Bionic Mercedes: рыба на колёсах хвастается обтекаемостью

О принципах бионики и о том, как славно применять в технике "патенты природы" – говорилось давно и много. Но подумайте, а так ли уж много вы знаете примеров, когда природное решение действительно с минимальными изменениями было бы перенесено в технику?

Концерн DaimlerChrysler представил необычный "Бионический автомобиль Мерседес-Бенц" (Mercedes-Benz Bionic Car), форму которого инженерам подсказала маленькая рыбка.

Инженеры германо-американского концерна едва ли не впервые целенаправленно искали в природе пример формы, отталкиваясь от которой они могли бы создать новый автомобиль.

На первый взгляд, казалось – возьми тело дельфина или акулы, приделай колёса и вперёд.

 

 

Только вот кроме как для выставок такой обтекаемый автомобиль едва ли был бы пригоден.

Выступающие колёса портили бы весь вид (и аэродинамику также), а внутри каплеобразного тела нельзя было бы нормально разместить механизмы, пассажиров и груз.

Автомобильные инженеры работали в этом проекте совместно с биологами. И вот они отыскали одну очень забавную форму.

Рыбка-коробочка (boxfish) из тропических морей. На вид – угловатая и неуклюжая, но на деле – очень обтекаемая и вёрткая. Поперечное сечение её тела близко к прямоугольнику, а не овалу. Как раз, как у автомобиля.

"Это же те самые пропорции, которые позволят нам свободно разместить начинку авто", – воскликнули конструкторы. И принялись за дело.

Живой прототип нового экономичного автомобиля (фото с сайта wwwsg.daimlerchrysler.com).

Рыбка эта имеет много общего с автомобилями: увёртываясь от хищников в кораллах, она должна сохранить своё движение с наименее возможным потреблением энергии.

Она должна противостоять высокому давлению и защищать своё тело при столкновениях. И ещё она должна проходить в очень ограниченных местах в поисках пищи.

Кожа boxfish состоит из многочисленных костистых шестиугольных пластин, которые образуют "броню". Эта структура даёт рыбе большую жёсткость, защищает её от ран, а также – это одна из тайн её выдающейся манёвренности. Крошечные вихри по острым краям на спине и внизу тела стабилизируют рыбу.

Используя компьютерные вычисления и тесты в аэродинамической трубе модели boxfish, инженеры узнали, что эта форма имеет коэффициент обтекаемости 0,06 – немыслимо низкий для любого автомобиля.

Некая промежуточная модель для продувки в трубе – уже не рыба, но ещё не автомобиль (фото с сайта wwwsg.daimlerchrysler.com).

Конечно, пока эту рыбку превращали в реальный автомобиль со всеми его разъёмами, колёсными нишами, радиатором и двигателем в моторном отсеке, рычагами подвески и так далее – обтекаемость ухудшилась. Да и общую форму нельзя было скопировать один в один – легковушка всё же не рыба с хвостом.

Тем не менее, результат готового автомобиля Bionic Car удивил даже самих авторов. Коэффициент обтекаемости 0,19 для машины полностью пригодной к использованию и отвечающего всем стандартам пассивной безопасности и комфорта – это выдающийся параметр.

Вспомним, что большинство современных западных легковых автомобилей имеет коэффициент обтекаемости 0,28-0,35.

"Хвост" рыбке пришлось отрезать (фото с сайта wwwsg.daimlerchrysler.com).

Длина машины составляет 4,24 метра, ширина 1,82 метра, а высота 1,59 метра. Две двери открывают доступ к четырём раздельным сиденьям.

Автомобиль оборудован 140-сильным дизелем самой последней модели. С очень хорошими параметрами по токсичности выхлопа. В частности выброс оксидов азота у него на 80% ниже, чем у дизелей прежнего поколения.

Наряду с обтекаемостью кузова он объясняет выдающуюся экономичность Bionic Car для машины такого размера: 4,3 литра топлива на 100 километров по смешанному циклу и 2,8 литра на 100 километров при постоянной скорости 90 километров в час.

Ради обтекаемости зеркала заменили видеокамерами (фото с сайта wwwsg.daimlerchrysler.com).

Максимальная скорость Bionic Car достигает 190 километров в час. А ускорение с места до 100 километров в час занимает 8,2 секунды.

Любопытно, что при конструировании силового каркаса машины авторы проекта также вдохновлялись природой. Растущий организм, говорят они, усиливает ткани точно в нагруженном месте и удаляет лишнее в ненагруженных точках.

Новый метод компьютерных расчётов кузова инженеры назвали "Выбор мягкого устранения" (Soft Kill Option). При этом машина последовательно и постепенно удаляет и прибавляет материал в разных деталях, добиваясь наименьшего веса при наибольшей прочности.

В дверях машины, кстати, пригодились и "рыбьи" шестиугольники – усиливающие внутренние соты.

В результате появился автомобиль, необычный и снаружи и внутри. Вот только о его возможном производстве ничего не сообщается. Наверное, потому, что для солидного Mercedes это слишком радикальный дизайн.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru