Веломобиль, лигерад и другие транспортные средства с мускульным приводом - Ракета с педалями
ГлавнаяБиблиотекаСтатьиРакета с педалями

Ракета с педалями

hpvfeat2

Эта статья посвящается быстрейшему в мире стримлайнеру "Варна Диабло" и уникальному тандему - талантливого изобретателя Георгия Георгиева, конструтора "Варны", и выдающегося атлета Сэма Уиттингхэма, который смог разогнать этот капотированный велосипед с лежачей посадкой до фантастических 132 км/ч. 

 

 

 

 

 

 

 

g12

Ежегодно дюжина веломобильных энтузиастов собирается в США, чтобы испытать уникальную, самую быструю в мире велотехнику. Скоростные заезды проводятся на двухполосной трассе №305 возле небольшого городка под названием Гора Сражения (Battle Mountain), в штате Невада. Заезды обычно проводятся в конце сентября, или в начале октября. В этот период достаточно прохладно, но воздух не такой плотный как в осенне-зимний период (плотность воздуха сильно влияет на скорость). Веломобильных энтузиастов эта трасса привлекает тем, что она очень ровная и безлюдная. Как правило, заезды проводятся в промежутке с 17.00 до 19.00, когда стоит полный штиль, и организаторы имеют возможность перекрыть трассу для проведения соревнований.

Средняя скорость участников во время скоростных заездов обычно составляет около 100 км/ч. Соревнования представляют из себя cкоростной заезд на дистанции 8 км (5 миль) с спринтом на последних 200 м отрезка дистанции. Участок трассы находится на высоте 1407 м над уровнем моря. Данное место превлекает любителей скоростных заездов на веломобилях не только благодаря длинному и ровному участку трассы длинной 8 км, а также сочетанию приемлимой темпаратуры и низкой влажности воздуха (чем ниже влажность, тем выше скорость), и лояльностью местных властей, которые надежно перекрывают трассу во время проведения соревнований и поддерживают ее в идеальном состоянии. Гонки проходят в рамках ежегодных соревнований Международной Ассоциации Мускулоходов.

В 2002 г победителем, установивший мировой рекорд, стал невысокий (170 см) канадец Сэм Уиттингхэм. Он установил невероятный рекорд в 81 милю в час (130 км/ч) на полностью капотированном лежачем велосипеде под названием «Варна Диабло-2». (Варна - это живописный город в Болгарии, на родине конструктора). Его стримлайнер (капотированный велосипед обтекаемой формы), как и техника конкурентов - скорее самоделка энтузиастов, чем плод научного подхода.

Рекорд Сэма вряд ли был бы возможен, если б ему не помог болгарский скульптор Георгий Георгиев. Он в начале 1990-х стал соседом Уиттингхэма, переехав жить в Британскую Колумбию (Канада), и нашел свое новое призвание в конструировании веломобилей. «Я никогда не видел аэродинамической трубы, – поясняет Георгиев. – На все мои работы меня вдохновили формы живых существ. Вот с чего надо брать пример для подражания». Бионический подход Георгиева оказался крайне успешным, и сегодня лучшие велогонщики стримлайнеров – Сэм Уиттингхэм, Фред Маркхэм, британский рекордсмен Роб Инглиш – ездят на его аппаратах.

Георгий Георгиев, создатель стримлайнера, иммигрировал в Канаду из Болгарии в 80-х гг и с тех пор разрабатывает и строит гоночные веломобили. Георгий - скульптор по образованию. Возможно поэтому его «Варна» отличается простым и лаконичным дизайном, по сравнению со стримлайнерами конкурентов, построенных дипломированными инженерами. Как указано выше, Георгий создал обтекаемый корпус, руководствуясь принципами бионики и еще - своей интуицией. Тем не менее, продувки в аэродинамической трубе подтвердили правильность выбранной формы. Обтекатель «Варны», построенный специально под Сэма, плотно "облегает" тело гонщика. Внутреннее пространство (кокпит) стримлайнера рассчитано до миллиметра, чтобы минимизировать размеры обтекателя и, как следствие, улучшить обтекаемость. Сверхкомпактная "Варна" «раздвигает» воздух, словно горячий нож, входящий в масло.

Рекорд, установленный Сэмом в 2002 г., был побит им же, в 2008 г. Шесть лет упорных тренировок понадобилось гонщику, чтобы повысить предыдущий мировой рекорд и показать максимальную скорость в 82,33 миль/час (132,5 км/ч) на модернизированном стримлайнере «Варна Диабло-3»! Желание преодолеть порог в 82 мили/час было неспроста.

В конце 1990-х два бравых американских старика – Эд Демпси, в прошлом знаменитый автогонщик, и Пол Маккриди, авиаконструктор, создатель первого в мире летающего самолета с мускульным приводом – «Gossamer Gondor», решили подстегнуть молодежь на новые подвиги, учредив конкурс Демпси–Маккриди, с призовым фондом $25 000. Такое вознаграждение полагалось гонщику стримлайнера, который первый сумеет развить скорость более 82 миль/час (одна десятая скорости звука). Аналогичный приз был установлен для того, кто сможет проехать на веломобиле 90 км за час.

Сэм Уиттингхэм после напряженных тренировок смог сделать невозможное и проехть 90,6 км за час на стримлайнере «Варна-Темпест», модифицированной версии «Варна-Диабло», в 2009 г. Оба рекорда Уиттингхэма не побиты до сих пор (ноябрь 2010 г). Абсолютный мировой рекорд в спринте и часовом заезде, установленные одним гонщиком, - это уникальное спортивное достижение, поскольку велосипедисты-спринтеры обычно не способны на скоростные заезды продолжительностью в один час.

 

Георгий Георгиев

about_01Георгий Георгиев - канадский изобретатель болгарского происхождения. Скульптор по профессии. Закончил художественную академию в г. Белград (бывшая Югославия). Увлекся гоночными веломобилями в конце 70-х гг. Живет в настоящее время в Канаде, в провинции Британская Колумбия. В начале 90-х гг познакомился с Сэмом Уиттингхэмом, профессиональным велогонщиком, который тоже увлекся гоночными веломобилями и проживал неподалеку. Первыми успешными гоночными веломобилями Георгиева стали трайки "Torso-1" и "Torso-2". В 1992 г Пол Баттемер (Paul Buttemer) в спринте 200 м с ходу разогнал гоночный трехколесный веломобиль "Torso-1" конструкции Георгиева до 82,3 км/ч. Это был хороший результат, но Георгиев поставил для себя амбициозную задачу: побить рекорд знаменитого "Вектора" и преодолеть отметку в 100 км/ч. Сэм Уиттингхэм, гонщик выступавший на гоночном мускулоходе "Torso-2", смог показать несколько лучшую скорость - 85 км/ч. Начиная с этой гонки и по сегодняшний день, Георгий Георгиев и Сэм Уиттингхэм являются одной командой и совместными усилиями строят самые быстрые мускулоходы в мире. Удачной конструкция "Варны-Диабло" получилась не сразу. После трехколесных мускулоходов, Георгиев решил сделать ставку на двухколесные стримлайнеры. Георгиев построил десяток стримлайнеров, среди которых нужно отметить "Orpheus", "Mephisto", "Tempest" и серию "Diablo". Дизайн стримлайнеров носил эволюционный характер: год за годом Георгиев шлифовал и постепенно улучшал технические параметры своего детища. Георгиев владеет фирмой "Varna Handcycles", которая строит веломобили для людей с ограниченными физическими возможностями. Также принимаются заказы на изготовление стримлайнеров и другой гоночной велотехники.

Георгиев строит рекордные веломобили уже более четверти века. В одном из советских технических журналов конца 80- х гг можно найти упоминание про "Torso-1", гоночный трехколесный веломобиль по схеме "головастик" (передние колеса - управляемые, заднее - ведущее) конструкции Георгиева.

484

Torso_new

 

 

 

"Torso-2" - трехколесный веломобиль по схеме "дельта" на котором Сэм Уиттингхэм разогнался до 85 км/ч в 1992. Фото справа: шасси веломобиля.

Torso-2Torso-2_raceTorso-2_chasis

 

 

 

Сэм Уиттингхэм

nahbs2Бывший профессиональный велогонщик, 1972 года рождения. Увлекся гоночными веломобилями в начале 80-х гг. Является быстрейшим велосипедистом в мире. Владеет небольшой фирмой по производству велосипедов "Naked Bicycles and Design". Начиная с конца 90-гг шесть раз устанавливал рекорд скорости в спринте на 200 метров. Является "Шумахером" в мире гоночных мускулоходов. По состоянию на 2010 г Уиттингхэм - самый быстрый веломобилист в мире в спринте на 200 метров и часовой гонке. С рекордами и достижениями Сэма можно подробней познакомится на сайте IHPVA (International Human Powered Vehicle Association). Видео рекордного заезда можно посмотреть тут.

 

 

 

 

«Варна Диабло 2» (Varna Diablo 2)

На фото: Сэм Уиттингхэм и рекордный мускулоход "Варна Диабло"

speed_bikeLiegerad20verkleidet1

 

 

 

 

 

 

 

varna_diablo_sam_whittingham

Image11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время затраченное на изготовление: 200 часов

Бюджет проекта: $15 000

Количетсво колес: 2

Привод: передний, с неподвижной кареткой

Управляемое колесо: переднее

Длина: 245 см

Ширина: 40 см

Высота: 75 см

Коэффициент аэродинамического сопротивления: 0,097 (недавно были проведены аэродинамические тесты в университете Британской Колумбии (Канада), подтвердившие выдающиеся аэродинамические качества стримлайнера).

Коэффициент трения-качения колес: 0,005

Вес: 27 кг

Скорость при мощности 150 ватт: 60 км/ч

Максимально достигнутая скорость: 132,5 км/ч (рекорд установлен в 2009 г.)

Детальные фотографии конструкции можно посмотреть здесь

 

Особенности конструкции «Варны»

Popsi

1. Основой стримлайнера является нижняя часть обтекателя (черного цвета), выполненная в виде монокока из композитного материала. К несущей нижней части присоединяются рама и верхняя часть обтекателя. Линия, по которой две половины обтекателя соединяются с друг другом, расположена горизонтально земле, чтоб предотвратить превращение ламинарного потока воздуха в турбулентный.

2. Верхняя часть корпуса сделана из карбона и кевлара. Это позволило сделать обтекатель «Варны» легким и прочным одновременно. Такое исполенение кузова позволило обеспечить хорошую защиту гонщика при падении на скорости (проверено реальными авариями, когда спортсмен отделывался лишь испугом или легкими ушибами при падении на скорости около 130 км/ч).

3. Гонщик располагается в почти полностью горизонтальном положении, с вытянутыми вперед ногами. Сиденье выполнено из материала, который используется в авиации (настил пола самолетов  «Боинг»).

4. "Варна" выгодно отличается от конкурентов простыми и эффективными управлением и хорошим обзором. В стримлайнерах конкурентов нередко применяется управление через промежуточную передачу что ухудшает «чувство руля» и система обзора через камеру, которая не обеспечивает должный обзор и восприятие окружающей среды.

5. Георгиев использовал 24-х дюймовые дисковые колеса, которые состоят из карбонового диска и алюминиевого обода. Узкие покрышки-однотрубки заимствованы у детских гоночных велосипедов. Изначально планировалось установить 26 дюймовые колеса, однако рост (длина ног) Сэма не позволило это сделать. Подвеска колес отсутствует.

6. На «Варне» установлены мощные велосипедные дисковые тормоза, потому что обычные велотормоза попросту згорели бы при торможении на запредельной для велосипеда скорости.

7. Стримлайнер – переднеприводной, с неподвижной кареткой. В приводе использовано две цепи. Эта компоновка привода позволила сделать компактный стримлайнер с довольно длинной колесной базой, что позитивно влияет на устойчивость. Данный привод сочетает в себе эффективность и возможность приложить большую мощность (силу). Стримлайнер имеет ограниченный угол поворота переднего колеса, однако это не является недостатком. Стримлайнеры такого типа строят для скоростных заездов по прямой, где рулевое управление нужно лишь для подруливания, а не интенсивного маневрирования.

8. Внутренняя начинка стримлайнера смонтирована на хром-молибденовой (марки 4130) раме. Этот материал широко используется в рамах современных тяжелых мотоциклов типа «Харлей-Дэвидсон». Рама приклеена к нижней несущей части обтекателя.

 

Мой разговор с Г. Георгиевым

Автор этой статьи имел честь пообщатся с Г. Георгиевым. Телефонный разговор состоялся в августе 2010 г. В течение часа мы обсуждали конструкцию "Варны" и гоночные веломобили вообще.
Интересно, что Георгиев сам захотел связатся со мной. Я написал Георгию Георгиеву, что на территории бывшего СССР веломобильное движение довольно популярно, и что наши энтузиасты сделали немало любопытных конструкций. В письме я присоединил фотографии самых интересных, на мой взгляд, наших веломобилей.

Ответ получил через день. Ответила его жена - Андреа. Она написала, что Георгий не умеет работать с компьютером, но он хочет позвонить и поговорить со мной! Я написал, когда я буду свободен, и мы созвонились. Говорили больше часа.

Георгиев оказался открытым и коммуникабельным человеком. Разговор состоялся на английском. Я начал разговор с того, что сказал, что наши энтузиасты внимательно следят за последними разработками и достижениями веломобилей с Запада. Я сказал, что "Варна" - это не просто рекордный веломобиль, но и произведение искусства.
Георгиев поблагодарил и попросил передать всем нашим энтузиастам привет. Георгиев родом из Болгарии. Он сказал, что учился в школе с русскими и украинцами. Сказал, что мы классные ребята. Георгий, кстати, неплохо владеет русским: он до сих пор помнит стихотворения Пушкина, пару строф которых он мне продекламировал. Говорит на русском с акцентом, но в целом можно сказать, что он свободно владеет русским языком.


Говорили в основном про его стримлайнер "Варна". Варна - это живописный город в Болгарии.

Суть того что мне поведал Георгиев состоит в следующем:
1) "Варна" была сделана не за одну ночь и не за один год. Георгиев серьёзно занимается веломобилями с конца 70-х гг.
2) Конструкция "Варны" шлифовалась долго, но талант конструктора заключается в том, что нужно чувствовать, когда концепция стоит того, чтобы тратить время и силы на ее доработку, или это - тупиковый вариант, который нужно отбросить.
3) Георгиев - скульптор по образованию. Но мышление у него инженерное. Георгиев говорил про важность матчасти и рассчетов при проектировании. Вариант "там подрежу-тут подпилю и будет тип-топ" - это удел кустаря. Это не камень в огород самодельщика, а констатация факта.
4) В техзадании "Варны" закладывалась не идея достижения максимально рекордной скорости, а идея лучшей эффективности: веломобиль должен быть быстрее аналогов при одной и той же мощности, выдаваемой гонщиком (например, 150 ватт).
4) Все подшипники в "Варне" - керамические (такие подшипники имеют намного меньшее трение, очень надежные и не теряют свои великолепные характеристики в течение всего срока службы).
5) "Варна" имеет великолепную обтекаемость. Однако Георгиев считает, что если провести комплексные аэродинамические испытания и продувку в аэродинамической трубе, с последующей тщательной обработкой результатов, то можно еще несколько улучшить обтекаемость стримлайнера.
6) Первые гоночные веломобили-трайки были оснащены комбинированным ножным и ручным приводом. Потом Георгий экспериментировал с линейным приводом. Он сказал, что линейный привод - это "терра инкогнита" (неизведанная земля) - про него мало что достоверно известно, но именно на него он возлагает наибольшие надежды по увеличению эффективности.
7) Его заинтриговал мой рассказ про то, что в СССР был построен ряд веломобилей с различными видами линейного привода. Он попросил меня выслать ему статьи, фотографии и другую известную мне информацию про наши веломобили с линейным приводом.
8) Георгиев относится очень скептически к овальным звездам и не применяет их на своих веломобилях. Считает, что контактные педали+техника педалирования вкруговую почти полностью устраняют проблему "мертвых точек". Принципиально решить эту проблему будет возможно, применив линейный, либо какой-то другой инновационный привод.
9) Георгиев очень сдержанно оценил конструкцию "Варны", он не считает ее верхом совершенства. Он сказал, что по концепции она простая, даже примитивная. Секрет в том, что конструкция очень сбалансированная и "отшлифованная". Ну и, конечно, важнейшая деталь - это та, что находится между рулем и сиденьем - Сэм Уиттингхэм. Он опытнейший пилот гоночных веломобилей и прекрасный атлет. Именно благодаря ему в полной мере был раскрыт технический потенциал, заложенный в "Варне-Диабло".
10) Рекордные достижения - закономерный результат очень кропотливой и длительной работы команды Георгиева и Сэма, гонщика "Варны".

 

Даешь новые рекорды!

На фото: модифицированный обтекатель "Torso-2"(слева) и новый обтекатель перспективной "Варна-Камера" (справа).

VarnaProtoCameraTrike

varna_picies_049

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Неутомимый Георгиев, фанат гоночных веломобилей до мозга костей, сейчас работает над проектом старого-нового трехколесного гоночного мускулохода. За основу взят относительно удачный "Torso-2". Парадоксальное возвращение к трехколесным мускулоходам вызвано тем, что одноколейный стримлайнер не позволяет гонщику выдать всю мощность из-за недостаточной устойчивости на большой скорости. Георгиев хочет пересмотреть концепцию "Torso-2": уменьшить размеры корпуса и применить систему видеонаблюдения вместо прозрачного колпака, выступающего над обтекателем, что негативно влияет на аэродинамику. Это должно уменьшить мидель (лобовую площадь) и улучшить обтекаемость гоночного мускулохода. Возросшая устойчивость и улучшенные аэродинамические показатели, по сравнению с одноколейной "Варна-Диабло", предвещают новые рекорды. По всей видимости новый трехколесный мускулоход будет выполнен по схеме "дельта", при этом переднее колесо будет, как и у "Варны-Диабло", ведущим и управляемым одновременно. То ли еще будет!

 

 

Автор статьи: Bandanschik (Алексей), под редакцией: Alextas (Стащенюк Алексей Владимирович)

 

 

Список использованых источников

http://www.popsci.com/diy/article/2005-10/worlds-fastest-bike

http://www.popmech.ru/article/1580-raketa-s-pedalyami/

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

http://www.varnahandcycles.com/index.htm

http://www.recumbents.com/forums/topic.asp?TOPIC_ID=1524

http://www.recumbents.com/wisil/whpsc2004/Varna.htm

http://www.wisil.recumbents.com/wisil/whpsc2001/varna_detail.htm

http://www.fortebikes.com/gosamgo/A3/machine/Mdiablo.html

http://ihpva.org/hpvarec3.htm#nom01

http://hackedgadgets.com/2009/11/26/fastest-bicycle-in-the-world/

http://sports.espn.go.com/espnmag/story?id=3405498

http://hackedgadgets.com/2009/11/26/fastest-bicycle-in-the-world/

 
Российский производитель веломобилей
Генерация скрипта 0 секунд Яндекс.Метрика