Williams zamierza sprzedawać swoją technologię KERS

skejl - siła grawitacji nie powoduje efektu żyroskopowego - jedynie może powodować ruch zwany precesją - a tutaj to nie grozi i nie wystąpi. Przyspieszenie bolidu, zwalnianie, skręcanie - w sytuacji osi pionowej krążka (i jakiekolwiek przyspieszenia prostopadłe do osi obrotu tarczy żyroskopowej) - nie ma żadnego znaczenia. Efekt żyroskopowy sprawia że ciężko jest zmienić kąt osi - ale przemieszczanie bez zmiany tego kąta nie stanowi żadnego problemu. Niestety zwielokrotnienie niesie sporo komplikacji - po pierwsze 2 elementy wirujące o mniejszych masach. Krążek o mniejszej masie ma mniejsza bezwładność (prawo zachowania pędu?) więc i łątwiej je napędzić ale i łatwiej wyhamować - czyli krócej będzie oddawać energię przy takim samym obciążeniu. Dochodzi także zwielokrotnienie układu napęd/generator - bo nie sądzę iż krązki można by połączyć przekłądnią np zębatą przy takich obrotach i minimalizacji oporów. Może przekładnia bezstopniowa cierna - chyba nawet takie znajdują się w KERS Williamsa. I jeszcze ciekawostka nr 2 (wyżej nie zmieściłem się w limicie znaków;)) - w broni palnej gwintuje się lufe wylotową właśnie po to by nadać pociskowi ruch obrotowy wokół własnej osi. Jest to duża prędkość i dzięki efektowi żyroskopowemu - wzrasta donośność pocisku jak i celność. Rośnie również stabilność poprzez zwiększenie odporności na znoszenie.

Jeżeli umieścimy element(y) wirujący pionowo, to siła grawitacji będzie działać w kierunku równoległym do osi tego elementu i nie będzie powodować efektu żyroskopowego. Ale na bolid działają również inne siły - pojazd przyspiesza, zwalnia, skręca... Siły te osiągają wartości większe niż przyciąganie ziemskie i w przypadku elementu wirującego wokół osi pionowej będą one skierowane prostopadle do tej osi. I to kolejny powód, dla którego elementy wirujące powinny być zwielokrotnione. Dwa bliźniacze walce wirujące wokół osi pionowej z przeciwnymi prędkościami, umieszczone symetrycznie obok siebie ograniczą efekt żyroskopowy do skręcania. Cztery walce w dwóch grupach umieszczonych symetrycznie obok siebie, w obrębie grupy zaś jeden nad drugim powinny całkowicie się równoważyć w każdej sytuacji.

Huckleberry - niezależnie od umieszczenia jakiś wpływ na prowadzenie bolidu będzie miał (niekoniecznie balans - balans to jeden z wielu elementów zachowania sie pojazdu) - możliwe że wpływ 5kg tarczy może być znikomy na prowadzenie a może wręcz przeciwnie - być znaczny. Tego nie wiemy. mielony - tak - tarcza/walec pionowo dlatego iż siły odśrodkowe działają prostopadle do osi obrotu. Ale wkoło tej osi siły sa znoszace się/ równoważące. Odczuć je można dpiero zmieniając oś obrotu w płaszczyżnie innej niż obrót tego wokół własnej osi - taki obrót mamy przy umieszczeniu elementu wirującego osia prostopadle do podłoża - brak większego wpływu. Przy umieszczeniu - osią równolegle do osi kól, osią wdłuz pojazdu - każdy skręt bolidem będzie powodował wystąpienie efektu żyroskopowego. Najprościej ten efekt obczaić na kole roweru - bierzemy koło w rączki trzymając za ośki, ktos nam pokręca kołem i staramy sie teraz obracać osią koła na różne sposoby - zobaczymy wspomnianą przez skejl precesję. Przy poziomym umieszczeniu koła (oś koła pionowo do ziemi) jesli będziemy sie kręcic z tym w rękach wokół własnej osi nie odczujemy nic z tego co wcześniej. Ciekawostka - w samolotach z napędem śmigłowym - 1 śmigłem centralnym (przy 2 śmigłach efekt miał dużo mniejszy wpływ na manewrowość) przy ogromnych mocach i dużych prędkościach (obrotowych) wiele samolotów czasów wojny miało problemy z manewrami - znając efekt żyroskopowy niektóre manewry były jakby jednostronne - nie było mozliwości zrobić tego odwrotnie. Czasem dochodziło do strasznych cyrków gdy w feworze walki ktoś sie zapomniał i przeholował. Tak samo w śmigłowcach efekt ten sprawia do dzisiaj sporo kłopotu choć współczesne maszyny radza sobie z tym dosyć dobrze - sa systemy i mechaniczne i elektroniczne minimalizujące takie numery. Ale zdarzyły się wypadki śmigłowców w których za ostro ktoś podziałał i główny wirnik u***ł ogon maszyny lub rozleciał się po kolizji z ogonem.

maroo -"Co do wpływu na skręcanie bolidu – najlepsza była by neutralność – czyli tarcza prostopadle osią do podłoża[...]" Walec pionowo? A nie odwrotnie? Minimalny wpływ na balans to chyba umieszczenie blisko środka ciężkości.

maroo -"Co do wpływu na skręcanie bolidu – najlepsza była by neutralność – czyli tarcza prostopadle osią do podłoża (minimalny wpływ gdyż nie ma zbyt ostrych wzniesień czy spadków na torach)." Ale w takim wypadku może wpływać chyba na balans bolidu? Zastrzegam, że nie wiem o jakich siłach mówimy i być może będzie to pomijalne?

@hagj - może prościej: wirujący bąk się nie przewraca mimo, że jest pochylony; dyskutujemy właśnie o tych siłach, które sprawiają, że bąk "chodzi", a w tym przypadku zaś mogą mieć wpływ na jazdę bolidu, w zależności od ułożenia elementu. http://pl.wikipedia.org/wiki/Precesja

hagj - dokładnie jak mówisz, błądzisz :) Efekt żyroskopowy to prosto mówiąc siła odśrodkowa która generowana jest prostopadle do osi obrotu. Zależna jest od prędkości obrotowej, kształtu wirującego elementu (walec=większa szerokość o takiej samej masie jak tarcza=większa średnica - będzie generował mniejszą siłę odśrodkową). Siła odśrodkowa w prostej zależności zależy od promienia (w zasadzie istotna jest proporcja średnicy wału do średnicy tarczy) wirującego elementu gdyż przy większym promieniu uzyskuje się większą prędkość promieniową (obwodową chyba też można nazwać?). Oczywiście także masa ma znaczenie - i jej rozkład -tarcza o takiej samej masie ale skupionej wokół osi kontra taka ze skupioną większa masa na obwodzie będą generowały inną siłę odśrodkową. Nie wiem czy jasno to opisuję. Zapewne definicję można znaleść gdzieś w googlach. Próżnia wpływa tylko na mniejsze straty związane z aerodynamiką - w próżni nie ma aerodynamiki więc i nie ma strat związanych z tarciem powietrza. Dzięki temu jedynie opory układu łożyskowania sprawiają straty - ale myślę że przy kosmicznej technologii F1 są one w tej chwili niewielkie. Reasumując: kształt tarczy, prędkość obrotowa, masa tarczy - to ma wpływ na efekt żyroskopowy. Próżnia = brak oporów w kwestii tarcia z powietrzem. Co do wpływu na skręcanie bolidu - najlepsza była by neutralność - czyli tarcza prostopadle osią do podłoża (minimalny wpływ gdyż nie ma zbyt ostrych wzniesień czy spadków na torach).

Panowie, nie znam się na kwestiach technicznych przedsięwzięcia zwanego KERS, ale czy aby koło zamachowe nie wiruje w próżni? Czy w związku z tym kierunek jego obrotu aby na pewno ma znaczenie na prowadzenie się bolidu? Proszę mnie poprawić jeśli błądzę :)

Bardzo ciekawe uwagi. Od siebie mogę jeszcze dodać, że być może dlatego Williams poszedł w system "mieszany" - elektryczno - mechaniczny ponieważ będą mogli się dość bezpiecznie przestawić na akumulatory jeśli by okazało się, że w krótkim czasie rozwój akumulatorów pójdzie bardzo do przodu i KERS mechaniczny stanie się mało konkurencyjny (masa). maroo - co do wyciągania korzyści z efektu żyroskopowego to wypadałoby przewidzieć w którą stronę KERS ma się rozkręcać przed kolejnym zakrętem - tak żeby ułatwiać skręt :) Chociaż w takim wypadku bolid pewnie stałby się mało przewidywalny dla kierowcy. W zależności od "naładowania" KERSu zachowywałby się inaczej... A kontroli trakcji już nie ma więc byłoby ciężko to opanować. W ogóle będzie ciężko opanować efekt żyroskopowy bez dodatkowej elektroniki ingerującej w trakcję. Dlatego sądzę że raczej rozwój pójdzie w kierunku uzyskiwania neutralności.

Huckleberry (+24/–10), 15.04.2009 15:59 Mnie też interesuje jak bardzo ruch obrotowy koła zamachowego będzie wpływał na sterowność bolidu. Jak to juz w pewien sposób wyjaśnił mielony - wpływ jest. Jaki, tego nie wiemy. Ale wiem że ten wpływ koła zamachowego nazywa sie efektem żyroskopowym. I istotnie jeśli ma wpływ na sterowność bolidu - może być to trudność lub... korzyść, Podejrzewam że tak sobie z tym radza by przynosiło to profity a nie straty. Co do samej przekładni - ciekawe rozwiązanie. Wcześniej gdy widziałem model KERS prezentowany przez Hybrid Power - nie wiedziałem ze jest to elektromechaniczny kers. Troszkę dziwiło mnie to jak do F1 z takim skomplikowanym systeme - wystraczy sobie wyobrazić jak skomplikowana musiała by być konstrukcja sterowania tym ,połączenia z napędem - sprzegła, wały, przekładnie, przeguby. Rozwiązanie z napędem elektrycznym i generatorem jest dużo bardziej elastyczne i praktyczne. A że faktycznie ilośc energii do użycia jest określona regulaminem technicznym - na ta chwile straty nie maja znaczenia gdyż KERS pozwala napewno na sporo więcej magazynowania. Jeszcze sprawa różnicy w KERS - ten Williamsa jest o tyle ciekawy że nie wymaga inwestowania w akumulatory, w ich rozwój. Ekologiczniej, ekonomiczniej. Choć pewnie sprawy techniczne sa bardziej skomplikowane niż w KERS'ie z akumulatorami.

Silniki elektryczne są wydajne, ale żeby działał wydajnie w obie strony (również jako prądnica) to już trudniej, bo o sprawności silnika decydują niekoniecznie te cechy konstrukcyjne co o sprawności jako generator. Może trochę przesadzone porównanie ale dioda LED jest bardzo kiepskim fotoogniwem. Nie chce mi się sprawdzać ale jeżeli "pojemność" KERS zdefiniowano jako ilość energii "do wykorzystania" a nie magazynowanej to straty nie mają znaczenia. Oprócz wielkości/masy KERS i... jego chłodzenia :) Zespoły poszły w KERS elektryczny bo akumulatory, kondensatory (ew. ich hybryda "supercap'y" i układy sterujące są dość dobrze opanowane. Kwestia zoptymalizowania pod to konkretne zastosowanie. Aby zmniejszyć wpływ na stateczność można stosować walec o mniejszej średnicy ale dłuższy. Ew. 2 koła przeciwbieżne. Pojedynczy walec w poprzek pojazdu nie bedzie skręcał ani w lewo ani w prawo tylko stabilizował kierunek (jak na rowerze) bo pionowo chyba nie postawią :) . Jeżeli bedzie bliżej tylnej osi to będzie tam "trzymał". Hmm... bedzie bardziej nad- czy podsterowny? Chyba nad-? Oprócz tych zmian zostaje wpływ na siłę hamowania tylnej osi a więc balans hamulców (jak w KERS elektrycznym). Mozliwość wpływu na energię przenoszoną kablem daje wieksze mozliwości sterowania niektórymi parametrami niż przy czysto mechanicznym. Do tego kable łatwiej ułożyć - troche się wygną gdy potrzeba :)

Co do zastosowania elementów elektrycznych zamiast przekładni, ciężko mi w to uwierzyć. Wprawdzie znacznie uprości to konstrukcję, silniki elektryczne są całkiem wydajne i już w przeszłości z powodzeniem stosowano je w charakterze przekładni poza F1, ale takie rozwiązanie w zasadzie niczym nie różniłoby się od KERS-u innych zespołów. Takie koło zamachowe byłoby po prostu mechanicznym akumulatorem i gdyby było to obiecujące, niektóre zespoły pracowałyby równocześnie nad akumulatorem mechanicznym i chemicznym, bo cała reszta byłaby identyczna. @Huckleberry - podejrzewam, że nie ma żadnych przeciwwskazań, aby zastosować dwa bliźniacze koła kręcące się w przeciwnych kierunkach tuż obok siebie, to powinno zmarginalizować wpływ na sterowność. No chyba, że będzie to efekt pożądany, ale łatwo będzie można rozdzielić moc pomiędzy oba koła we właściwych proporcjach. @hide - w tramwajach i metrze na pewno nie, dużo prościej jest oddać odzyskaną energię do trakcji elektrycznej; taki KERS zresztą w tych pojazdach zawsze był jako efekt uboczny, silnik elektryczny równie dobrze może być prądnicą

Mnie też interesuje jak bardzo ruch obrotowy koła zamachowego będzie wpływał na sterowność bolidu. Czy samochód będzie lepiej skręcał w lewo, a gorzej w prawo? W końcu bolid jest lekki więc będzie to miało chyba bardziej widoczny wpływ niż w autobusie.

Maraz gdzie masz jakies rysunki ze widzisz, że generator jest wbudowany, podesłał byś linka?

Ciekawe to podejście Wiliamsa do KERSU i jego komercyjnej strony

Co ciekawe to rozwiazanie podobno jest duzo duzo lzejsze...

Tak tak, już to przyznałem wyżej, z tym że z tego co widzę, to drugi generator jest niejako wbudowany w koło zamachowe w Williamsie.

Maraz - wilkxt ma rację. To na pierwszy rzut oka wygląda jak w samochodzikach z kołem zamachowym ale tak naprawdę energia przekazywana jest elektrycznie - przez kabel. I dlatego wymaga dwóch dodatkowych silników/generatorów. Tak naprawdę ten kers różni się tylko sposobem magazynowania energii - nie w bateriach ale przy pomocy koła obrotowego.

Wydaje mi się to dość dziwne, bo taki pośrednik to zbyt duża utrata energii po drodze. Swoje przypuszczenia o braku jakiegokolwiek dodatkowego silnika lub generatora przy całkowicie mechanicznym KERS opieram na tym tekście: http://www.f1wm.pl/php/wiad_gen.php?id=5862, ale oczywiście nie wykluczam, że Williams mógł wybrać inne rozwiązanie. Edit: Dokształciłem się i masz rację wilkxt, istotnie Williams ma "elektrycznie napędzany KERS z kołem zamachowym".

Innymi słowy w tym rozwiązaniu stosuje się dwa silniki elektryczne.

Maraz - oglądałem program o F1 (tvn turbo) i z tego co mówili kolesie z Wiliamsa to energię hamowania pochłania generator zamontowany przy skrzyni, następnie ta energia przekazywana jest do silnika, który napędza koło (koło wraz z silnikiem znajduje się za kierowcą). Gdy kierowca korzysta z KERS to rozpędzone koło napędza generator (wcześniej silnik), prąd z generatora zasila silnik (wcześniej generator) przy skrzyni. W KERS stosowanym przez inne zespoły jest tylko jedna jednostka (generator/silnik) przy skrzyni.

wilkxt, o ile się dobrze orientuję, to przy wersji z kołem zamachowym nie ma żadnego dodatkowego generatora/silnika - "energia" jest oddawana z koła zamachowego do układu napędowego tą samą drogą, jaką została odzyskana.

Nie wiem czy to take dobre rozwiązanie, muszą stosowac dodatkowy generator/silnik co podnosi masę systemu, oczywiscie samo koło będzie lżejsze od akumulatorów, ale postęp w dziedzinie akumulatorów cały czas idzie na przód i za rok czasu moze sie okazać, że akumulator bedzie lzejszy od kola.

Poczekajmy jeszcze trochę jak wprowadzone zostaną kolejne ulepszone modele KERS , lżejsze , wydajniejsze , mniej awaryjne. Wtedy może on się stać niezbędnym w każdym bolidzie. Dlatego zawsze uważałem, że praca w tym kierunku zawsze będzie przynosić wymierne korzyści. Szacunek dla Williamsa, że poszedł w kierunku przeciwnym jak wszyscy.

Nieno teraz to żeby to jeszcze kupił jakiś team to na początek niech zaczną z tym systemem wygrywać bo to bd najlepsza reklama:D

Kolejne info z F1 racing. Dodam jeszcze tylko tyle, ze pomysl ma byc w przyszlosci wykorzystywany w autobusach, tramwajach i metrze. Taki system ma starczac w tych pojazdach nawet na 20 lat!!!