Масштабирование электровелисипеда в 16 раз

[просто_вася]

Задача - сделать легкий туристический электротранспорт для передвижения по степи и холмам летом.
Прошу людей владеющих математикой покумекать.

Обычный горный велосипед весит 15-20 кг
Средний велосипедист-любитель весит 70 кг
Полная масса снаряженная = 100кг
Для езды нужна мощность 250 Вт

Если это масштабировать до предела мощности 4 КВт (чтобы не надо было регистрировать этот транспорт) то:

Масса пустого аппарата (рама и колеса) = 300кг (из них половина это колеса - одно колесо 50кг)
Полная масса снаряженная = 1500кг

Реально ли это? или не хватит 300?

И какую массу заложить на электрооборудование?
Энергию дают солнечные панели и запасают ее в акумуляторы.

Можно ли достичь такой же эффективности — соотношение веса рамы к весу полезной нагрузки: 1/5

Рама из алюминиевого сплава, колеса нужны легкие, большого размера, где такие взять?
Какого размера надо делать колеса чтобы был велосипедный эффект?

Количество колес - 3, два ведущих и одно пассивное поворотное.

[andruxxa]

Количество колёс=8=регистрация=нет нужды тошнить на 5кВт.

[FX_888]

Если это масштабировать до предела мощности 5 КВт (чтобы не надо было регистрировать этот транспорт) то получатся такие цифры:
500 кг рама
1750 кг полезная нагрузка (палатка с оборудованием жизнеобеспечения)
Реально ли это?

Бюджет проекта у вас бездонный ?
это первое что определяет реализм ваших хотелок.
второе, напрямую масштабировать неверно. Закон квадрата куба вмешается
Регистрации не требует транспортное средство с двигателем длительной мощностью не более 4кВт
если учесть  что транспортное средство  будет двигаться в реальной среде а не в вакууме по идеально твердой поверхности, то для уверенного движения в сложных условиях (встречный ветер, подъем,  грязь, снег песок, ) мощности в 4кВт хватит на транспортное средство полной (сюда входят сам аппарат  с батареей, полезная нагрузка, пассажиры с водителем) массой в лучшем случае в 600кг.
при этом трансмиссия обязательно будет многоскоростной. Так же вряд ли стоит рассчитывать на максимальную скорость более 45км/ч даже в идеальных условиях.

[просто_вася]

[user]FX_888[/user], бюджет нормальный - ровно столько сколько надо. Просто выбираю максимальное качество комплектующих за лучшую цену.

Задача - самому собрать палатку на колесах. Это и практическое применение в жизни, например в отпуске, и практика иизучение легкого машиностроения любительского и робототехники.

Еще, на крыше солнечные панели легкие.

Мне надо понять как это математически расчитывается. Сколько энергии надо чтобы крутить колесо и перемащать груз на нем.

Я считаю так:
Чтобы перемещать 100 кг груза (в том числе рама и колеса) со скоростью примерно 30км/ч нужно 250Вт энергии велосипедиста.
4Квт это соответственно 16 велосипедистов которые вместе с велосипедами весят 1,6т
а не 600кг как у вас — это мне не понятно, надо это прояснить.

Насколько возможно сохранить эффективность велосипеда масштабируя его.

Я наивно думаю что для того чтобы в 16 раз повысить полную снаряженную массу - надо в 16 раз увеличить мощность двигателя.

Я понимаю что прочность материалов падает с ростом размеров деталей, поэтому смотрю в сторону легких велосипедоподобных аппаратов. И при желании просто масштабировать количество таких перевозчиков, и управлять ими дистанционно как стаей-роем...

Как на самом деле выглядит этот график? Каковы рекордные соотношения для всяческих солнцемобилей например.

[edw123]

Я считаю так:
Чтобы перемещать 100 кг груза (в том числе рама и колеса) со скоростью примерно 45км/ч нужно 200Вт энергии велосипедиста.

Увы, надо 800-900вт. И масштабировать аэродинамику в новую форму линейно не получится, а именно аэродинамика будет основным фактором на относительно ровных дорогах. Хотя если сделать аэродинамически хороший обвес, то можно даже выиграть по отношению к велосипедисту, только цена, вес и сложность...

[просто_вася]

http://the-mostly.ru/misc/effektivnost_velosipeda.html
http://lifepo4.by/moshchnost

Велогонщики-любители обычно могут развивать мощность 3 Вт/кг в течении более чем часа (например, около 210 Вт для гонщика весом 70 килограммов)

•    при подъеме в крутую гору нетренированный велосипедист может кратковременно развивать мощность 220-290 Вт;
•    при скорости движения в 18-20 км/час по ровной асфальтированной дороге и встречном ветре 3-5 м/c велосипедист должен развивать мощность 110-140 Вт;
•    для спокойного движения со скоростью 12-18 км/час по ровной асфальтированной дороге необходима мощность от 40 до 60 Вт.

Нетрудно сделать вывод, что в подавляющем большинстве случаев, движение на электровелосипеде в режиме скутера (только на электродвигателе без педалирования) можно обеспечить веломотором мощностью 250 Вт.

[edw123]

http://the-mostly.ru/misc/effektivnost_velosipeda.html
http://lifepo4.by/moshchnost

Всё замечательно, только если масштабировать элитных гонщиков на элитных велосипедах, то получите элитный экипаж. Хотите помасштабировать  цену элитного вела в 25 раз и срок его службы? Хотите помасштабировать стоимость их аэродинамической формы, стоимость поддержания их физической формы на требуемом уровне?
800вт - мощность среднего горного велосипеда с соответствующей посадкой и одеждой для 45км/ч. Впрочем - выбор у Вас безусловно есть.
Ради интереса - какой мидель хотите иметь у своего аппарата?

[просто_вася]

[user]edw123[/user], прекрати истерику.

Я не говорю об элитных гонщиках - я говорю только о любителях и привожу цифры соответствующие.

Мне кажется это вполне похоже на реальность:

в подавляющем большинстве случаев, движение на электровелосипеде в режиме скутера (только на электродвигателе без педалирования) можно обеспечить веломотором мощностью 250 Вт.

— это средняя мощность обычного велосипеда, от которой пляшем

Мне надо понять реально ли катить полностью снаряженный аппарат весом 1,5 тонны с помощью двигателя 4Квт со скоростью велосипедиста любителя.
Что для этого надо сделать? какого размера надо делать колеса? или размер не важен?

подозреваю что надо масштабивать колеса соответственно до огромных размеров чтобы была такая же эффективность — вот в этом вопросе нужен человек владеющий математикой-физикой-механикой и теорией велосипедостроения.

[edw123]

[user]edw123[/user], прекрати истерику...
Мне надо понять реально ли катить полностью снаряженный аппарат весом 1,5 тонны с помощью двигателя 4Квт со скоростью велосипедиста любителя.

Для этого надо: 1 - мидель и коэфф аэродинамического сопротивления. Потом начнём истерить. 

[просто_вася]

[user]edw123[/user], ну понятно же что надо делать минимальное сопротивление лобовое, как у типичных солнцемобилей

[edw123]

[user]edw123[/user], ну понятно же что надо делать минимальное сопротивление лобовое, как у типичных солнцемобилей

Давайте поопределённее - сколько м2? Сейчас и прикинем аэросопротивление при 45км/ч.

ОФФ. Лежать в нём будете?

[BattleCruiser]

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2967609/The-bike-let-pedal-fast-CAR-New-design-claims-reach-100mph.html
Что-то типа такого, наверное.
Или такого.
https://www.autoevolution.com/news/worlds-first-highway-speed-bicycle-turns-human-power-into-high-speed-video-93588.html

Только от 4кВт вряд ли быстро поедет.

[просто_вася]

[user]edw123[/user], поправка, всетаки не 45км/ч, а максимум 30
обычная средняя скорость велосипедиста-любителя
высоту салона внутри думаю примерно как в обычных легковушках - чтобы можно было сидеть

Какие вы знаете примеры трехколесного электротранспорта мощностью 4кВт?
Ну так чтобы ближе к моему вопросу - максимально выжать эффективность

[просто_вася]

[user]BattleCruiser[/user], да, что-то подобное, но без необходимости быстро ехать и без необходимости тратить массу на защиту - потому что не планирую ездить по дорогам с обычным транспортом, и не хочу регистрировать транспорт

Ну и форма корпуса такая чтобы удобно было собирать солнечную энергию.

Хочу сделать несколько таких легких роботизированных аппаратов работающих как стая, и на каждом по тонне груза везти.

Главное — возможность всё сделать и ремонтировать в одиночку.

[просто_вася]

Примерно такое, но с большими колесами:


Такие привычные пропорции машин подобны роялю на колесиках



А нужно чтобы половину массы пустого аппарата занимали колеса

Есть веслосипедоподобные солнцемобили?

[просто_вася]

[user]strannik[/user], мне кажется я уже выше уловил суть - нужно делать болшие колеса
но хотелось бы послушать людей владеющих техническим языком, и понять какой примерно нужен диаметр колес.

И интересно есть ли что-то подобное


Колеса в принцепе интересно делать самому если такого нет готового.

вот кстати фотка в тему:

В чем прелесть такого решения?
Какие параметры улучшаются и какие падают?
Как я понял повышается возможная скорость, увеличивается инерция и труднее тормозить...

Можно же вообще не думать о большой скорости, например для езды в горах и холмах летом в отпуске.

[edw123]

[user]edw123[/user], поправка, всетаки не 45км/ч, а максимум 30

Это очень существенно, ввиду кубической зависимости мощности от скорости: на 30 км/ч велосипеду надо уже немного меньше 300 вт.