Приближается эра грузовых автомобилей «в юбках»
Согласно различным оценкам, 22-33 проц. производственных затрат транспортных компаний составляют расходы на топливо. Если на одном интенсивно работающем грузовом автомобиле удастся сэкономить хотя бы 1 проц. топлива, то в течение года он может «привезти» дополнительные 500 евро. Если работать на экономичной технике, то одну и ту же работу можно выполнить с меньшими (на 5-10 проц.) затратами топлива, при этом финансовая выгода будет выражаться в тысячах евро. Как добиться такой экономии?
Значение аэродинамики
Грузовые автомобили, принадлежащие к одной и той же «весовой категории» (вне зависимости от того, какой производитель их собрал), на 100 км пробега расходуют примерно одинаково количество топлива. Эта «теория» начинает меняться тогда, когда за руль автомобиля садится водитель, т.е. фактический расход топлива во многом зависит от профессиональных навыков водителей. Именно поэтому перевозчики стараются отправлять свои водителей на курсы по рациональному вождению, а многие крупные транспортные компании решаются открывать собственные учебные центры.
Тем не менее, заметных результатов экономии топлива можно достичь и без помощи человека. Наряду с определённой конструкцией двигателя и трансмиссии, позволяющей максимально эффективно расходовать создаваемую энергию, одним из наиболее важных факторов, влияющих на экономию топлива, можно считать аэродинамические решения. О том, насколько это важно, производители задумались уже в четвёртом десятилетии прошлого века. В 1934 году в журнале «Commercial Motor» была опубликована статья, в которой обсуждалось, почему формы грузовых автомобилей должны быть округлыми. Автор статьи пришёл к выводу, что «практическая польза округлой формы выражается в экономии мощности двигателя, в особенности при движении на большой скорости. В данном случае уменьшается замедляющее влияние встречного ветра и количество поднимаемой автомобилем пыли». Далее автор выдвинул мысль, что округлые формы, похожие на форму торпеды или фюзеляжа самолёта, должна принять передняя и задняя часть грузового автомобиля. По его словам, все вертикальные плоскости кузова нужно стараться заменять на изогнутые, углы кузова нужно округлять, радиатор и лобовое стекло устанавливать под углом (так, чтобы эти детали, наподобие сиденья, выглядели будто бы откинутыми назад), задние колёса нужно прикрывать специальными соединёнными с кузовом щитами и т.д. Эти идеи не были подкреплены никакими расчётами и носили чисто эмпирический характер. Первым в истории настоящим аэродинамическим грузовым автомобилем считается автопоезд «White Streamliner». Его по заказу канадского пивоваренного завода «Labatt‘s» спроектировал русский инженер и дизайнер, граф Алексис де Сахноффски. Автопоезд производства 1935 года был оснащён двухосевым шасси, карбюраторным двигателем мощностью в 135 л.с. и округлой кабиной. Задняя стенка кабины была плавно соединена с задним мостом и полностью закрывала раму грузового автомобиля. Аналогичным образом бока кабины плавно переходили в «крылья» и закрывали собой задние колёса. Одноосевой полуприцеп также был выполнен в форме эллипса и выглядел по тем временам действительно впечатляюще.
Со временем знания об аэродинамике автомобилей выросли в отдельную, причём серьёзную, науку. Проверки теорий аэродинамики, с целью измерить коэффициент аэродинамического сопротивления (Cx), учёные начали проводить в аэродинамических тоннелях. Интересен тот факт, что до начала лабораторных экспериментов учёные рассчитали, что теоретически наименьшая величина коэффициента аэродинамического сопротивления, встречающаяся в природе, равна 0,04. Такой коэффициент сопротивления имеет фигура, напоминающая сильно вытянутую каплю воды. Между тем коэффициент сферы, которая многим кажется обтекаемым телом, равен 0,47. Коэффициент аэродинамического сопротивления куба, повернутого одной из граней в сторону воздушного потока, достигает 1,05, между тем величина коэффициента того же куба, если его повернуть в сторону воздушного потока любым остриём, падает до 0,8. Коэффициент аэродинамического сопротивления «кирпича» (эта форма присуща большинству грузовых автомобилей), в зависимости от угла по отношению к воздушному потоку и соотношения длины/высоты/ширины грузового автомобиля, может быть в диапазоне 1,1-0,55.
Изучая аэродинамические свойства отдельных частей кузова автомобилей, учёные установили, на первый взгляд, довольно парадоксальную вещь – оказывается, форма передней части кузова на величину коэффициента аэродинамического сопротивления влияет в значительно меньшей степени, чем форма задней части. Аэродинамические потери появляются именно из-за формы передней части кузова, потому что разреженный воздух «тянет» автомобиль назад.
Эксперименты голландских учёных
Учитывая этот момент, голландские учёные предложили своё инженерное решение, как можно было бы улучшить аэродинамические свойства грузовых автомобилей и за счёт этого улучшения экономить топливо. Они предложили в задней части полуприцепа установить своеобразный двухметровый «хвост» в форме конуса. Результаты экспериментов показали, что за счёт такой конструкции расход топлива можно сократить примерно на 7,5 проц.
Размеры «хвоста» и его аэродинамические свойства первоначально изучались в аэродинамической трубе. В трубу была помещена уменьшенная модель грузового автомобиля. Затем в течение года проводился ряд экспериментов в реальных условиях. По словам специалистов, оптимальная длина «хвоста» должна достигать двух метров.
«Побочное действие» этой конструкции – затруднения при маневрировании в тесных грузовых терминалах и в интенсивном транспортном потоке.
Европейская Комиссия решила пересмотреть некоторые директивы
Тем не менее, вряд ли кто-то решится назвать эти открытия революционными. Если бы не ограничения, установленные Европейским Союзом на габариты транспортных средств, то производители грузовой техники давно бы предложили более эффективные с точки зрения аэродинамики решения. В действующих директивах говорится, что максимальная длина транспортного состава (тягача и полуприцепа) не может превышать 16,50 м, а длина автопоезда – 18,75 м. Для того, чтобы на грузовую технику можно было установить самые эффективные «хвосты», производителям пришлось бы пожертвовать примерной одной шестой частью длины полуприцепа. В понятии перевозчиков это означало бы лишиться, по меньшей мере, 4 европаллет.
Какой перевозчик мог бы по собственной воле согласиться с такими изменениями, означающими, по сути, экономическое самоубийство?.. Учитывая этот момент, Комитет ЕС по вопросам транспорта и туризма утвердил новые требования к производству грузовых автомобилей. Согласно новым правилам, у производителей грузовой техники появится возможность создавать более длинные и более «тяжёлые» (в плане общей допустимой массы) транспортные средства, которые при этом будут также более экономичными и более безопасными. Если говорить о кабинах грузовых автомобилей, то производители будут вправе придавать им более округлые формы, чтобы в случае аварии другие транспортные средства от них «отталкивались», а не попадали под колёса. Предполагается, что дизайн таких тягачей будет похож на дизайн скоростных поездов. Кроме того, округлая форма кабины позволит избежать так называемых «слепых зон», когда при нынешней форме кабины водители иногда не замечают находящихся поблизости объектов. Это очень опасно для пешеходов и велосипедистов, пересекающих перекрёстки.
Европейская Комиссия пообещала, что разрешит устанавливать на прицепы и полуприцепы «негабаритные» элементы (определённые аэродинамические конструкции, выступающие за габариты примерно на 50 см), которые позволят уменьшить сопротивление встречному ветру и обеспечить экономию топлива. Максимально допустимый вес транспортных средств, в которых используются альтернативные системы, обеспечивающие меньшее количество вредных выбросов, будет повышен на одну тонну.
«Форма „плиты“ – это самая неудобная в аэродинамическом смысле форма, какую только можно себе представить, поэтому мы обязаны её усовершенствовать. Надеемся, что эти изменения улучшат безопасность и экологичность грузового транспорта, а перевозчики за счёт этих изменений смогут уменьшить затраты на топливо. Кроме того, у европейских производителей появится возможность создавать более безопасные для окружающей среды автомобили будущего и поставлять их на мировой рынок», – отметил Сийм Каллас, заместитель председателя Комитета ЕС по вопросам транспорта и туризма.
Политик выразил надежду, что округлая форма грузовых автомобилей нового поколения позволит сократить затраты топлива на 7-10 проц.
Позиция производителей
Ожидается, что новые правила ЕС вступят в силу в 2022 году. Производители грузовых автомобилей утверждают, что необходимые производственные изменения они могут начать выполнять в ближайшее время, и ожидать наступления 2022 года не придётся.
Поддерживающие позицию ЕС производители некоторое время тому назад говорили, что подобные решения должны способствовать сокращению расхода топлива и безопасности движения. Они также упомянули, что в кабинах нового типа будет больше места и свободы действий для установки различных вспомогательных систем. По их словам, это повысит эффективность работы грузовых автомобилей и будет способствовать внедрению новых технологий.
Кстати, инженеры, скорее всего, будут вынуждены устанавливать в автомобили системы взвешивания, связанные с цифровыми тахографами. Считается, что в настоящее время примерно треть грузовых транспортных средств движется по дорогам с перегрузом, нанося ущерб дорожному покрытию и создавая опасность для других участников движения. Перегруз транспортных средств обходится налогоплательщикам примерно 950 млн евро в год.
Источник: cargonews.lt
