Speed up to human Power (Engineer)
•
0 likes•236 views
Het Human Power Team Delft & Amsterdam vertelt het succesverhaal van de VeloX Human Powered Vehicle, oftewel, VeloX de mens aangedreven fiets. Presentatie Enginia Event 2015 stream Engineer door Stijn Hofstee, Human Power Team
Recommended
More Related Content
Viewers also liked
Viewers also liked (8)
More from Enginia
More from Enginia (14)
Speed up to human Power (Engineer)
- 1. Human Power Team Delft & Amsterdam Oktober 2015 Speed Up to Human Power
- 2. PagePage 1 Programma • Team • Competitie • Design • Resultaat
- 4. Page Battle Mountain • World Human Powered Speed Challenge • SR 305 Battle Mountain Page 3
- 6. Page UCI vs. IHPVA: Promote Cycling vs. Promote Speed in Cycling Page 5
- 7. Page XUCI Verboden XUCI Verboden Page 6 Innovatie wordt niet altijd gewaardeerd
- 9. Page Het onmogelijke: Cycle at 133.78 km/h Page 8
- 11. PagePage 10 • Aerodynamics • Structures • Driveline • Control & Stability • Interface Design
- 12. PagePage 11 Aerodynamica • Meer onderzoek naar ‘details’ • Luchtinlaat kleiner • Splitlijn naar achter • Luchtweerstand 10% lager
- 14. PagePage 13 Structures • Body on frame • Veiligheid en stijfheid • Vacuum infusie • Dyneema
- 15. PagePage 14 Structures • Voorvork • Fem Anaylse – FEMAP
- 16. PagePage 15 Structures • Crash bestendig
- 17. PagePage 16 Structures • Crash bestendig
- 18. PagePage 17 Driveline • Custom trappers • Tweetraps overbrenging • Planetaire versneller
- 19. PagePage 18 Control and Stability • 20” • Aerospaken • Wielkappen
- 20. PagePage 19 Interface • Variabel raceprotocol • Live downlink
- 21. PagePage 20 • Actief protocol • Smallere neus • Body on frame • Meer aandacht voor details in aerodynamica • 28 kg Waarom wij harder gaan
- 23. PagePage 22 • Samenvatting Amerika • Hoe Verder? Resultaat
- 24. PagePage 23 • Fiets voorbereiden • ‘s Avonds testrit • Succesvolle testrit voor beide renners • Val op snelheid van Robbert bij catch Samenvatting Amerika - Zondag
- 25. PagePage 24 • Kwalificatie ritten 2,5 mijl • Crash Robbert door windvlaag • Crash Lieske 80 km/h Samenvatting Amerika - Maandag
- 26. PagePage 25 • Race afgelast vanwege weer • No-go vanwege electronika • Fiets voorbereiden op kwalificatie woensdag • Reparatie race-kap • Test-kap ‘sneller maken’ • Software problemen opgelost Samenvatting Amerika - Dinsdag
- 27. PagePage 26 • ‘s Ochtends Succesvolle kwalificatie voor beide renners! • Robbert - 90.1 km/h • Lieske – 80.8 km/h • ‘s Avonds een 5 mijl run voor Lieske – 86.74 km/h Samenvatting Amerika - Woensdag
- 28. PagePage 27 • Oefenen op 2,5 mijl traject voor beide renners • Rust voor technisch team • Voorbereidingen voor vrijdag Samenvatting Amerika - Donderdag
- 29. PagePage 28 • Crash Robbert – 96 km/h Samenvatting Amerika - Vrijdag
- 30. PagePage 29 • Verbeterde informatie overdracht • De VeloxV verbeteren of van scratch? • Nauwere samenwerking met sponsoren • Meer aandacht voor detail – verder aanscherpen techniek • Verbeterde productie technieken • Wereldrecord terug veroveren! Hoe Verder?
Editor's Notes
- Dankjewel, goedemiddag iedereen, ik ben Stijn Hofstee hier namens het Human Power Team Delft & Amsterdam en in het komende kwartier wil ik u graag wat vertellen over het succesverhaal van de VeloX Human Powered Vehicle, oftewel, de VeloX mensaangedreven voertuig.
- Met name zal ik in deze presentaie ingaan op de technische aspekten van de nieuwste velox, de VeloxV. Maar eerst zal ik het verhaal achter het team kort schetsen en de competitie waar wij elk jaar naar toe streven
- Het Human Power Team Delft & Amsterdam is in 2010 opgericht met als doel het verbreken van het wereldsnelheidsrecord voor mensaangedreven voertuigen. Hiertoe ontwikkelen en racen studenten van de Technische Universiteit Delft en de Vrije Universiteit Amsterdam bijzonder aerodynamische ligfietsen. In september 2013 werd ambitie realiteit, toen Sebastiaan Bowier een topsnelheid van 133,78 km/u bereikte in de VeloX 3, tijdens de World Human Powered Speed Challenge in Battle Mountain (Nevada, V.S.). Tot september dit jaar was Sebastiaan Bowier de snelste door eigen kracht aangedreven mens.
- Om zo snel te fietsen heb je om te beginnen een hele lange, rechte en vlakke weg nodig. Daarvoor neem ik jullie even mee naar Battle Mountain, midden in de woestijn van Nevada. Volgens de lokale folklore stamt de naam ‘Battle Mountain’ van confrontaties tussen de cowboys en de indianen in de jaren 1850 en 1860, maar in de 21ste eeuw worden er hier een heel anders soort confrontaties georganiseerd. In september ieder jaar komen hier fietsers van over de hele wereld samen op State Route 305 voor de World Human Powered Speed Challenge. Dit is misschien wel de rechtste, vlakste en gladste stuk (smoothest) weg ter wereld voor mensaangedreven recordpogingen. Op een hoogte van 1400 meter boven zeeniveau, waar de lucht vrij dun is, kunnen mens en machine acht kilometer lang snelheid opbouwen, voor ze hun maximum snelheid bereiken en een soort van 200 meter lange trajectcontrole inrijden. Officieel doen hier dus mee aan het nummer “200 meter sprint, vliegende start”. Uniek in de wereld!
- Daar komen we uit tegenover deze mensen en hun fietsen. De competitie komt van over de hele wereld en is erg gevarieerd, van mensen die een fiets bouwen in hun schuur tot de bijna professionele studententeams zoals wijzelf. Onze grootste competitie op dit moment is het AeroVelo team van de universiteit van Toronto, die je misschien kent van de grote mensaangedreven helicopter die ze even terug hebben gebouwd.
- Nu, als je (heel) goed kijkt kun tussen de fietsen die je in de Tour de France ziet rondrijden en de onze een paar verschillen spotten. Dat komt omdat ze onderhevig zijn aan een ander stel regels. De UCI, de Union Cycliste International of de Internationale Wielerunie, is de overkoepelende organisatie voor de wielersport en overziet alle competitieve wielerevenementen in binnen- en buitenland. Dat betekent dat wanneer jij gelijk welke fiets op tv voorbij ziet komen, of het nu wegwielrennen, baanwielrennen of mountainbiken is, op professioneel of amateur niveau, de fietsen onderhevig zijn aan de UCI’s erg stricte en limiterende technische reglementen. Dat zie je terug in het feit dat alle Tour de France fietsen er bijna hetzelfde uitzien. De IHPVA daarentegen staat voor International Human Powered Vehicle Association en onderhoudt snelheid- en afstandsrecords voor zogenoemde human powered vehicles, mensaangedreven voertuigen. In die reglementen staat letterlijk (2.0 General): “the spirit of these rules is to promote design innovation by establishing only the minimum necessary regulations”. Een minimum aan regels en veel meer designvrijheid dus. Als je machine/fiets mensaangedreven is en relatief veilig, dan kan je meedoen. (Een UCI fiets is dus IHPVA legal, maar niet andersom.) Dat gaat zover dat je de UCI en de IHPVA bijna als tegengestelden kan zien: restrictie versus innovatie, 52 km uurrecord versus 92 km uurrecord. (Broertjes Bos)
- Ter illustratie, zijn er hier mensen in het publiek die de Schotse wielrenner Obree kennen? Vast wel, beter bekend als the Flying Scotsman nam deze amateurrenner een revolutionaire bidsprinkhaan houding aan op zijn fiets old faithful. Deze houding bleek aerodynamisch erg voordelig want in ‘93 brak hij hiermee het UCI uurrecord (51.151 km), en opnieuw in ‘94 (52.713 km)! Maar jammer genoeg was de UCI niet onder de indruk, deze verbood de rijhouding. Teleurgesteld maar niet verslagen vond hij wat later dan deze Superman positie uit, maar die werd ook al snel verboden. De technische voortgang wordt hier dus duidelijk de kop ingedrukt.
- Natuurlijk werd Obree dit gezeur ook zat, dus in 2013 kwam hij naar Battle Mountain om het wereldsnelheidsrecord aan te vallen, dit maal onder de vergevingsgezinde IHPVA reglementen. Daarvoor bouwde hij in zijn keuken deze fiets, onder andere met stukken pannen en potten. De gestroomlijnde kappen zijn op deze foto weggelaten. Duidelijk UCI illegal, maar human powered and relatively safe: IHPVA approved. Uiteindelijk haalde hij in deze vooroverliggende houding ‘maar’ 91.1 km/h. Gerucht gaat dat Obree nu een gelijkaardige fiets aan het bouwen is voor zijn zoon.
- Dus, onze uitdaging: 133.78 km/h fietsen op pure spierkracht om daarmee de snelste zelf aangedreven mens op aarde ooit te worden. Dat wil zeggen, niet bergaf en zonder gangmaker. Echt zelf 133.78 km/h fietsen. Hoe snel kunnen jij en ik fietsen? 45 km/h? Nu hebben we hier wel een redelijk sportief publiek, misschien 50? De Niki Terpstra’s en Tom Boonen’s onder ons komen in de sprint wel eens boven de 60. Aan deze snelheden is de weerstand waartegen je vecht voornamelijk aerodynamisch van aard. Dat wil zeggen dat als je twee keer zo snel wil fietsen je maar liefst het kwadraat van de vermogen moet leveren, en dan nog kom je niet aan die 133.78 km/h. Een auto bijvoorbeeld gebruikt zo’n 60 paardenkracht bij 130 km/h, maar onze renner kan ongeveer 1 pk leveren. Dus… hier komt dus de techniek om de hoek kijken!
- Ons project loopt al een tijdje, wat betekent dat we de kans hebben gehad om een aantal verschillende fietsen te bouwen. Ieder academisch jaar gaat een nieuw team van studenten de uitdaging aan om een fiets en een renner te ontwikkelen. Ikzelf ben onderdeel van het vijfde team. Voor ons studenten is het natuurlijk een waanzinnige leerervaring om dat hele proces van ontwerp tot race mee te kunnen maken, daar worden we stuk voor stuk betere ingenieurs en bewegingswetenschappers van. Bovendien draait het project als een onafhankelijk bedrijfje, waardoor we ook leren omgaan met het managen daarvan. Een hele uitdaging op zich.
- Tot deze factoren behoren onder andere de aerodynamica, de efficiëntie van de aandrijving, het minimaliseren van de rolweerstand, controle en stabiliteit, een onderbouwd raceprotocol en vooral teamwork.
- Vorm gebaseerd op Velox 4 Onderzoek details: Vorm: 63% Wielen: 12% Luchttoevoer: 5% Split lijn: 4% Smallere, kortere neus Langere staart Aerospaken Interne aero kleiner Split lijn naar achter Luchtweerstand 10% lager 140 km/h
- Body on frame Frame draagt krachten Vorm is aero Voordelen Onderhoud/productie Fietsen zonder kap Verwisselbare kap Voorkant van de fiets vrij van verstoring Veiligheid 2 rollbars Schouderbalken Dyneema/Aramide tegen versplintering Stijfheid Zoveel mogelijk gesloten profielen Computersimulaties Carbon Vacuüminfusie Hars beter verdeeld: Lichter Beter
- Met name de stijfheid is van belang. Zo stelt de afdeling fiets dynamica strenge eisen aan de maximale deflectie, omdat ook het aangedreven wiel hier in opghangen zit, niet zoals bij een conventionele fiets, wordt het lastig aan deze eisen te voldoen. Ook bestaat er kans op scheurvorming of breuk op bepaalde kritische plekken, bijvoorbeeld bij de aansluiting met het balhoofd
- Custom cranks: extra smal Breedte omlaag minder weerstand Efficiëntie Tweetraps: planetaire versneller Kettinghoeken verminderen Standaard cassette en derailleur – Speciaal geselecteerd voor het renner protocol Schijfremmen
- Shelle ecomarathon banden (ecorunner): lage rolweerstand Bijpassende, lichte velgen Wielen: 12% van luchtweerstand Spaken in vorm van vleugels Wielkappen kunnen weerstand met ~ 10-15% verminderen
- Stoeltje Stuurtje Remmen Schakelen Elektronisch systeem Actief raceprotocol Live communicatie met volgwagen Spraak Vermogen Weerstand Dubbel camerasysteem: onderzoek beeldhoek
- Helaas niet wat wij verwacht hadden en zeker niet wat wij gehoopt hadden