התפקיד של Aerodynamics לשיפור הביצועים של רכבי תחבורה אישיים מהירים

למה דינמיקה משנה במערכות PRT חשמליות

כלי רכב חשמליים מהירים (PRT) מייצגים פתרון קדימה לעומס עירוני ופליטות. אלה משקל, נקבוביות אוטומטיות לשאת קבוצות קטנות של נוסעים לאורך זמני הדרכה ייעודיים, המציעים על-ידי דרישה, נסיעה נקודה לנקודה עם השפעה סביבתית מינימלית.עם זאת, כמו כל כלי רכב חשמליים, PRT pods להתמודד עם אתגר בסיסי: מקסימום טווח ויעילות מקיבולת סוללות מוגבלת.

עקרונות יסוד של Aerodynamics עבור רכבי PRT

דרגו ותומכיו

גרור אווירי דינמי הוא הכוח המתנגד להצעה של כלי רכב דרך האוויר.הוא מורכב בעיקר משני חלקים: 0pressure גרורFLT:1 (התוצאה מהבדל בלחץ האוויר בין החזית לבין החלק האחורי של המכונית) ו-FLT:2skin גרור את קצב האנרגיה הקבוע (מכיוון שמולקולות אוויריות מסולפות על פני השטח של המכונית) הוא פחות ממהירות של גרורת לחץ אוויר (R) או ממהירות של פחות יעילה (Ricergicertexertexertexertexertexeric) או ממהירות של כלי גרור פחות ממהירות של כלי רכב פחות מסולחתמתקפה מוגבלת (R) היא פחות ממהירות של גרורת של פחות יעילה יותר מגודל של גרורת של פחות מגודל של 1DVerpherpherphertrartrad) או יותר מגודל של גרורת של גרור פחות מגודל של גרור פחות מגודל של גרור פחות מגודל של פחות מגודל של גרור פחות מגודל של גרור פחות מגודל של גרור פחות מגודל של גרור פחות מגודל של גרור פחות מגודל של גרור פחות מגודל של גרור פחות מגודל של 1DV

להרים ולעצור

בעוד המעלית היא בדרך כלל דאגה למטוס, עבור כלי רכב קרקעיים היא יכולה להפחית את הצמיגים ואת יציבות. מערכות PRT בדרך כלל לרוץ על מסלולים קבועים, ולכן המעלית פחות קריטית, אבל כל כוח עליון עדיין יכול להשפיע על איכות רכיבה ושליטה. כמה עיצובים לשלב מעט מעליות שליליות (כוח למטה) כדי לשפר את הדבקות, במיוחד כאשר הם עוברים עקומות במהירויות גבוהות יותר.

חשיבותו של אזור החזית וצורת

דרדר גם ביחס לאזור הקדמי של הרכב (A) PRT pods לשאת 1-6 נוסעים, כך ששטח הצלב שלהם קטן יותר ממכונית סטנדרטית.שלב אזור חזית קטן עם קוץ נמוך מניב אזור גרר גרור נמוך מאוד נמוך מאוד אווירי גררדיציה (CdA) לכן כלי רכב PRT יכולים להשיג יעילות מעולה גם ללא עיצוב אקזוטי.

תכונות עיצוב שיעזרו למיזוג אווירינדינמיות

צורת גוף

האלמנט העיצוב המשפיע ביותר הוא הצורה הכוללת. פרופיל דמוי דמענופול, עם חזית בוטה, מעוגלת ומשטח ארוך, מוקרן, מאפשר אוויר לזרום בצורה חלקה סביב הרכב ולהצטרף עם זעזוע מינימלי.מושגים מודרניים רבים, כגון ULTra (ULTra Light Transit) ו- SkyT MagranLevd, משלבים עקפיפות בעדינות, מתפתלים ו-Fwls: , שטף נמוך יותר, מלמטה, מלמטה, מלמטה, מלמטה, מלמטה, מלמטה, מלמטה, מלמטה, ו- 0Fwls, מ-Fwls, מלמטה, מכווץ, מ-Fwls, מ-Fwls: , מ-Fwls:

אופטימיזציה underbody

(הרכב של PRT הוא לעתים קרובות להתעלם אבל הוא מקור עיקרי של גרר ומרים עבור מכוניות קונבנציונליות. כי PRT pods לנסוע על מסלולים גבוהים, זרימת האוויר מתחת לרכב יכול להיות מטריד במיוחד.FLT:0 מלאי ency enclosing את האפשרות תחת גוף FLT:1 עם פאנלים חלק ישיר לזרום אפילו מקטין ונובש את עיצובים נדירים (גם) אבל גם תחת מורכבות נמוכה יותר מאופקים).

גלגלים סגורים או הוגנים

גלגלים וגלגלים ידועים לשמצה לייצור גרר.גלופסים לייצר גלילים מסתובבים המפרקים את זרימת האוויר ומייצרים זעזועים.במכוניות PRT, שבו גלגלים הם לעתים קרובות קטנים וחלקיים נצפים, המכסים אותם עם ירידים חלקים או enclosing אותם במלואם בתוך הגוף יכול להניב הפחתה משמעותית של גלגלים או אולמות חלקיים הוכחו לחתוך על ידי C עד 10% כלי רכב חשמליים.

שטח החזית המינימינלי ופרופיל נמוך

הפחתת גובהו ורוחבו של הרכב ככל האפשר תוך שמירה על נוחות הנוסעים מורידה את האזור הקדמי.פרופיל נמוך עוזר גם לשמור על מרכז כוח הכבידה נמוך, שיפור יציבות.עיצובים רבים PRT לאמץ פריסת "מרחב" שבה נוסעים יושבים בשורה אחת, ומאפשרים לגוף צר יותר.השימוש בחומרים קלים כמו אלומיניום, סיבים פחמן, או ממותקים מתקדמים מקטין את המסה, אשר משפר את יעילות האנרגיה הנוספת - אך התועלת האנרגטית מגיעה ממבנה עצמו.

מראות והפגנות

מראות חיצוניים, אנאנטנות גג, ודלתות מטפלות יוצרות לעתים קרובות גרור.פRT פודס להחליף מראות צדדיות עם מצלמות כי הם שטף עם הגוף, ו retract או רפיחים דלת . אפילו מנגבונים מתפתלים יכולים להיות מוסתרים ב חריצים מקבל כאשר לא בשימוש.כל פרוטה הוא מקור פוטנציאלי של גרורתי.

היתרונות של אופטימיזציה אירובית

הגדלת יעילות האנרגיה והטווח

היתרון הישיר ביותר הוא צריכת אנרגיה נמוכה יותר.עבור PRT עם סוללה 10 קילוואט ובסיס Cd של 0.4RT, הפחתת Cd ל 0.3 יכולה להרחיב טווח עד 30% מתחת מחזורי נהיגה עירוניים טיפוסיים.זה אומר פחות עצירות טעינה, עלויות חשמל נמוכות, וירידה הביקוש על הרשת.

מהירות הפעלה גבוהה יותר ללא אנרגיה

שיפורים אירוביים מאפשרים לרכב PRT לנוע מהר יותר עבור אותו קלט אנרגיה.זה קריטי לשמירה על זמני נסיעות תחרותיים ברשתות עירוניות. ירידה של 20% בגרור יכולה להביא עלייה של 10-15% במהירות מקסימלית ללא עלייה ברמת הכוח של המנוע.עבור מערכות על פי דרישה, נסיעות מהירות מהירה יותר פירושה נסיעה גבוהה יותר דרך ערכת שירות משופר.

עלויות תפעול נמוכות והשפעה סביבתית

צריכת האנרגיה מופחתת מתורגמת ישירות לחשבונות חשמל נמוכים יותר.עבור מפעילי צי, אפילו שיפור של 10% ביעילות יכול לחסוך אלפי דולרים לכלי רכב בשנה.בנוסף, הביקוש לאנרגיה נמוכה יותר מקטין את טביעת הרגל של פחמן של המערכת, במיוחד אם החשמל מגיע מדלקים מאובנים.אופטימיזציה אירובית היא רווח "חופשי" שמשלם לעצמו במהלך חייו של הרכב.

נוחות נוסעים מוגברת ולהפחית רעש

זרימת אוויר Smooth מפחית רעש רוח בתוך התא.אוויר טורבולנט סביב חלונות, מראות, וגגות יוצר שאגה קבועה המפחיתה את חוויית הנסיעה.צורה אווירודינמית מעוצבת היטב גם מצמצם את תנודות המזנון והלחץ, מה שהופך את הנסיעה שקטה ונוחה יותר. עבור PRT, אשר לעתים קרובות הוא שוק כמו פרמיה, מעבר שקט, אפשרות זו היא נקודת מפתח מוכרת.

שיפור יציבות ובטיחות

אווירודינמיקה טובה יכולה גם לשפר את הטיפול.צמצם את המעלית בחזית וחזור כדי לשמור על צמיגות במגע עם המסלול.לנהל רגישות חוצה - דאגה מסוימת עבור כלי רכב קלים על מסלולים גבוהים - באמצעות חצאיות צדדיות, אופטימיזציה של קווי צד הגוף, ואפילו מערכות יציבות פעילה. כלי רכב יציבים הם בטוחים יותר, במיוחד במהירויות גבוהות יותר או בתנאים גפיים.

טכנולוגיות מתקדמות ובדיקות

Fluid Dynamics (CFD)

פיתוח PRT מודרני מסתמך מאוד על FLT:0 (Computational Fluid DynamicsFLT:1 (CFD) מהנדסים ליצור מודלים דיגיטליים של הרכב וסימולציה זרימת אוויר במהירויות שונות, זוויות, ותנאים נוחים. CFD מאפשר השקיה מהירה של שינויים עיצוב - התאמת ריצוף, הוספת ספוילרים, שינוי תחת לוחות גוף - ללא עלות של אבטיפוס פיזי, זה גם מגלה כמו התפלגות רכב בינוני, כמו התפלגות שטח גדול, עיצובים, ופרויקטים, , לפני תכנון יחיד, התפלגות שטח, התפלגות שטח, , התפלגות שטח גדול, התפלגות שטח, התפלגות שטח, התפלגות שטח, התפלגות ציוד CEXT, , , התפלגות שטחית, התפלגות שטח, התפלגות ציוד בנייה, התפלגות רכב , התפלגות ציוד בנייה, , , , , , , התפלגות שטח גדול, פיזור רכב בינוני הציע , פיזור הציע , , התפלגות שטח, פיזור, פיזור רכב מרכזי, ענפים, ענפים, פיזור נרחב, ענפים של פרויקטים המוצעים על ידי פיתוח ענפים של

מבחן מנהרת רוח

בדיקות ספירת רוח פיזיות לאמת את תוצאות ה-CDC ולהשיג אפקטים אמיתיים כגון זעזוע מחפצים סמוכים (תשתית מונחית, מודלים אחרים של פודים) (1:4 או 1:3) משמשים לעתים קרובות, אבל אבטיפוס בגודל מלא מספקים את הנתונים המדויקים ביותר. Wind מנהרות עם מטוסים קרקעיים נעים (גלגל כבישים) לדמות את התנועה היחסית של פני השטח, אשר חשוב תחת גוף רכב רבים בעולם יכול להכיל מנהרות רוח קטנות.

Active Aeroדינמית

(אלמנטים פעילים - מקלקלים, סוגרי גריל, מלוטשים וילון אוויר - הופכים נפוצים בכלי רכב חשמליים מתקדמים.עבור PRT, אווירודינמיקה פעילה יכול להסתגל למהירות, עומס, תנאים סביבתיים.לדוגמה, מטבולית אחורית יכול להפחית את גרר במהירות מופרזת ולהגדיל את הכוח במהלך הזרקת חלקיקים פעילים יכול לנהל אוויר סביב זרם ניסיוני בעוד שעדיין נמצא 5.5%) על ידי מחקר פעיל:

משקל אור ומשטח קצה

Aerodynamics והפחתה במשקל הולכים יד ביד.שימוש בתרכובות כמו סיבים פחמן מחזקים פולימר (CFRP) לא רק להפחית את המסה, אלא גם מאפשר צורות מורכבות יותר מעוקלות שאינן אפשריות עם מתכת גיליון. Smooth, צבע מבריק מסתיים להפחית את החיכוך העור (אפקט קטן אך בינוני אך ממין), כמה פולימרים מתקדמים אפילו יש פני השטח של עצמו או ממריצים בהשראת כרישים (כמו טכנולוגיות סטרוכות).

מחקרים: Aerodynamics in קיימות מערכות PRT

ULTra PRT בלונדון Heathrow

רשת PRT המבצעית המפורסמת בעולם היא ULTra בטרמינל 5 של נמל התעופה Heathrow, הפודים, שנבנה על ידי מערכות תחבורה מתקדמות, לשאת עד ארבעה נוסעים וטיולים על מסלולים ייעודיים עד 40 ק"מ / שעה (h mph) ULTra pos יש צורה מעוגלת, כמעט bulbous עם שטח חזיתי גדול יחסית, המוערך שלהם co מוערך סביב 0.4D5 מהירויות לא יכול להיות מותאמות לשימוש קיצוני.

SkyTran MagLev Pods

SkyTran, שפותחה על ידי נאס"א ו-Unmodal, היא מערכת Mglev PRT מושעה.הפודים הם אור מאוד (כ-600 ק"ג) ושימוש בהלעת מגנטית פסיבית.צורה האירודינמית שלהם מזכירה את מדמיעת זרם זמין, עם פרופיל נמוך וסגור תחת גוף.ה היצרן טוען כי הוא גרור יעיל מתחת ל 0.3, בסיוע גוף חלק, ואיבוד של גלגל נמוך של מנוע נמוך של 0.

2get There's Group Rapid Transit (GRT)

החברה ההולנדית 2get There בונה הן כלי רכב PRT והן GRT.העיצובים האחרונים שלהם כוללים מטרות חדות, מצלמות צד מודרך פלוש, והן תחת לוחות תחת גוף.הם השתמשו ב-CDCD באופן נרחב כדי לחדד את הצורה עבור גרור מופחת ויציבות חוצה. בניסויים בפארק הנדל"ן עסקים (בריטניה) ובמזרח התיכון, כלי הרכב השיגו צריכת אנרגיה נמוכה יותר בהשוואה למודלים קודמים של קופסא.

אתגרים ומסחר בעיצוב אווירדינמי

Balancing Travel ו- Aerodynamics

(ב) גופים אוויריים הם לעתים קרובות מוקרן, אשר יכול להפחית נפח הפנימי.עבור פודק כי חייב להכיל ארבעה או שישה נוסעים עם מטען, צורת הפנים חייבת להיות מעשית.מעצבים להשתמש ב-FLT:0virtual aeroדינמית צורות FLT:1 תוך שמירה על הפריסה הפנימית יעילה - למשל, חזית רחבה יותר וצרנית אחורית, או ישיבה מזויפת.

עלויות ומורכבות הייצור

עקומות מורכבות, אלמנטים פעילים וחומרים אקזוטיים להגדיל את עלויות הייצור.עבור מערכת PRT להיות קיימא מבחינה כלכלית, הפודונים חייבים להיות סבירים. מפעילים רבים בוחרים עיצובים פשוטים יותר כי הם זולים יותר לייצור, למרות שהם פחות יעילים.עם זאת, כמו עלויות סוללה ומחירי אנרגיה לעלות, חיסכון החיים של אופטימיזציה אירובית יצדיק השקעות גבוהה יותר.

הדרכה אינטראקציה ותשתית

כלי רכב נוסעים קרוב למדריך דבורים, תחנות, תשתיות אחרות.זרימה אוויר יכול להיות מופרע על ידי מבנים סמוכים, במיוחד במנהרות או חלקים מכוסים.העיצוב האירודינמיקה של הרכב חייב לקחת בחשבון את הזרמים החיצוניים האלה.לדוגמה, פוד העובר דרך תחנה עשוי לחוות שינויים פתאומיים בלחץ כי מזנון הגוף.

רגישות לחצות SANGE

פודס קל משקל pRT רגישים לחצות את החומות, במיוחד על גבי מדריכים גבוהים. גור חזק יכול לדחוף את צדדי הרכב, המשפיע על נוחות נסיעה ואפילו בטיחות. עיצוב Aeroדינמית חייב לכלול חצאיות צדדיות, צורות צד גוף מותאם אישית, ולעתים אנכיים כדי להפחית את הרגישות של yaw. למערכות Active אשר לזהות רוחבי והתאמה של גובה הנסיעה או פריסת מקלקלים הם מחקר.

עיצוב אווירודינמיקה

שילוב עם מערכות אוטונומיות

בעוד PRT הופך אוטונומי לחלוטין, התנהגות כלי רכב ניתן לייעל בזמן אמת.מערכת בקרה אוטונומית יכולה להתאים מהירות, ספיגה בין כפות, ואפילו גובה הנסיעה (אם ניתן להתאים) למזער אווירודינמיקה בתרחישים מתפתלים (FLT:0) למשאיות אוטונומיות של Platooning FLT:1 - נהיגה יחד בשיירה - יכולה להפחית את ההתנגדות האווירית כלי רכב על ידי עד 20%, שם כבר נבדקים משאיות אוטונומיות.

Biomimetic and Nature-Inspired Shapes

החוקרים בוחנים צורות המבוססות על ציפורים, חיות ימיות ואפילו חרקים.דג הקופסא, למשל, יש ריבוע חצוצרה עדיין משיגה גרר נמוך בשל מרקם פני השטח הייחודי שלה.השחפת של הלווייתנים (במפזרים על הספיצרים שלה) מעוררת מחסנים ממשטחי הרכב.

עיצוב גוף מודולרי והתאמה

מערכות PRT עתידיות עשויות להשתמש בפודונים שמתאימים את צורתם למהירות ולמטרת הנסיעה.לדוגמה, נסיעה מהירה במהירות גבוהה בין מרכזי הרכזות יכולה להאריך זנב מהדהד כדי להפחית את הגרור; כאשר תמרון במרכזי העיר הצפופים, זה יחזיר את הזנב עבור חניה קלה יותר ולוחמי גוף מודולריים שמצלמים על צ'אס מרכזי מאפשרים התאמה אישית עבור מסלולים שונים זה יכול להיות משולב באמת יעיל, כדי ליצור כלי רכב גמיש באמת.

אינטגרציה עירונית ואדמה

עיצוב Aeroדינמית חייב גם לענות על הציפיות החזותיות של ערים. pRT pods נועדו לעתים קרובות להיות עתידני ומושך. Sleek, גלקסיות אווירודינמיות מיישר עם שפה עיצוב מודרנית. עם זאת, כמה מבקרים אדריכליים טוענים כי יותר מדי חלקות יכול לגרום כלי רכב להיראות גנרית. Balancing פונקציה ארודינמית עם מיתוג ייחודי ו flair אמנותי הוא אתגר כי מעצבים תעשייתיים.

מסקנה: התפקיד הקריטי של Aerodynamics במהפכת PRT

Electric Rapid Transit מציעה חזון משכנע לתחבורה עירונית בת קיימא, על פי דרישה.אירודינמיקה היא לא רק מחשבה - זה מאפשר הליבה של ביצועים, יעילות ונוחות נוסעים. על ידי יישום עקרונות של עיצוב זרקור, מינוף סימולציה מתקדמת וכלי בדיקה, ושילוב טכנולוגיות פעיל, יצרני PRT יכולים להשיג אפקטיביות כמו 0.2-0.3, חיתוך אנרגיה, הרחבת טווח, מחזור חיים ומערכת הפעלה נמוכה יותר, כמו גם תוכניות אוויריות, כמו גם תחבורה לטווח ארוך, כמו גם תחבורה.