مسابقه خورشيدي

سه چرخه اي را كه ملاحظه مي كنيد به عقيده طراح آن بسيار آينده نگرانه بوده و از نظر تكنيكي به قدري پيشرفته است كه هزينه توليد يك دستگاه ديگر از آن بالغ بر يك ميليون دلار خواهد شد. البته ناگفته نماندكه بايد...
شنبه، 22 بهمن 1390
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
مسابقه خورشيدي

 مسابقه خورشيدي
مسابقه خورشيدي


 

ترجمه و نوشته: مهندس كيوان بني هاشمي




 
سه چرخه اي را كه ملاحظه مي كنيد به عقيده طراح آن بسيار آينده نگرانه بوده و از نظر تكنيكي به قدري پيشرفته است كه هزينه توليد يك دستگاه ديگر از آن بالغ بر يك ميليون دلار خواهد شد. البته ناگفته نماندكه بايد آن را در واقع آزمايشگاهي از نيروي حركت جت روي چرخ به حساب آورد كه حتّي ابتدايي ترين تجهيزات يك اتومبيل معمولي مانند راديو، شيشه هاي بازشو و حتّي بخاري را نيز ندارد.
براي رسيدن به كابين آن مي بايست همانند مار خزيد، آن هم از ميان ريل هاي يك قفس و فضاي اين كابين به قدري تنگ است كه گويي شما را در داخل يك بشكه به سختي جاي داده اند!
اين خودروي سه چرخ كه نام آن «كانتينوم» بوده براي راحتي و سريع رفتن ساخته نشده بلكه هدف اصلي از توليد آن طي مسافت هاي طولاني بوده است. اگر بخواهيم به طور دقيق تر مطرح كنيم بايد بگوييم كه هدف از توليد آن به حداكثر رساندن مسافت طي شده توسط يك اتومبيل برقي با استفاده از نور خورشيد و سلول هاي فتوولتيك بوده كه در نيمه جلويي آن قرار دارند.
براي ساخت اين اتومبيل تعداد 100 نفر از دانشجويان ممتاز دانشگاه ميشيگان تحت سرپرستي دو مشاور خبره براي مدت دو سال تلاش كرده اند تا بتوانند مدلي را ارائه دهند كه بتواند در مسابقات رقابت خورشيدي برنده شود. اين آخرين مدل در قالب برنامه اي است كه توانسته از سال 1990 به اين طرف همواره بالاترين امتياز را به دست آورد به طوري كه پنج قهرماني در مسابقات كالج هاي آمريكا داشته كه مسافتي بالغ بر 3600 كيلومتر را طي كرده اند و همين طور كسب رتبه هاي بالا در مقابل مدل هاي ارائه شده توسط كمپاني هاي صاحب نام و تكنولوژي مانند هوندا، جنرال موتورز و فورد در مسابقات استراليا به طول حدود 3 هزار كيلومتر. براي آزمايش اين اتومبيل آقاي «گارسيا» مهندس مكانيك بازنشسته به همراه 12 نفر از اعضاي تيم آن را به پيست آزمايشي متعلق به كمپاني كرايسلر در ميشيگان آوردند. اغلب افراد تيم هيچ گونه تجربه رانندگي با آن قبل از اين نداشته اند و اين را مي توانستيد از ظاهرشان كاملاً درك كنيد. اين پروژه كه شامل طراحي، آزمايش و ساخت بود، با استفاده از بودجه اي بالغ بر 2/4 ميليون دلار و صرف دو سال وقت به همت يك گروه سخت كوش 30 نفره با هفته اي 30 ساعت كار به اتمام رسيد.
يكي از افرادي كه با آن رانندگي كرده اظهار مي دارد قد من 183 سانتي متر و وزنم حدود 80 كيلوگرم بوده كه براي چنين كابيني 7/5 سانتي متر و 9 كيلوگرم بيشتر است. بعد از تلاش ناموفق براي ورود به داخل آن كه البته مايل بودم با كفش انجام دهم بعد از درآوردن كفش ها توانستم به داخل كابين رفته و پشت فرمان آن قرار گيرم. زانوهايم عملاً به چانه جسبيده و جاي خوشبختي بود كه كنترل ها روي فرمان قرار داشتند به گونه اي كه يك اهرم در سمت راست در حكم گاز بود و اهرم سمت چپ نقش اهرم ترمز را بازي مي كرد. تيم طراحي و سازنده، داشبوردي را طراحي كرده بودند كه روي آن ميزان سرعت، وضعيت شارژ ميزان مسافت طي شده نصب شده بود. آنها ضمناً اقدام به نصب يك سيستم دوربين ويديويي براي ديد عقب كرده بودند و همين طور يك شبكه بي سيم كه مي توانست ساير خودروها را رديابي كند. تيم كنترل كننده مي توانست از راه دور وضعيت شارژ كانتينوم را به صورت نمايشگرهاي گرافيكي كنترل كند. بعد از قرار گرفتن راننده تيم فني اقدام به بستن و ثابت نمودن درپوش كابين نمود و همانگونه كه ذكر شد در نيمه بالايي سقف و همين طور بدنه انبوهي از سلول هاي فتوولتيك قرار داشتند، نيمه پاييني در واقع سازه اصلي از جنس الياف كربن و نوعي كامپوزيت به نام Nomex بود كه ساختار آن لانه زنبوري طراحي شده بود.
راننده در كمال احتياط اهرم گاز را به سمت عقب مي كشد و اتومبيل با حركتي لاك پشتي به راه مي افتد. حركت به قدري آرام است كه چند نفر از اعضاي تيم همراه با آن قدم مي زنند. با وزن 218 كيلوگرمي كانتينوم تمامي انرژي مورد نياز خود را از يك موتور برقي با توان توليدي 16 اسب بخار كه در كنار تك چرخ جلو قرار دارد كسب مي كند. طرح آن به گونه اي است كه با پايين آوردن ارتفاع سطوح، ميزان مقاومت آن كاهش يافته و فشار باد روي آن به حداقل رسيده به طوري كه ميزان مقاومت بدنه شورولت كوروت در مقابل باد، در مقايسه با اين اتومبيل، پنج برابر بيشتر است. راننده در ادامه مي افزايد چون اين اتومبيل در قسمت جلو داراي فقط يك چرخ بوده نگران آن بودم كه در چرخش ها اتومبيل روي پهلوي خود بيفتد. همانند سه چرخه اي كه توسط يك كودك روي زمين معلق مي شود. در اين مورد موضوع با يك استاد ديناميك در ميان گذاشته شد ولي او اظهار داشته اطلاع چنداني از اين موضوع ندارم بنابراين ما خودمان مي بايست به آن پي مي برديم، لذا سرعت آنرا به 48 كيلومتر در ساعت رسانده و به آرامي شروع به دور زدن كرديم امّا عكس العمل سه چرخه به مراتب بهتر و قابل پيش بيني تر از آنچه كه تصور مي كرديم بود به همين دليل به تدريج زاويه فرمان و سرعت حركت را افزايش داده تا جايي كه احساس شد قسمت جلو مي رود كه تماس خود را با سطح زمين از دست بدهد و همانند يك اتومبيل معمولي دچار انحراف شود ولي مشكل خاصي به وجود نيامد و مشخص گرديد كه از پايداري خوبي برخوردار بوده و ميزان لرزش اتاق كم است، اين موضوع نشان دهنده آن بود كه تيم طراحي و سازنده، كار خود را به خوبي انجام داده اند.
زماني كه راننده در حال انجام آزمايش هاي مختلف بود متوجه گرديد كه افراد تيم در حالي كه او با سرعت 65 كيلومتر در ساعت حركت مي كند به او اشاره مي كنند و ناگهان در چنين وضعيتي متوجه شد كه بعد از 10 دقيقه قسمتي از پشت بدن او خواب رفته ولي مي بايست طول پيست آزمايشي كرايسلر را كه 7/6 كيلومتر بود با آن طي مي كردم. امّا قبل از آن وارد يك جاده و باند شده و اولين برخورد پيش آمد. ابتدا صداي بم و در عين حال بلندي شنيده شد ولي مشخص گرديد كه ناهمواري هاي سطح مسير حركت چندان مشكلي براي آن ايجاد نمي كند چون سازه آن محكم و استوار است. به دليل تنگي فضاي كابين و فقدان هواي كافي، عليرغم آنكه در فصل زمستان بوديم قطرات عرق از سر و صورت راننده جاري شده بود. هوا طوفاني بود و باد مي وزيد و راننده تا حدودي عصبي بود چون اطلاع نداشت كه باد چه تأثيري روي حركت اين اتومبيل مي گذارد و بال دلتا شكل بسيار بزرگ آن در مواجهه با بادهاي به خصوص جانبي، چه واكنشي از خود نشان مي دهد بنابراين بعد از رسيدن به قسمتي از پيست كه عريض بود، آن را متوقف كرده و درخواست نمودم شخص باتجربه تري هدايت آن را عهده دار شود. افراد تيم روي اتومبيل خم شده و شش نفر از آنها بعد از جدا كردن اتصالات سقف، آن را به ميزان 30 سانتي متر بالا آورده و بعد از جدا كردن زنجيرهاي ايمني كه تعداد آنها دوتا بود و همين طور قطع كابل هايي كه ارتباط بين سلول هاي خورشيدي و تجهيزات برقي آن را برقرار مي كرد، سقف را جدا كردند. سيستم MPPT كه در واقع يك سيستم درگير براي جذب انرژي بوده، به طور دائم و پيوسته براي ايجاد حداكثر نيرو، ميزان بار وارده روي سلول ها تغيير مي دهد. در هنگام برداشتن اصطلاحاً سقف اتومبيل مي بايست دقت زيادي به عمل آيد كه آرايش سلول ها به هم نريزد چون هر گونه خراشي باعث مي گردد راندمان سلولهاي خورشيدي كه تعداد آنها 2726 عدد بوده، كاهش پيدا كند. (طبق مقررات مسابقه، فضايي كه سلول هاي خورشيدي مي بايست در آنها آرايش پيدا كنند، نبايد از 6 مترمربع تجاوز كند) و هر كدام از سلول هاي فتوولتيك كه قيمت آن 50 دلار بوده، قادر به توليد 2/6 ولت برق بود و چنان چه خورشيد كامل وجود داشته باشد و هوا نيمه ابري نباشد، ميزان نيروي توليد سلول ها به 2/6 اسب بخار مي رسد كه چنين نيرويي به زحمت مي تواند سرعت حركت اتومبيل را در يك مسير مسطح به 96 كيلومتر در ساعت برساند چون چنين ميزان نيرويي كمتر از يك هشتم نيرويي است كه يك اتومبيل معمولي به آن نياز دارد. در دور دومي كه هدايت آن صورت گرفت، راننده اظهار مي كرد با افزايش تدريجي سرعت و رسيدن آن به سرعت هاي 80 كيلومتر به بالا كه با كندي صورت مي گيرد ولي اين گونه احساس مي شد كه اتومبيل تمايل بيشتري به روان تر و سريع تر رفتن دارد.
پيست آزمايش كه شكلي بيضي مانند دارد، از سطح بسيار همواري برخوردار بوده و همان مكاني است كه كرايسلر مدل هاي گوناگون توليدي خود مانند انواع دوج چارجر و چلنجر را با سرعت هاي بسيار بالا مورد آزمايش قرار داده است بنابراين سرعت 96 كيلومتر در ساعت كه حداكثر سرعت كانتينوم بوده چيزي نيست كه غلبه بر آن دشوار باشد. امّا جالب اينجا بود كه نگه داشتن و حفظ اين سرعت كار دشواري بود چون چنان چه راننده اهرم گاز را رها مي كرد بادهاي سخت به نحو چشمگيري باعث كاهش سرعت مي گرديد. راننده مي گويد بسيار متأسف است كه نتوانسته نحوه فعال كردن سيستم كرويزكنترل (سيستم ثابت نگهدارنده سرعت) اين اتومبيل را بياموزد ولي هيجان انگيزترين موضوع در مورد اين اتومبيل، اين است كه شما مي دانيد تا زماني كه خورشيد مي تابد، مي توانيد با آن حركت كنيد و هرگز نيازي به توقف براي سوخت گيري و يا شارژ باتري هاي آن نداريد.
دانشجويان كار خارق العاده اي انجام داده اند چون علاوه بر دانش مهندسي، هدايت برنامه همانند كاري بود كه براي مسابقات Fortune 500 انجام مي گيرد چون برنامه كار به چهار بخش مشخص تقسيم مي گردد و اعضاي تيم در هر هفته ملاقات و جلساتي در مورد ميزان پيشرفت كار داشتند و برنامه كاري را تدوين كرده و به برگزاري همايش از طريق اينترنت براي ثبت هر نوع پيشرفت مي پرداختند. آنها براي طرح اين اتومبيل از فارغ التحصيلان قبلي دانشگاه ها كه در توليد اتومبيل هاي خورشيدي تجربه داشته، استفاده كرده و با دعوت از كمپاني هاي مختلف از آنها درخواست كرده اند كه به آنها آموزش لازم و مورد نياز براي توليد سازه اي از جنس الياف كربن را بدهند.
در خاتمه بد نيست بدانيد قيمت دو مجموعه رينگ هاي اين اتومبيل که شرکت كاليفرنيايي وايپرتكنولوژيز آن را هديه كرده، بالغ بر 40 هزار دلار است.
منبع: نوآور-ش:59
منبع:نوآور-ش59



 



نظرات کاربران
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
مقالات مرتبط