КЭБ Форум

Итак,  решил разместить эту тему и здесь, хоть и всё так запущено.
Тем более, что именно этот сайт считается сайтом именно разработчиков.
Выкладываю своё подробное техническое задание и проэкт лигерада "Стрела 1"
Прошу прочитать внимательно, чтобы после не возникало неуместных вопросов,
и не пришлось в очередной раз засорять тему одинаковыми сообщениями.

В техническом задании, пункты будут обозначены разными цветами:
- ЗЕЛЁНЫЙ , - задача реализована в данном  проекте.
- КРАСНЫЙ , -  имеются  серьёзные вопросы.
- ЖЁЛТЫЙ , -  есть некоторые вопросы, надо думать.
*по мере реализации, буду перекрашивать в соответствующий цвет.


                              Техническое задание.

  Создание лигерада без полного обтекателя,  приводимого в движение
исключительно мускульной силой человека, позволяющего двигаться
в длительном режиме со скоростью 45км/ч на горизонтальном участке
асфальтированой дороги (уклон +/- 1%), без сильного ветра (+/-2м/с).

1. Так как на данной скорости 100% сил уходит на бесполезное
взбалтывание воздуха, система велосипедист + велосипед
должны обладать безупречной аэродинамикой.
1.1 Обтекаемость тела.
1.2 Обтекаемость ног.
1.3 Обтекаемость рук.
1.4 Обтекаемость узлов лигерада.
1.5 Длительное сохранение скорости, при движении накатом.

2. Лигерад планируется эксплуатировать на дорогах общего пользования,
в том числе на загруженых городских участках. Соответственно
требования к безопасности жёсткие:
2.1 Должна обеспечиваться хорошая заметность в транспортном потоке
в любое время суток и при любой загруженности участка.
2.2 Возможность экстренного беспрепятственного покидания лигерада,
при возникновении опасности.
2.3 Снижение травматизма при заднем столкновении.
2.4 Лигерад должен сохранять устойчивость при порывах бокового ветра.
2.5 Угол поворота колеса должен обеспечивать безопасное преодоление
таких препятствий, как трамвайные рельсы и невысокие бордюры,
под углом 45 градусов. Так же он должен обеспечивать безопасное
перестроение и объезд припаркованого транспорта на малых скоростях.
2.6 При движении по загруженым участкам, а также при прогулочном
катании, схема посадки должна изменяться с низкой на высокую,
при помощи органов управления на руле.

3. Рулевое управление лигерада.
3.1 Должно обладать таким передаточным отношением, которое обеспечивает
стабильное управление лигерадом как на малых, так и больших скоростях.
3.2 Руль должен обеспечивать эргономичное расположение рук.
3.3 Конструкция руля должна обеспечивать необходимую прочность
для создания надёжной опоры руками при разгоне и движении на подъём.

4. Лигерад должен обладать хорошими ходовыми качествами, при
движении на участках со сложным профилем.
4.1  Скорость движения лигерада на подъёме, с уклоном 7%, в длительном режиме,
должна быть не менее 15км/ч (Не хуже традиционного бесподвесного лигерада).
4.2  Задняя подвеска должна иметь блокировку с руля.
4.3  Конструктивные элементы лигерада не должны входить в резонанс на спусках.

5. Рама и другие несущие части лигерада.
5.1 Должны быть изготовлены и сварены по технологии, обеспечивающей необходимую прочность
и долговечность.
5.2 Должны выдерживать вибрации и удары,  при  проезде неровностей дороги.
5.3 Выдерживать вес до 90кг.

6. Перевозка мелкой клади.
6.1На лигераде должно быть багажное отделение для размещения минимально
необходимых вещей: ремонтного набора, аптечки и запаса воды не менее 1л.

7. :-) Желательно.
Окончательная сборка лигерада должна завершиться не позднее 25 апреля 2009 года.
Далее неделя обкатки, и... Использование по проэктному назначению.


                              Реализация проекта.

   По собственному опыту езды на разных конструкциях и в разных условиях, а также по
наблюдениям за другими, изучения законов аэродинамики системы велосипедист+велосипед,
чтения множества отчётов различных соревнований велосипедов и веломобилей понял,
что ни одна конструкция классической схемы, без полного обтекателя, будь то даже
самый низкий лоурейсер, не обеспечит мне возможность поддержания  требуемой скорости,
затрачивая разумную мощность. Изза колоссального сопротивления воздуха, агрессивно
нарастающего в квадрате, а то и в кубе от скорости. Говоря по русски, горный велосипед,
при крейсерской скорости, упирается  в стенку где то на отметке 27 км/ч. Гибридный, туристи-
ческий, а также и шоссейный велосипед, упираются в стенку на отметке 32...35км/ч.
У этой же планки останавливаются и все бесподвесные SWB лигерады, правда ехать
на них значительно удобнее. Крейсерскую скорость они держат такую же, как и обычные
велосипеды, а вот в кратковременных скоростных спринтах проигрывают им.
На сверхнизком, совершенно незаметном на дороге лоурейсере
всё равно больше 37км/ч постоянно не подержишь! Хотел я себе сначала купить, или построить
низкий лоурейсер, но какой смысл так рисковать, ехать ниже уровня бордюра, ради какой то
жалкой прибавочки в какие то 2-3 км/ч к крейсерской скорости? Ладно уж там было бы
повышение скажем с 35 до 55км/ч, вот это я уже понимаю выигрыш, а так, - игра не стоит свеч.
В то время как полностью обтекаемые рекордные лигерады способны длительно держать
скорость более 70км/ч! Но на них нельзя ездить по автотрассам.
   Чтож, ни один на сегодняшний день велосипед или веломобиль классической схемы, пригодный
для езды по дорогам общего пользования не сможет обеспечить поддержание скорости, указаной
в техническом задании. Хотел я уже наконец плюнуть на всё это, но неожидано возникла идея
создать лигерад со своей схемой, которую, судя по наблюдениям, ещё ни кто не делал. И она
может реально спасти меня! И других, изрядно намучившихся велосипедистов!



  Начну, пожалуй, с наиболее сложной части лигерада, - привода. Он должен быть именно линейным.
Почему? "Прошу повесить уши на гвоздь внимания!" как сказал бы наш великий Пономарёв!
Это не просто моя прихоть, или необдуманая фантазия, а серьёзная необходимость. Выхода
лучше я пока не вижу. По порядку.  На моём лигераде тело расположено очень обтекаемо
- туловище полностью параллельно земле и за ним расположен обтекатель  (п. 1.1 выполнен)
- руки тоже  параллельны земле и прижаты к телу (п. 1.3 выполнен)
- обтекаемость лигерада  (п 1.4 выполнен). Рама сама узкая, колёса использовать с высокими
ободами, плоскими аэроспицами (желательно). А чтобы частично сгладить потоки за
покрышками, - поставит инновационные крылья-обтекатели.



- ОБТЕКАЕМОСТЬ НОГ (п. 1.2, как его выполнить?) Ведь именно широкие работающие ноги  остались
на пути воздушного потока!
  Вениамин Вениаминович, представьте на секунду, что при движении лигерада, сопртивление
ног равно нулю! Все остальные части тела расположены почти идеально, сам лигерад узок,
мы имеем фактически аэродинамику рекордного веломобиля!!! Но рекордные веломобили
едут 70км/ч, а открытые, даже с самым низким положением тела, едут 35км/ч. Вывод:
наибольшую часть воздушного сопротивления берут на себя ИМЕННО НОГИ.
И это не удивительно, ведь на большой скорости, ноги работают с высокой частотой,
скорость ноги складывается со скоростью лигерада. Сопротивление растёт в квадрате,
и получается сильное воздушное торможение. После определённой скорости, эта тормозная
сила просто перекрывает силу тяги, и велосипед "упирается в стенку"
Вот, нагляднейший пример на фото Олега Дашевского, как расположено его тело, и как ноги.





Согласитесь, если убрать его ноги, то никакой полный обтекатель в принципе и нафиг не нужен!!!
Ведь в техническом задании скорость вовсе не 70, а гораздо меньше, - 45км/ч.

               Преимущества линейного привода на  лигераде данной схемы.
- Линейное разгибающе-подтягивающее движение ноги более обтекаемо, чем круговое,
при условии, что ноги в крайнем дальнем положении параллельны земле. Стопы на
таком приводе никогда не поднимамются и не опускаются ниже оси тела.
- Привод планируется сделать с полностью независимой раздельной работой ног.
это также даст преимущество в аэродинамике, потому, что: поддерживать
большую скорость можно будет каждой ногой по отдельности, одна нога полностью
вытянута и параллельна земле, а другая работает. Переодически чередовать ноги.
Уж согласитесь, что обтекаемость ног в таком режиме гороазо выше. Также
можно работать обоими ногами, но с меньшей амплитудой, повышая передачу.
И... Впервые в истории, велосипед будет достойно ехать по инерции!
Набрав большую скорость, можно на некоторое время вытянуть обе ноги и
расслабить их. Накопленый колоссальный запас кинетической энергии (а она кстати
тоже растёт в квадрате от скорости), в столь обтекаемой позиции, будет расходоваться
намного экономнее, чем на классических конструкциях. Скорость будет снижаться
медленно, а в это время мышцы велосипедиста будут восстанавливаться, готовясь
к следующему циклу. (п. 1.5 выполнен)
-  Не будем заморачиваться на нескольких процентах КПД, теряющихся на трении
подшипников и цепей в приводе, - нам сейчас важна АЕРОДИНАМИКА, и правильная,
эффективная, работа мышц в данной посадке.  А всё остальное в итоге окупится.
- На сами ноги будут устанавливаться специальные набедренные обтекатели, которые
будут уменьшать срыв потоков за широкими бёдрами. Езде и ходьбе они мешать не
будут, так как руля сверху нет.



Сравнимо с плавниками рыб, природа о них хорошо позаботилась, если бы плавники у них
были круглыми, как наши ноги, то они бы не смогли так быстро перемещаться в плотной
водной среде Перед стопами тоже установить обтекатели, чтобы они тоже помогали
"резать" воздух.

Ещё одна причина, по которой склоняюсь к линейному приводу: в лежачей посадке, при
расположении каретки на высоте оси тела (как и у меня, на лигераде Блейд 2т)
вращательные движения неэффективны чисто анатомически. Проверено мною на практике,
ложился в самый низ, привод отодвигал вперёд. И в итоге ни разгона нормального, ни
поддержания, выигрыш лишь под уклон и при движении накатом.
   Предположительно, толкать и тянуть в такой позе должно быть еффективнее, чем вращать.
Что я лично и хочу проверить на практике.

   По безопасности на дороге, лигерад выполняет почти все пункты технического задания.
(п. 2.1 - 2.4, 2.6) Особо хочу отметить п. 2.4 "устойчивость при боковом ветре"
Так как посадка на лигераде горизонтальная плоская, то потоки можно сводить при
помощи ГОРИЗОНТАЛЬНО расположеного крыловидного обтекателя, такой обтекатель
будет иметь малую боковую площадь и округлые края. Следовательно,  риск опрокидавания
боковым ветром сводится к минимуму, в отличие от классических "вертикальных"
хвостовиков. Пока я ещё нигде не видел таких обтекателей, интересно испытать.
  По пункту 2.6, то механизмы регулировки на ходу высоты сидения и привода,
вполне реализуемы и ОЧЕНЬ ПРОСТЫ. С приводом, правда, по сложнее, чем с сидением: узел сочленения
привода с рамой надо делать с минимальными допусками, во избежание его расшатывания
от интенсивного педалирования!

  Нужна помощь специалистов, которые имеют опыт изготовления линейных приводов.
Обязательно приэду в КЭБ и ознакомлюсь с линейным веломобилем,  который мне
почемуто раньше ни разу не бросался в глаза. Но по одному, может и неудачному
варианту привода, НЕ СТОИТ ДЕЛАТЬ ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Надо ИСКАТЬ!
Общаться, советоваться с теми кто этим действительно занимался, а не с отдельными
"товарищами", которые кроме своей отрицаловки ничего дельного посоветовать не могут.
Открытый вопрос, под какими углами нужно располагать спинку и линейный привод,
чтобы эффективно работать в гору. К счастью, на моей конструкции, эти углы можно
будет менять весьма в широких пределах.

Отредактированно Modulator (2008-09-21 18:16:27)