Studenten van de universiteit van Maryland maken nu voor het eerst sinds 1980 kans de Sikorskyprijs te winnen. Slaagt hun recordpoging, dan wordt dit de eerste keer dat een echte helikopterfiets het luchtruim kiest…
Hoe werken helicopters?
Het principe van de helicopter is niet nieuw. Zowel uit Chinese bronnen als van Leonardo da Vinci is bekend dat ze experimenteerden met helicopters.
Een helikopterfiets bouwen is veel lastiger dan en vliegfiets bouwen. geen wonder dat het geregeld nachtwerk wordt voor de enthousiaste bouwers.
In tegenstelling tot een vliegtuig levert niet de vleugels met de voorwaartse snelheid de opwaartse kracht (lift), maar de draaiende wieken (de rotor, in vaktermen), die de lucht naar beneden duwen (en zo de helikopter naar boven). Om te voorkomen dat de helikopter rond gaat tollen moet een tweede rotor een tegenovergestelde draaiing geven. Gewoonlijk is dat een kleine staartrotor, hoewel er ook helikopters met twee grote rotoren bestaan die tegen elkaar in draaien. In dit model wordt gewerkt met vier rotoren die tegen elkaar in draaien om zo het draaimoment nul te houden.
Helikopterfiets pittige uitdaging
Het fundamentele technische probleem bij de helikopterfiets is dat er geen ‘batterij’ bestaat waarin mechanische energie is op te slaan. Bij de vliegfiets is die er wel: de voorwaartse snelheid van het vliegtuigje. Als je maar lang genoeg hard trapt, wordt je snelheid op een gegeven moment hoog genoeg om je de lucht in te tillen. Bij een helikopterfiets moet alle kracht van één krachtsexplosie komen. Een extreem zware lichamelijke uitdaging.
Hun ontwerp, Gamera, heeft een rotor op elk van de vier uiteinden van het X-vormig frame, met de module van de piloot bevestigd aan het midden. Elke dwarsligger van het frame is achtien meter lang, en elke rotor is twaalf meter in diameter.
Wordt de Gamera, een ingewikkelde constructie met vier enorme rotors, de eerste werkende door spierkracht aangedreven helicopter?
Door het gebruik van balsa, schuim, mylar, koolstofvezel en andere lichtgewicht materialen, weegt het gehele voertuig minder dan honderd kilo, de piloot incluis. Alle kracht komt uit een combinatie van hand- en voetpedalen.
Als Gamera er in slaagt van de grond te komen, heeft het team de kans om een wereldrecord voor een mensaangedreven helikoptervlucht te vestigen met een vrouwelijke piloot.
Het team van meer dan 50 promovendi en studenten wordt geleid door faculteitadviseurs VT Nagaraj, Inderjit Chopra en Darryll Pines (decaan van de Clark School). De piloot voor de proeven is de aan de Universiteit van Maryland afgestudeerde student Levenswetenschappen Judy Wexler. Het Alfred Gessow Propellervliegtuigen Centrum van de Clark School is een van Amerika’s meest vooraanstaande instellingen voor helikoptersonderzoek.
De Sikorsky prijs
De Amerikaanse Helikopter Society stelde de Sikorsky-prijs, vernoemd naar helikopter pionier Igor Sikorsky, in 1980 in. Om de $ 250.000 prijzengeld te winnen, moet een team een vliegend tuig bouwen dat:
• Al zijn vermogen van een menselijke piloot krijgt
• Gedurende minimaal zestig seconden blijft zweven, binnen een 10 x 10-meter vierkant blijft en op een gegeven moment een hoogte van drie meter bereikt.
Vele pogingen zijn gedaan om deze eisen te voldoen, maar geen enkel team is ooit volledig geslaagd. In feite zijn slechts twee voertuigen ooit opgestegen van de grond (maximaal twintig seconden), wat onvoldoende was om de prijs in de wacht te slepen.
Het team probeert al twee jaar de Sikorsky-prijs in de wacht te slepen, ter beschikking gesteld door de American Helicopter Society (AHS). Het Clark School-team is het enige team dat momenteel door de AHS erkend wordt voor het doen van een officiële poging. Geen enkel ander team is daarin geslaagd sinds de prijs voor het eerst werd ingesteld in 1980.
Het team zal de recordpoging doen op woensdag 11 mei tussen 9u en 12u.
Vooruitgang in materialen en techniek heeft er toe geleid dat fietsen met dezelfde hoeveelheid kracht een veel hogere snelheid kunnen bereiken. Het snelheidsrecord staat op meer dan 140 km per uur. Hebben we straks geen auto’s meer nodig?
Veertig kilometer per uur als absolute snelheidslimiet
Op een normale toerfiets halen de meeste mensen tien tot vijftien kilometer per uur. Professionele wielrenners rijden veertig tot meer dan zestig kilometer per uur op speciale racefietsen. Veel harder dan dat kan niet, want de luchtweerstand neemt kwadratisch toe met de snelheid. Honderd kilometer per uur is ongeveer de maximumsnelheid die een auto op de openbare weg mag hebben. Deze snelheid ligt dus duidelijk buiten bereik van fietsers. Of toch niet? Het blijkt dat door twee aanpassingen aan een huis-tuin- en keukenfiets te doen, de snelheid drastisch omhoog kan.
Betere aerodynamica maakt fietsen veel sneller
Deze velomobiel wordt geholpen door een elektrische hulpmotor. Velomobielen kunnen snelheden bereiken die in de buurt komen van die van auto’s. Bron: bluevelo.com
Op een standaard fiets zit een fietser rechtop. De eerste aanpassing is dus de fietser te laten liggen. Dit heeft twee voordelen. Zo worden de sterkste spieren in onze benen maximaal benut en wordt het oppervlak dat weerstand opwekt veel kleiner. Dit gebeurt bij de welbekende ligfiets.
Dit scheelt al aanzienlijk, maar de echte energie-efficiency winst wordt geboekt door de fiets aerodynamischer te maken. Velomobielen hebben veel weg van een druppel. Op die manier worden de hoogste snelheden bereikt. De allerbeste velomobielen, geholpen door een elektromotor, kunnen snelheden tot honderd kilometer per uur of hoger bereiken.
Snelle fietspaden
Velomobielen bewegen veel sneller dan de gemiddelde fietser. Velomobielen kunnen makkelijker met het bestaande verkeer geïntegreerd worden als op alle wegen met uitzondering van autowegen en snelwegen, de maximumsnelheid omlaag gaat naar zestig kilometer per uur. Een andere oplossing is om speciale fietspaden aan te leggen waar veel hogere snelheden bereikt kunnen worden of misschien meerbaans “fietsautobanen” aan te leggen waar fietsers elkaar makkelijk kunnen inhalen. Omdat velomobielen zo snel bewegen en nauwelijks over een kreukelzone beschikken, is het verstandig om de rijbanen te scheiden.
Voor kleinere afstanden tot ongeveer honderd kilometer is een verbeterde versie van de velomobiel ideaal. Voor grotere afstanden is de trein een beter alternatief.
De twintig mens-kracht buscycle is volgens de uitvinders DE oplossing voor peak oil.
Stel, de vele ideeën die we hier op Visionair bespraken als vervanger voor fossiele brandstoffen werken op de een of andere manier gewoon niet. Dan kunnen we uiteraard altijd nog naar onze beproefde onderste ledematen grijpen voor transport.Enter de busfiets.
De uitvinders van dit opmerkelijke voertuig hebben naar eigen zeggen DE oplossing bedacht voor luchtvervuiling, peak oil en de beroerde conditie van menig forens: de buscycle, vrij vertaald de busfiets,
Hoewel dit de moderne Cassandra’s waarschijnlijk een geweldige oplossing lijkt om terug te keren tot onze roots, lijkt het ons dat de milieuwinst snel voorbij is als je bedenkt hoeveel de hongerige passagiers extra gaan eten…
