית של 40 קמ"ש / שעה מחקרים מציעים כי עם זיכוך אווירודינמי - כגון חלק יותר תחת גוף ואופטימיזציה של מוצץ אחורי - ניתן להגדיל במהירות ל 45 קמ"ש ללא צריכת חשמל נוספת. בדומה, מערכת Morgantown PRT במערב וירג'יניה, אחת הוותיקות ביותר, בסביבות 50 קמ"ש / אבל בשל חוויות גבוהות יותר לגרור את הדבקות עם רכב מודרני יכול לשפר את לוח הזמנים.

נוחות נוסעים ו- Noise Reduction

Aerodynamics גם משפיע על חוויית הנסיעה.במהירויות מעל 30 ק"מ /h, רעש רוח הופך למקור משמעותי של רעש תאות, במיוחד אם הרכב יש מראות מתעתקים, חותמות חלונות, או פערים. פלטה מפחיתה את ההפרעות ותחתית רמות הרעש, יצירת מסע שקט יותר ונעים יותר עבור נוסעים.

יתר על כן, כוחות אווירודינמיקה יכולים לגרום לרטטט או מזנון כאשר פודים עוברים דרך מנהרות או ליד כלי רכב אחרים.צורות חיצוניות אופטימיזציה ממזערות את התנידות הלחץ, שיפור יציבות הנסיעה.עבור מערכות PRT שנועדו לשרת סביבות רגישות כמו בתי חולים או אוניברסיטאות, רעש והפחתה רטט הם קריטיים עבור קבלה של משתמשים.

אסטרטגיות עיצוב עבור אופטימיזציה אירובית

שיפורים אווירודינמיים מעשי עבור כלי רכב PRT לצייר על עקרונות של מכונית והנדסת אוויר, מותאם לפעולה מהירה, בקנה מידה קטן.

צורת גוף ומרחב החזית

האסטרטגיה היעילה ביותר היא לעצב את הרכב כמו דמעוטרופיה - אפו עגול, קלף חלק האחורי.זה מפחית את הלחץ גרור על ידי כך שהוא מאפשר אוויר לזרום סביב הגוף עם הפרדה מינימלית.עבור pRT pods, פרופיל 2D מדמיע עם יחס ארוך עד-עד-עד-עד-עד-ממדף של כ 3:1 יכול להשיג תחושה של 1D0CLTFalr, 1Falr:2:0CLT3Falralr:2:

עיצוב וגלגל

ה-Underbody תורם באופן משמעותי לגרור. Enclosing the underside עם פאנל חלק מקטין את ההפרעות ומונע אוויר מלהיות לכוד.כיסויי גלגלים או ירידות נוספות על ידי הזרמת רכיבים רוטטים.In PRT, שבו גלגלים חשופים נפוצים בשל מגבלות הנחיה, זה יכול להיות מועיל במיוחד ירידי גלגל פתוח רק במהלך סיבוב אחד הם פתרון מתפתח.

ספקטרום ופרופורים

כל חיישן חיצוני, מצלמה או אנטנה יוצר גרר נוסף. integrating רכיבים אלה לתוך מסלול הגוף - או באמצעות חיישנים ממומשים פלוש - לחנך גרור parasitic. בסגנון מטוסים משטחים חלקה עם פערים מינימליים גם לשפר את זרימת האוויר.עבור pRT pods הפועלים בחוץ, עמידות נגד מזג אוויר הוא הכרחי, אבל חומרים מורכבים מודרניים מאפשרים צורות ללא כוח הקרבה.

תכונות Active Aeroדינמית

כמה מושגים מתקדמים PRT משלבים אלמנטים פעילים כמו מקלקלים אחוריים מתאימים או משווקים ניתנים לפרוס שמשתנים צורה המבוססת על מהירות.במהירויות נמוכות, תכונות אלה מתכוונות למזער משקל ומורכבות; במהירויות גבוהות יותר, הם מרחיבים כדי להפחית את הגרור או להגביר את הכוח ליציבות. בעוד מערכות פעיל להוסיף עלות ושליטה המורכבות, הם מציעים אופטימיזציה דינמית עבור תנאים תפעוליים שונים.

אפלטון וכלי רכב

כאשר מספר רב של PRT pods לנסוע ברצף קרוב, הטיוטה יכולה להפחית את הגרור על כלי רכב על ידי עד 30%. עם זאת, מערכות PRT לא בדרך כלל platoon בשל דרישות בטיחות לשליטה עצמאית. תנועה מתואמת בין pods ב Headways קבועים יכול להשיג קצת תועלת ללא הפיכה פיזית ישירה.עיצוב האחורי של a pod כדי לעודד rechment - כגון סירה- קמצתק- יכול לעזור בהמשך ניסיון רכב.

מחקרים ב- Aerodynamic Optimization

בחינת מערכות PRT קיימות מגלה גישות מגוונות לאירודינמיקה.The FLT:0ULTra PRTFLT:1 ב Heathrow משתמשת בצורת מעוגלת, דמוי בועה עם FLT:2CIRFLT 3033 ⁇ FLT:4 ,5 מוערך סביב 0.3.

לעומת זאת, כלי רכב דמויי אוטובוס עם FLT:2CFLT 3,3dFLT:4BuilddFLT:5 ליד 0.5.העיצוב שלה מול ידע אווירודינמי מודרני, וצריכת האנרגיה שלו לקילומטר גבוהה יותר ממערכות חדשות יותר מאשר מפלט כלי רכב אלה עם זרם אווירי וחיסכון של 15%, אם כי גם הסתגלות אנרגיה למחזור של 15%, היא גם כן, גם כן, היא גבוהה יותר ממערכות חדשות יותר מ- 10.

ה-FLT:0)Masdar City PRTFLT:1 באבו דאבי (שלא מופסק) השתמש ברכב בצורת פוד עם האף הוטה וצדדים שטוחים.למרות שלא אווירודינמיקה גבוהה, המערכת מופעלת במהירויות נמוכות (20-30 קמ"ש) שבו גרר הוא פחות השפעה.זה מדגים כי אופטימיזציה חייבת להתאים למהירות מבצעית - תוקפנות משלמת מעל למהירויות גבוהות יותר.

אתגרים ומסחר

למרות יתרונות ברורים, אופטימיזציה אווירודינמית ב PRT פרצופים כמה hurdles. מבני משקל אור הדרושים כדי להפחית את המסה יכול קונפליקט עם הנוקשות הנדרשת עבור צורות זרם.חומרים Composite המאפשרים עקומות מורכבות הם יקרים ודורשים בקרת איכות זהירה.בנוסף, תכונות אוויריות כמו מקלינים אחוריים גדולים להגדיל את אורך הרכב, אשר עשוי לדרוש תחנות ארוכות יותר או מסובכות.

שילוב עם תשתיות מדריכיות קיימות הוא אתגר נוסף.מערכות PRT רבות יש ממדים קבועים, הגבלת רוחב וגובה של כלי רכב. a pod כי הוא sleek יכול לחדור לתוך המעטפות של ניקוי או לא להתאים דלתות נוסעים וחלונות כראוי. Balancing יעילות אווירודינמי עם נגישות, בטיחות התרסקות, תחזוקה של כוחות לעתים קרובות להתפשר.

גורמים כלכליים גם ממלאים תפקיד.העלות העליונה של עיצוב אווירודינמי – כולל בדיקות מנהרה רוח או דינמיקות נוזליות חישוביות (CFD) סימולציות - יכולות להיות משמעותיות עבור פרויקטים קטנים בקנה מידה PRT. עם זאת, ניתוחי עלות מחזור חיים בדרך כלל מראים כי חיסכון באנרגיה על פני 15 השנים של המכונית עד שנת 15-20 תוחלת החיים להצדיק את ההשקעה.עבור מפעילי צי, תקופת ההחזר עבור רטרוספקטיבה של דינמית עשוי להיות פחות משלוש שנים.

כיוונים עתידיים בחדשנות אירודינמית

ההתקדמות בייצור CFD ותוספים פותחת אפשרויות חדשות.מהנדסים יכולים כעת לייעל צורות באמצעות אלגוריתמים גנטיים החוקרים אלפי התאמות עיצוב בימים. אופטימיזציה טופולוגיה יכולה ליצור משקל, מבנים אווירודינמיים שהם חזקים ויעילים. 3D הדפסה מאפשר ערוצי אוויר פנימיים מורכבים לקירור או בקרה פעילה ללא צעדים נוספים.

אקדינמי Active and Fitives יהפכו מעשיים יותר כמו חיישן והפעלה עלויות ירידה. pRT עתידיים פודס עשוי להתאים את פני השטח החיצוניים שלהם למזער את גרר בהתבסס על מהירות, crosswinds, וסמיכות לכלי רכב אחרים. Machine Learning יכול לחזות תצורה אופטימלית עבור פלחי נתיב שונים, עוד צמצום השימוש באנרגיה.בנוסף, שילוב עם מערכות חכמות יכול לאפשר לפודים לתאם שלב רפלקציה כדי למקסם את היתרונות של לכידת מחדש תוך שמירה על היתרונות.

אזור מבטיח נוסף הוא ביוסמימי - הדומה לצורות טבעיות כמו טכמניות ציפורים, גופי דגים, או אפילו צינורות לווייתנים כדי להפחית את גרגור ולשפר את היציבות.

לבסוף, האינטראקציה בין אווירודינמיקה ושילוב אנרגיה מתחדשת מציעה הזדמנויות מרגשות.פאנלים סולאריים על גג ההנחיות ניתן לעצב כדי להנחות את זרימת האוויר סביב פודס, בו זמנית לייצר חשמל וצמצום המתחם האווירודינמיקה הטרנסנדנדנדנדנטי על פני מסלולים יכול ליצור אזורי לחץ נמוך שמושך ביעילות פוד קדימה, מושג המכונה לפעמים "סיוע אווירי".

מסקנה

אופטימיזציה אירובית היא אבן הפינה של מערכות PRT ביצועים גבוהים.על ידי צמצום הגרור, מערכות אלה יכולות להשיג צריכת אנרגיה נמוכה יותר, מהירויות גבוהות יותר, טווח ארוך יותר, ושיפור נוחות נוסעים, בעוד אתגרים הקשורים עלות, תשתיות, ומסחר עיצוב נשאר, הנתיב קדימה ברור. כמו ערים מחפשות פתרונות תחבורה בר קיימא, יעילה ורחבה, השקעה בזיקוקינמי עבור PRT ישלם דיבידנדים בחיסכון תפעולי והטבות סביבתיות, ככל הנראה, כמו חומרים חדשים, כמו סימולציה מהירה של חומרים אוטונומיים, כמו סימולציה, כמו סימולציה, כמו סימולציה מתקדמת, כמו גם חומרים חדשים, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה של חומרים עתידיים, כמו סימולציה של חומרים אוטונומית, כמו סימולציה של אנרגיה, כמו סימולציה של אנרגיה, כמו סימולציה של אנרגיה, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה עירונית, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה מתקדמת, כמו סימולציה של חומרים חדשים סימולציה של חומרים חדשים סימולציה של חומרים אוטונומית, כמו סימולציה של חומרים מתקדמים, הם צפויים, כמו סימולציה מתקדמת, כמו

(ב) [קרא]: [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]], [ה]]], [ה]]]] ב[[המאה ה'], וב[[המאה ה-[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]