...плюс солнечная батарея!

[Vandrounik]

[user]Vandrounik[/user], Вы немного путаетесь, т.к. 500W выдаваемые солнечными элементами будут потребляться мотором. Для преодоления же трения качения, гравитации и аэродинамического сопротивления Вам потребуется механическая мощность, усреднено можно считать, что для передвижения будет задействовано 400W или меньше, ну и плюс ваши примерные 200W.

Кстати на в вашем посте с картинками не раскрыта тема амфибии, как часто будет использоваться в таком качестве и какого рода движитель на водной глади будет использован, ну и предполагаемая скорость. 

Я понимаю,  что мой концепт выглядет как лодка, но по  другому внешний вид не удалось сделать. Т.к. не получается загибать переднюю часть  СБ из-за наличия под ними педалей и необходимого пространства для этого. Это серьезный ограничитель. Поэтому загнута не панель вниз, а кузов вверх до панели, подобно лодке, в целях избежания каких-либо разких изменений направления набегающего воздуха. Хоть это и в ущерб обзору. Но другого выхода нет. Да и с точки зрения механической прочности так будет крепче всего, плоское с элипсовидным профилем крыло проще всего сделать жестким и крепким, да еще и поддерживаемым нижним корпсом, чем пытаться его изгибать. Другие возможные конструкции резко усложняют создание, данная же конструкция еще относительно (относительно австралийских гоночных имею ввиду)  проста, т.к. ширина панели достаточно невелика и поддерживается почти по периметру кузовом. А при ширине всего 1.3 метра обеспечить механическую прочность будет не трудно. Это в гоночных солнцемобилях, там на всю ширину в полтора метра нужно обеспечить несущие свойства, да еще и водителя держать, а здесь такого нет, здесь намного проще. Австралийские солнцемобили почти все имеют стандартную несущую конструкцию, они там почти все одинаковы а здесь конструкция скорее рамная, только само крыло выполнено по несущей схеме, только чтобы держать само себя, но не весь солнцемобиль, который будет держать рама и нижний кузов. А как сделать панель СБ с профилем крыла - тут нужно в авиамоделизм углубляться, там умеют делать обширные крылья, которые сохраняют свою жесткость и малый вес не смотря на большие размеры.

Но действительно, такую машину можно модернизировать до амфибии, но такой цели не стоит
Навскидку, всего  пару вещей нужно сделатьдля этого - заднее колесо нужно заменить парой для того, чтобы ликвидировать нижнюю прорезь. Колеса снабдить лопатками (можно сьемными). Обеспечить герметичность всего нижнего корпуса. И все, вот и амфибия

[Vandrounik]

По малочисленным просьбам трудящихся, небольшая переработка солнцевеломобиля в солнцевелоамфибию.

Что изменено:
Задняя ось, одно колесо заменено двумя, и подвинуто вперёд. За счёт этого устроен задний скос корпуса. Оси бы надо ещё поднять над уровнем воды, сделать прорези для колёс в крыле с СБ, или опустить днище, уменьшив дорожный просвет, на картинке я этого не сделал, потому получилось, что оси погружены в воду (на глаз прикинул степень погружения).

Плюсы:
- может плавать;
- задняя ось стала оптимальнее располагаться относительно заднего пассажира, что улучшает развесовку, уменьшает нагрузку на раму, которую можно облегчить/ослабить, т.е. облегчить конструкцию.

Минусы:
-необходимость делать нижний корпус более крепким из-за воздействия воды, т.е. утяжелять конструкцию;
- 4 колеса, не выходит ли аппарат за рамки мопеда/велосипеда по ПДД?
- усложняется трансмиссия, т.е. опять утяжеляется.

Ну, если батарея будет давать ватт 400 мощности в солнечную погоду, плюс, допустим, ватт 200 мощности экипажа, если на спицы колёс навесить какие-то  лопатки, то может 2 км/ч плыть будет. Быстрее вряд-ли, т.к. такой движитель малоэффективен.

[Silvaticus]

Как раз тот случай, когда смеялся после слова «лопатки». 

[Vandrounik]

Как раз тот случай, когда смеялся после слова «лопатки». 

Собственно, нормальный термин, к примеру,  у турбины именно лопатки У пароходов 19-века в колёсах тоже были, помоему, "лопатки". Но точно не "лопасти"

[stoyan]

всё уже придумано до вас... AutoCanoe, чертежи продаются за 30 баков
Autocanoe program

[Vandrounik]

Вообще реализовать солнцевеломобиль подобной схемы можно постепенно. Сначала сделать основу - т.е. по сути двухместный тандемный трайк, но с размерами и конструкцией, точно рассчитанными под дальнейшее создание аэродинамического корпуса с крылом солнечных батарей. В случае отказа от дальнейшего строительства (дорого/трудоемко/лень/или другие причины), в любом случае останется пригодный к эксплуатации тандемный вело-трайк. Дальше, если идея не будет покинута, можно начать реализовывать  аэродинамический корпус,  но пока без солнечных батарей. В итоге получится веломобиль, похожий на рисунок парой страниц выше (где без батарей). Ну и если идея все еще не будет покинута - начать создание крыла с солнечными батареями общей площадью в 5 квадратов.
Таким образом, в любой стадии реализация может быть прервана, но с получением какого-то пригодного к эксплуатации результата.

[Silvaticus]

[user]Vandrounik[/user], может нарисуете крепление лопаток на спицы? А главное расскажите как скоро в воде они по отваливаются?

[Vandrounik]

[user]Vandrounik[/user], может нарисуете крепление лопаток на спицы? А главное расскажите как скоро в воде они по отваливаются?

Сейчас с телефона пишу, не нарисую. Да и конструкция то может быть абсолютно любой, лишь бы увеличить сопротивление среде колес при вращении. Суть в том, что каждая "лопатка" должна крепиться к двум спицам на каких-то зажимах. Площадь каждой должна быть невелика, пожалуй всего несколько кв.см, т.к. идут поперечные нагрузки на спицы, на которые они вообще не рассчитаны. Потому большой скорости так не добиться, всего 1-2 км/ч, пожалуй не больше. Но их зато можно установить на суше заранее. Если придумывать какие то хомуты, одеваемые на обод и шины, то тут проблемы с сушей.
Так что вся эта концепция - ограниченно водоплавающая, как БМП, плавающие лишь за счет вращения гусениц. Иначе, чтобы оно могло плавать лучше, нужно придумывать что-то кардинально новое. Думать о том, как можно поменять все колесо на специализированное водное, или как можно к оси  подсоеденить такое колесо; думать о том, как сделать так, чтобы  ось колеса была как можно выше уровня воды, а это уже нужно даже  изменять профиль корпуса, например делать его более плоскодонным.. и все это будет отрицательно сказываться на ходовые характеристики солнцемобиля на шоссе, а мы как бы больше ездить хотим, а не плавать Так что концепция заключается лишь в том, чтобы оно могло хоть как-то худо-бедно переплыть не очень широкий водоем. Да и вообще, это не моя идея была, просто действительно, с таким корпусом можно с минимальными усилиями и изменениями сделать солнцемобиль ограниченно водоплавающим.

[Vandrounik]

Нашел отличную подборочку экземпляров с показателями аэродинамического сопротивления:

http://www.adventuresofgreg.com/HPVlog/VehicleDrags.html

А вот хороший велокалькулятор с показателями коэффициентов аэродинамического сопротивления, сопротивлению качению, массы и т.д.:
http://epowerbikes.ru/archives/1474

Ну и просто книжка интересная про веломобили:
http://www.velotransunion.ru/vadim-files/Velomobile.pdf

Все эти данные можно наложить и на солнцевеломобиль и получить предполагаемые характеристики, сейчас изучаем

[stoyan]

Ну и просто книжка интересная про веломобили:
http://www.velotransunion.ru/vadim-files/Velomobile.pdf

Все эти данные можно наложить и на солнцевеломобиль и получить предполагаемые характеристики, сейчас изучаем

есть еще книги ктн Пополова, первого солнцегонщика 1993 в австралии...
ПОПОЛОВ А.С. Веломобиль - здоровье и экология.
ПОПОЛОВ А.С. Давай изобретем веломобиль. 
ПОПОЛОВ А.С. Солнечный транспорт — М.: Транспорт, 1996.
и последняя - "исповедь солнцегонщика"

[Vandrounik]

Подставлял цифры в калькулятор, он отлично считает мотоциклы, в частности по мотоциклу Минск всё почти совпало, а также неплохо автомобили.
Еще интересные циферки по Сx.
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/shaped.html
Сопротивление велосипедиста подобно призме.  Сх нарисованного мною солнцемобиля по-крайней мере не хуже Bullet (0.295, похоже, пистолетная пуля) на картинке, или не хуже автомобилей (0.3-0.35), возьмем цифру 0.3 и подставим в калькулятор.
Массу солнцемобиля возьмём килограмм, допустим, 120. И два пассажира общей массой 150 кг, подставляем эти циферки.
Площадь миделя посчитал по клеточкам, получилась 0.5 м2.

Итого:

15 км/ч - 120 Вт
20 км/ч - 166 Вт
25 км/ч - 220 Вт
30 км/ч - 280 Вт
35 км/ч - 348 Вт
40 км/ч - 427 Вт
45 км/ч - 518 Вт
50 км/ч - 622 Вт
55 км/ч - 741 Вт
60 км/ч - 876 Вт

Таким образом, без педалей в солнечный летний полдень (напоминаю, площадь батарей там 5м2), он должен передвигаться до 40 км/ч.
То же, но с педалями (умеренная крейсерская нагрузка, ватт по 100 Вт на человека) - до 50 км/ч.

Расчёт движения за сутки. По ранее выполненному расчёту среднемесячной инсоляции с учётом облачности за июнь по Минску и КПД батарей 14%, за сутки получалось 800 Вт*ч на 1 м2. Итого 4 кВт*ч
Цифры получаются те же самые, если в сутки двигаться 9 часов:
- без педалей до 40 км/ч
- с педалями до 50 км/ч

Общее преодолеваемое расстояние в путешествии в сутки - километров 400 Такие характеристики меня бы вполне устраивали

[Slider]

Как-то странно посчитали, практика показывает, что для движения велосипедиста выше 50 км/ч, надо более 2 кВт.

[Silvaticus]

[user]Slider[/user], практика показывает, что веломобиль Milan требует 285W при движении со скоростью 60 км/ч, а так да [user]Vandrounik[/user] погадал на гуще.

[Slider]

Данные вроде как раз для велосипедистов было посчитаны... Очень сильно еще от посадки зависит, прямая/лежачая(шоссейная)...

[Silvaticus]

[user]Slider[/user], да он вообще непонят как считал, пропуская кучу параметров, например Сx он вообще от фонаря взял или вообще не учитывал, а 285W это естественно механических, снимали со спортсмена во время заездов.

[Vandrounik]

Как-то странно посчитали, практика показывает, что для движения велосипедиста выше 50 км/ч, надо более 2 кВт.

Вот цифры для мотоцикла "Минск", подставленные в калькулятор -  мидель 0.6 м2; Сх 1.0; вес 120 кг; мотоциклист 85 кг; скорость 90 км/ч.  Получилось 6.2 кВт, это 8.2 л.с., т.е. почти те цифры, что мотоцикл и имеет в движке, но калькулятор то рассчитывает сопротивление среды, а если сюда добавить КПД, то и получится примерно искомая величина, так что калькулятор работает относительно правильно.
Электровелосипедист при 100% КПД при Сх 1.0 (т.е. где-то нормальная посадка, может только чуть-чуть пригнутая) на 2 кВт калькулятор показывает 61.3 км/ч. С учетом КПД и других потерь будет, наверное, километров 55.

Данные по солнцевеломобилю в столбике - это только сопротивление среды, откуда я сделал вывод, что максималка в полдень без педалей будет до 40 км/ч (хотя мог оптимистично заявить, что все 50), и это должно быть близко к истине, т.к. в  солнечный полдень 5  кв.м. батарей должны давать ватт 600 в пике, а у меня цифры 427 Вт.
Собственно, в калькуляторе стоит КПД, по умолчанию 88%, и почти 500 Вт реальной потребляемой мощности. При этом КПД скорость электровелосипедиста на 2 кВт мощности получается около 57 км/ч

[Vandrounik]

[user]Slider[/user], да он вообще непонят как считал, пропуская кучу параметров, например Сx он вообще от фонаря взял или вообще не учитывал, а 285W это естественно механических, снимали со спортсмена во время заездов.

Как  это от фонаря. Я почитал кучу примеров, автомобили, велосипеды, мотоциклы, веломобили, не скидывать же все ссылки сюда, ориентируясь, на которые, я прикинул, что Сх должно быть около 0.3.  У Лады Приоры например Сх 0.32, у Рено Логан 0.36, хотя гоночными болидами аэродинамических форм их не назовешь.  ВАЗ 2107 - Сх 0.55, а он столь же аэродинамичен, как кирпич. Но у велосипедиста Сх достигает аж 1.1, потому что при простой посадке его длина всего сантиметров 20, а ширина вдвое больше, он уже аэродинамичен не как кирпич, а как парашют.

Вот ещё ссылка на цифры Сх, откуда я возьму цифру на лигерад (0.77), седьмая позиция в таблице.
http://velomobile.org/library/articles-gl/164-aerodynamicsofhpvs/
и применю её на "народный" веломобиль Ганшина:
http://hpv.com.ua/2011/07/narodnyiy-velomobil-3/

снабдив мысленно его СБ площадью 3.5 м2 (примерно по габаритам веломобиля), и посмотрим, какие ходовые характеристики получатся.

Мидель у лигарада там 0.27 м2, тут как бы 2 сваренных лигарада, плюс плоские  батареи на стойках. Возьмём цифру 0.65 м2.
Сх я думаю, будет похуже чем у лигерада, т.к. два рядом сидящих пассажира вредно воздействуют аэродинамически друг на друга, увеличивается парусность и это нельзя рассматривать как два едущих друг с другом лигареда. Ну предположим цифру не 0.77, а 0.85, её поставим.
Вес 46 кг. Если использовать стандартные промышленные батареи и ставить их на стойках, типа такой:
http://vitebsk.deal.by/p6447127-solnechnye-batarei-sharp.html, тут видно, что 1.6 м2 весят аж 19 кг. Итого вся надстройка СБ со стойками вылетит килограмм в 65. Итого берем общий вес веломобиля, плюс еще мотор и АКБ - 120 кг.
Вес седоков - 150 кг.

Итого результат расчета после выставления цифр:

20 км/ч - 232 Вт потребляемой мощности (при КПД 88%)
25 км/ч - 337 Вт
30 км/ч - 472 Вт
35 км/ч - 644 Вт.

Можно сделать вывод, что без педалей Народный Веломобиль со стандартными СБ поедет в пике (июнь, полдень, солнце) до 25 км/ч, с педалями - 32-33 км/ч.
За сутки в июне СБ могут накопить 800 Втч*3.5 = 2.8 кВтч, если ехать и крутить педали (2 * 100 Вт) в течении 10 часов, то получится 200 Вт педалей + 280 Вт от АКБ, калькулятор дал мне на 480 Вт цифру 30 км/ч, значит суточный пробег на педалях с СБ не более 300 км/ч. 
То же, но без педалей дало мне среднюю за 10 часов скорость 22 км/ч, т.е. 220 км суточного пробега Народного Веломобиля.

[Silvaticus]

[user]Vandrounik[/user], интересно Вы рассчитываете, тогда и кпд солнечных панелей считайте 0.24. И почему у Вас Сх выходит лучше чем у веломобиля Quest?