Nagibni automobili, rješenje za povećanje stabilnosti i električne autonomije?

U zavojima se nadgradnja prema kotačima naginje do 20 stupnjeva, ne kao u motociklima koji mogu zaleći i više od 45 stupnjeva, ali ipak dovoljno da se poveća stabilnost i brzina prolaska kroz zavoje, što smanjuje potrebu za kočenjem, koje ‘troši’ energiju iz baterija…

Koncepcije nagibnih automobila više puta su se najavljivale u novijoj automobilskoj povijesti, a novi rasplet, koji inicira pandemija korona virusa i ubrzano uvođenje električnih i autonomnih vozila, vraća ovu tehnološki i prometno zanimljivu koncepciju u prvi plan. Naime, naginjanjem nadgradnje težište automobila se, po kružnom luku, pomiče prema unutrašnjem dijelu zavoja – ide u stranu i spušta prema podlozi.

Time se povećava moment stabilizacije, jer se povećava krak na kojem djeluje težina, odnosno udaljenost između težišta i točke prevrtanja automobila (dodirne točke vanjskog ruba vanjskog kotača s podlogom). Istodobno se smanjuje moment prevrtanja, jer se smanjuje krak na kojem djeluje bočna inercijska (centrifugalna) sila, odnosno visina težišta.

Taj dvostruki efekt stabilizacije dobro je poznat na motociklu, a povećava se ako vozač dodatno zalegne prema unutrašnjosti zavoja, stružući koljenom po asfaltu. Sve više se koristi i vlakovima, jer po istoj pruzi omogućava veće brzine (tu je problem kompleksniji, jer se povećano opterećenje prenosi na vanjsku tračnicu te joj povećava trošenje i smanjuje stabilnost).

Centrifugalna sila u zavoju ovisi o brzini na kvadrat, podijeljenoj s polumjerom zavoja. Budući da se naginjanjem karoserije ta sila može povećati, u isti se zavoj može ući većom brzinom, odnosno istom brzinom proći kroz oštriji zavoj.

Kut zakreta prednjih kotača i nagib karoserije određuje središnji upravljački modul na temelju kuta zakreta upravljača, brzine vožnje, bočnog ubrzanja (centrifugalne sile) i zanošenja, odnosno rotacije auta oko uspravne osi. Sve to osigurava nevjerojatnu lakoću upravljanja i užitak vožnje, uz sigurnost kakva se ne očekuje od automobila sličnih proporcija.

Mercedes-Benz F 300 Life-Jet, predstavljen u rujnu 1997. predstavio (noseća slika), neobično je konceptno vozilo na tri kotača, s nagibnom karoserijom. Stražnji je kotač pokretao 4-cilindarski benzinski motor 1.6, snage 102 KS, iz tadašnje A-klase. Koncepcijom je bio bliži motociklu nego automobilu, a imao je aluminijsku šasiju, tešku svega 89 kilograma.

Nagibni mehanizam bio je izveden elektro-hidraulički, a dvostruka poprečna ramena osiguravala su naginjanje prednjih kotača, paralelno s karoserijom. Maksimalni kut nagiba iznosio je 30 stupnjeva, što je uz velik prednji trag osiguravalo veliku stabilnost i sa samo tri kotača. Zbog male mase i uvjerljive aerodinamike do stotke je ubrzavao za 7,7 sekundi te postizao najveću brzinu od 211 km/h. Usprkos zanimljivoj izvedbi i ideji da se proizvodi u Italiji, nije zaživio na tržištu.

Istodobno ostaju prednosti uže karoserije – znatno manji otpor zraka, koji doprinosi stabilnosti, te lakše izbjegavanje suprotnog automobila, u slučaju ‘škara’ kod pretjecanja.

Autonomiji s jednim punjenjem baterija od 100 km doprinose tanke i tvrde gume niskog otpora kotrljanja 140/60 R15 te nizak otpor zraka, zbog malene čeone površine i koeficijenta otpora zraka od samo 0,2. U stražnjim su kotačima ugrađeni izmjenični elektromotori snage oko 20 kW, koji dodatno snižavaju težište i povećavaju stabilnost.

Kako bi se osigurala dovoljna autonomija ugrađene su tvrde gume niskog otpora kotrljanja 140/60 R15 te nizak otpor zraka, zbog malene čeone površine i koeficijenta otpora zraka od samo 0,2. U stražnjim su kotačima ugrađeni izmjenični elektromotori snage oko 20 kW, koji dodatno snižavaju težište i povećavaju stabilnost.

Ti koncepti zasigurno će poslužiti unapređenju koncepcije električnih vozila jer mogućnost da se zavoj svlada nesmanjenom brzinom, dakle bez kočenja, (kojim se, usprkos sustavu rekuperacije/povrata energije, smanjuje iskoristiva energija) produžava autonomiju. Premda nije potpuno izvjesno, uskoro bismo mogli vidjeti iznenađenja u tom smjeru u konceptima električnih automobila.