maandag 9 juli 2012

Alligt ontwikkelt K-drive

De K-drive is een veelbesproken onderdeel van de nieuwe Velox2. Met deze aandrijving wordt de ronde trapbeweging veranderd in een elliptische beweging. Dit heeft tot gevolg dat de voorkant van een velomobiel veel lager kan worden geconstrueerd dan met een ronde trapbeweging. Dit kan wel tot 30 cm lager zijn. Aero-dynamisch heeft dat grote voordelen. Om dat te begrijpen is het zinvol te weten dat er drie cruciale factoren zijn die de snelheid van een velomobiel bij een gegeven vermogen bepalen.

1. Het frontaal oppervlak
Hoe kleiner dit oppervlak is hoe lager de weerstand. Een kleine auto heeft uiteraard een kleiner frontaal oppervlak dan een grote auto. Dit gaat in gelijke mate op voor een velomobiel, hoe kleiner de grootste dwarsdoorsnede is, hoe lager de luchtweerstand.
2. De aero-dynamische vorm
De aero-dynamische vorm is in hoge mate bepalend voor de weerstand in de lucht van een velomobiel. Hoe beter deze vorm is, hoe sneller de velomobiel door de lucht snijdt. Bij de Quest is de luchtweerstand bij 40 km/u zo'n 61% van de totale weerstand. De rest is rolweerstand en een veel geringer deel mechanische verliezen. Ontwerpers van aero-dynamische vormen proberen de luchtstroom langs hun stroomlijn zo lang mogelijk laminair te houden. Dit levert een heel lage weerstand op. Is de luchtstroom niet laminair maar turbulent, dan neemt de weerstand snel toe.
3. Omspoeld of nat oppervlak
Hoe kleiner een voorwerp is, hoe geringer het omspoeld of nat oppervlak is. Dit bepaalt mede de hoeveelheid luchtweerstand.

Ontwerpers van moderne stroomlijnen zoals de Velox2 proberen de drie bovenstaande factoren te optimaliseren.
Het frontaal oppervlak wordt goeddeels bepaald door de breedte en lengte van de fietser die in de stroomlijn moet passen. Een tweewieler kan veel smaller ontworpen worden dan een driewieler. Een driewielige velomobiel kan ook ontworpen worden met een geringer frontaal oppervlak. Voorbeelden zijn de Evo-K en de Milan SL. Ook de recent ontwikkelde Quest XS heeft een kleiner frontaal oppervlak dan de standaard Quest en Strada. De Evo-K, de Milan SL en de Quest XS zijn bij gelijk vermogen sneller dan de huidige generatie Quest, Strada en Mango velomobielen. De praktische bruikbaarheid voor alle dag neemt wel af. Alleen kleinere personen kunnen in de snelste velomobielen rijden. Ook de bagage capaciteit is geringer en het eenvoudig in deze fietsen stappen wordt een uitdaging.
De vallende druppel vorm werd heel lang als de optimale aero-dynamische vorm gezien. Zo zien vrijwel alle velomobielen eruit. Recente ontwikkelingen in aero-dynamische vormen laten zien dat het effectiever is de druppelvorm te verlaten. Het levert een veel lagere luchtweerstand op als er smal en laag wordt begonnen en de breedte en hoogte langzaam toenemen tot op 2/3 deel van de stroomlijnlengte. De luchtstroom blijft heel lang laminair en daarmee blijft de luchtweerstand heel laag.

Om het mogelijk te maken de voorkant van de stroomllijn laag te laten beginnen, is de K-drive een goede mogelijkheid. In plaats van de ruimtevretende ronddraaiende beweging wordt het meer een heen en weer gaande beweging. Bij de Velox2 levert dat in de windtunnel 35% minder luchtweerstand op in vergelijking met de Velox1. Er is wel een zeker rendementsverlies bij de elliptische beweging, maar dat zou ruimschoots moeten opwegen tegen de winst in luchtweerstand.

K-drives zijn niet in de handel. Miles Kingsbury, de Engelse ontwerper van de razendsnelle Beano en vierwielige velomobiel Quattro, heeft meerdere K-drives ontwikkeld. Miles heeft geen mogelijkheid deze K-drives commercieel te maken en te verkopen.
Voor de Velox2 zijn nu 10 K-drives gemaakt voor de Raptobike trainingsfietsen en de Velox2. Ook deze ontwikkeling is commercieel onhaalbaar. Deze K-drives kosten per stuk iets minder dan de helft van een Quest.

Dat verandert nu. Alligt, producent van de Alleweder, Sunrider en vele andere producten voor velomobielen en ligfietsen, heeft het plan om K-drives te gaan ontwikkelen en produceren. Dit wordt een universeel systeem dat op allerlei formaten tandwielen toepasbaar is. De eerste prototypes zullen al tijdens het International Velomobile Seminar in Dronten op 6-7-8 september worden getoond.
Ook de prijzen, heel wat lager dan bovengenoemd, zullen dan bekend worden.
Een heel goed initiatief van Leo Visscher van Alligt, bij uitstek de vakman die dit tot een succes kan maken.

9 opmerkingen:

Gerrit zei

Ziet er mooi uit Wim en weer een mooie primeur voor je blog.
Al plannen om dealer ervan te worden ?
Heb vorige week vrijdag even gepast in een Questxs maar het stoeltje stond wat te hoog en was inderdaad erg krap, beetje benauwd gevoel.
Met het herfsttreffen maar eens passen in de XS van Jos H.

Wim Schermer zei

Dag Gerrit,
Inderdaad een mooie ontwikkeling. Of ik er dealer van ga worden is nog niet zover.

Ik heb met mijn 1.83 meter ook in de Quest XS gezeten. Erin ging wel, eruit lukte me onmogelijk. Ymte en Allert hebben me er letterlijk, ieder aan één kant, uit moeten hijsen. Ditzelfde ook met de Evo-K, daar kon ik ook niet uitkomen.
Groeten,
Wim

Cor zei

Dag Wim,

Buiten het voordeel van de lagere weerstand, is dat wat je ziet vlak voor je VM ook mooi meegenomen als je van die bolle 'motorkap'af bent.

Overigens zag ik op www dat dit principe al in 1890 werd beschreven. Doen we 'r eigenlijk nog best lang over om er de vruchten van te plukken. Gr Cor

Wim Schermer zei

Hi Cor,
Persoonlijk vind ik het niet zo erg dat je pas een meter of 6 voor je de weg ziet. Maar het is zeker wel prettig om de weg vlak voor je te zien.

Het is inderdaad opvallend dat de vorm van onze velomobielen al zo lang hetzelfde is. Maar we moeten wel eerst maar eens aantonen dat dat echt beter kan.
Dat gaat nu gebeuren.
Groeten,
Wim

Arnold zei

Ha Wim,

Denk dat Cor doelde op de leeftijd van de Kdrive:
http://velomobileseminar2012.blogspot.nl/2011/11/k-drive-uit-1890-van-wilhelm-wolf.html

Groet,
Arnold

Wim Schermer zei

Arnold,
Inderdaad is de K-drive al sinds 1890 bekend. Als je er constructief, zoals t.b.v. een lagere stroomlijn, geen gebruik van maakt, is de K-drive geen zinnige toepassing. Theo van Andel van Velomobiel.nl heeft er mee in een Quest geëxperimenteerd. Het leverde geen voordeel, eerder nadeel op.
Groeten,
Wim

Jonathan zei

hey Wim,

En de gewone Milan dan? die is ook een, groot, stukje sneller als de Q. De SL is denk ik voor jou geen optie door het niet bestaan van achtervering(op de custom vering van Lee na)

mvg
Jonathan

Jonathan zei

hey Wim,

En de gewone Milan dan? die is ook een, groot, stukje sneller als de Q. De SL is denk ik voor jou geen optie door het niet bestaan van achtervering(op de custom vering van Lee na)

mvg
Jonathan

Jan van Steeg zei

K-drive heeft veel verlies. Zelf niet mee getest, maar ik heb getallen van 5-12% gehoord van de mensen die er serieus mee getest hebben. Tot nu toe is iedereen er op terug gekomen en overgestapt op kortere cranks. Veel minder complex, geen mechanische verliezen en een veel lagere Q factor. Leuk dat het nu weer opnieuw geprobeerd wordt ism een laminaire stroomlijn, wat in het verleden ook al vaker geprobeerd is. Zo blijft de geschiedenis zich herhalen. Hopelijk bieden resultaten uit het verleden nu even geen garantie voor de toekomst, tot nu toe helaas nog wel.