Першим транспортним засобом, який подолав символічну планку в 100 км / ч, став електромобіль, і сталося це в 1899 році. З тих пір автомобілі з ДВС потіснили своїх електричних побратимів на п'єдесталах пошани. Через століття студенти з Університету Огайо вирішили відродити колишню славу електромобілів як швидких машин. Дуже швидких!
У 1991 році в Коламбусі на базі інженерного факультету Університету штату Огайо був створений Центр автомобільних досліджень (Center for Automotive Research). «Основна мета проекту - дати можливість студентам вирішувати унікальні інженерні завдання і проявляти себе в практичній роботі», - говорить один з керівників центру професор Джорджіо Ріццоні. Студенти працюють над перспективними способами зберігання електроенергії, перспективними електродвіжітелямі, економічністю ДВС, інтелектуальними системами та автономним транспортом, системами безпеки. Чи не оминули увагою і таке актуальний напрямок, як електромобілі: проект smart @ car охоплює електротранспорт, зарядні пристрої, а також системи взаємодії електротранспорту та електромереж.
Бельгієць Камилль Дженатці, гонщик і інженер, мав намір серйозно заявити про себе на французькому ринку електричних суден, які на той час вважалися дуже перспективним напрямком. Рекордний електроболід був найкращим способом заявити про себе і перевершити основного конкурента - Шарля Жанто, засновника компанії Jeantaud, яка виробляє електромобілі з 1881 року.
У 1994 році в США пройшли перші змагання нової серії Formula Lightning. По суті це були просто студентські гонки на електромобілях, в яких брали участь одномісні електричні гоночні автомобілі з відкритими колесами. Будь-яка університетська команда могла купити стандартну раму і створити на її основі свій власний оригінальний гоночний електромобіль. Машина Університету Огайо під назвою Smokin 'Buckeye, «Паруючий каштан» (Buckeye - кінський каштан, символ і неофіційне прізвисько штату Огайо, «каштанами» також називають жителів цього штату) перемагала більш ніж в половині заїздів, тому у 2000 році команда просто перестала брати участь в гонках (через чотири роки і самі гонки припинили своє існування). Для студентів Огайо знайшовся виклик серйозніше.
Рекордний заїзд 29 квітня 1899 року, коли рухомий електрикою болід Дженатці перетнув символічну позначку в 100 км / ч і розігнався до 105,882 км / год, приніс конструктору і гонщику бажану перемогу над конкурентом і рекорд, який протримався три роки. Попередній рекорд в 92,78 км / год було поставлено 4 березня того ж року гонщиком графом Гастоном де Шасла-Лоба на електромобілі Jeantaud.
«Куля з Огайо»
15 000 років тому територію штату Юта і ще кількох сусідніх покривало величезне озеро. З тих пір воно сильно зменшилася і сьогодні займає всього 120 км². Це соляне озеро Бонневиль. Взимку на його поверхні утворюється шар води завтовшки 10-20 см, яка влітку висихає, і озеро перетворюється в сліпуче-білу рівнину. Товщина сольового шару в центральній частині досягає 1,5 м, а по краях - всього кілька сантиметрів, під якими лежить шар бруду.
З 1896 року озеро служить природним швидкісним полігоном, тут ставлять і б'ють всі нові рекорди швидкості. Щороку в серпні тут проводиться «тиждень швидкості». Більше 500 команд з усього світу привозять сюди апарати самих різних конструкцій - від «скажених табуреток» до «ракет на колесах».
Buckeye Bullet 1 (2002-2004). Джерело живлення: Ni-MH-акумулятори масою близько 900 кг. Рекорди: національний - 314,958, міжнародний - 271,737 милі на годину. Ця машина, як і раніше залишається володарем національного американського рекорду швидкості для електромобілів в класі EIII.
Тому студенти Університету Огайо, покинувши серію Formula Lightning, недовго ламали голову, що їм робити далі з накопиченим досвідом конструювання електромобілів і невгамовним ентузіазмом. Після декількох мозкових штурмів вони прийняли рішення побудувати автомобіль, який подолає на Бонневіль планку в 400 км / ч. Два роки пішло на розробку і створення боліда Buckeye Bullet 1 ( «Куля з Огайо»), який в 2002 році вперше побував у кількох заїздів на Бонневіль. А ще через два роки перша «куля» влучила в ціль, встановивши національний рекорд швидкості для електромобілів на акумуляторах - 506,875 км / год. Це був перший в світі електромобіль, який подолав рубіж 500 км / ч. Buckeye Bullet 1 також належить міжнародний рекорд швидкості 437,318 км / год, хоча він і не був зареєстрований FIA.
Конструкція Buckeye Bullet 1 цілком відповідала високим стандартам автогонок: сталева рама з вуглепластиковим обтічником і панелями з стільникових матеріалів, пятискоростная КПП, незалежна підвіска, два гальмівних парашута (крім звичайних гальм). Споряджена маса машини становила 1800 кг, половина яких припадала на частку нікель-металгідридних акумуляторів.
Buckeye Bullet 2 (2005-2009). Джерело живлення: воднево-кисневі паливні елементи. Рекорди: міжнародний (FIA) 302,877 милі на годину. Cамий швидкий електромобіль на водні, володар офіційного рекорду FIA в своєму класі.
друга версія
У 2005 році команда приступила до створення ще більш швидкого боліда. Другу версію Buckeye Bullet 2.0 зробили відносно швидко: у грудні 2006 року з хром-молібденової сталі почали варити раму, а вже в серпні 2007-го 11-метрова машина вийшла на старт на трасі Бонневіль. З першою версією його ріднив хіба що той же самий двигун - 700-сильний асинхронний електродвигун змінного струму, виготовлений спеціально для цього проекту. А ось джерело живлення вирішили поміняти, встановивши замість акумуляторів воднево-кисневі паливні елементи компанії Ballard Power Systems. Застосування паливних елементів породило проблему: основним продуктом реакції була вода, але при роботі виділялася велика кількість тепла. Установка радіаторів привела б до серйозного погіршення аеродинамічних якостей машини, тому конструкторам довелося поламати голову. «В результаті, - згадує головний інженер проекту Кері Борк, - ми використовували для охолодження паливних елементів ємність з льодом. Це було надійно і безпечно, а крім того, дешево і доступно. Ми просто купували лід в найближчому магазині ». Пілот боліда розташовувався в капсулі, яку інженери прозвали «ванній», - спеціальній ємності з алюмінію, вуглепластика і стільникових матеріалів.
За два роки машина встановила кілька проміжних рекордів для водневих автомобілів, але головні старти відбулися в 2009 році. 23 вересня BB2 вперше подолала символічний рубіж в 300 миль на годину, але ... середня швидкість на залікової милі склала всього 299,9 милі на годину. Наступні дні команда працювала майже цілодобово, налаштовуючи інвертор (силову електронну систему харчування електромотора) і тестуючи болід. Нарешті, 25 вересня 2009 року BB2 встановив офіційний міжнародний рекорд швидкості для електромобілів з водневими паливними елементами - 302,877 милі на годину (487,433 км / ч), причому максимальна швидкість під час заїздів склала 495,67 км / ч.
Buckeye Bullet 3 (2012). Джерело живлення: літій-іонні акумулятори. Рекорди: планується подолати рубіж 400 миль на годину. Зараз студенти спільно з інженерами Venturi працюють над абсолютно новою машиною - потужнішої і досконалою з точки зору аеродинаміки.
повернення батарейок
Досягнення студентської команди справили враження на багатьох досвідчених інженерів, і в 2009 році у команди з'явився спонсор і партнер - Venturi Automobiles з князівства Монако. Ця невелика компанія широко відома у вузьких автомобільних колах. Почавши в 1984 році з класу Gran Turismo, за перші 20 років свого існування вона побудувала більше 700 автомобілів, а також брала участь у великій кількості змагань (іноді перемагаючи Ferrari і Porsche). У XXI столітті Venturi стала розробляти електромобілі - від гоночних болідів і комфортабельних люксових седанів до міських крихіток, гусеничних всюдиходів для дослідників Антарктиди і електрогрузовічков для поштової служби Франції.
Buckeye Bullet 2.5 (2010-2011). Джерело живлення: літій-іонні акумулятори. Рекорди: міжнародний (FIA) 307,666 милі на годину. Команда повернулася до батарей - на цей раз літій-іонним - і поставила міжнародний рекорд, офіційно визнаний FIA.
За підтримки Venturi команда вирішила повернутися від паливних елементів до батареям. Для вирішення поставлених завдань краще за інших підійшли нові літій-іонні нанофосфатние акумулятори компанії А123. «Дивно, як швидко розвиваються технології, - говорить Кері Борк, - за останні десять років при тій же масі акумуляторів їх енергоємність зросла майже вдвічі».
Працюючи разом з Venturi, студенти всього за три місяці зробили вдосконалену версію боліда, Venturi Buckeye Bullet 2.5. З легкої руки компанії Venturi машина отримала історичне прізвисько La Jamais Contente - на честь першого електромобіля, який подолав позначку в 100 км / ч. Основним завданням цієї версії стала установка офіційного міжнародного рекорду швидкості FIA для електромобілів на акумуляторах. Попередній рекорд був поставлений в 1999 році на машині White Lightning і склав 394,29 км / ч.
Buckeye Bullet 2.5 під час «Тижня швидкості» на соляному озері Бонневиль в штаті Юта. Механіки вивчають причину несправності інвертора і приходять до висновку, що він все-таки буде працювати.
Хроніка одного рекорду
Рекордні заїзди проходили на соляному озері Бонневиль на ділянці довжиною 12 миль: п'ять з них йдуть на розгін, потім йде «мірна миля», де відбувається завмер швидкості, а решта 5-6 машина гальмує.
Вранці 23 серпня 2010 року почалася підготовка до встановлення рекорду. У першому заїзді о 11:25 на вимірному ділянці пілот втримав швидкість 466,7 км / ч. Почався відлік покладених 60 хвилин. Машину підготували до другого заїзду та зарядили акумулятори до 95% ємності (це займає всього 10 хвилин). Під час другого заїзду на четвертій милі відбулася відмова інвертора через перевантаження по струму, але після серії перевірок техніки прийшли до висновку, що інвертор все-таки буде працювати. Машина була готова стартувати о 15:00, але сильний вітер (80 км / ч) змусив припинити заїзди. Відбій.
Buckeye Bullet 2.5 готується до рекордного заїзду 24 серпня 2010 року. Болід буксирують на старт, звідки він почне свій стрімкий розбіг.
24 серпня спека трохи спала, але температура все одно досягала 40 ° C. На першій швидкості пілот розігнався до 250 км / год, а на третій (при 75% потужності) досяг 410 км / ч. Оскільки Buckeye Bullet 2.5 значно легше, ніж версія 2.0, у команди з'явилися обґрунтовані надії на установку нового рекорду. На виході із зони виміру швидкості машина показала результат 515 км / ч. А середній результат по двох заїздах протягом однієї години, як цього вимагає FIA, вийшов 495,2 км / ч.
Після фінішу пілот Роджер Шроер сказав: «На цій машині нудно ганяти. Вона дуже стійка, натиснув на акселератор і тримайся за кермо. Ніякої боротьби ». Як розповів «Популярною механіці» Кері Борк, для інженерів ці слова стали найвищою оцінкою: «Це означає, що ми добре зробили наш болід».
Наступне покоління
Одна з причин створення проміжної версії 2.5 полягала в тому, що Університет Огайо і Venturi хотіли випробувати і обкатати вузли та системи, які будуть використовуватися в наступному поколінні - Buckeye Bullet3. Новий болід, націлений на подолання планки в 400 миль на годину (644 км / ч), стане підсумком десятирічних досліджень, і це буде апарат, побудований повністю з нуля. Два електродвигуна, значно потужніші, ніж у попередніх машин, і трансмісія розробляються спільно з Venturi. Аеродинаміка ВВ3 розраховується із застосуванням найсучаснішого програмного забезпечення, використовуваного в авіації і космонавтиці. Студенти створили програму-тренажер для симуляції поведінки електромобіля в різних умовах. Комп'ютерне моделювання полегшує життя і дозволяє заощадити час і кошти при створенні прототипів (які, втім, все одно доведеться будувати, в тому числі і масштабні моделі для продувки в аеродинамічній трубі). Так що з точки зору аеродинаміки, матеріалознавства, джерела живлення, електродвигуна і трансмісії Venturi Buckeye Bullet 3 матиме дуже мало спільного з рекордним електромобілем Дженатці 1899 року. Однаковим залишиться лише назва, що відбиває девіз розробників - La Jamais Contente, «Ніколи не заспокоюватися».
Стаття «Електрична куля» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №10, Грудень 2011 ).
