החיסכון באוויר

אם בעבר הלא רחוק מדי, משאית תוכננה ונבנתה במסגרת מגבלות נוקשות, הנובעות מהגודל, המבנה והיעוד, מבלי להתייחס יתר על המידה לעיצוב או ליכולת פילוח האוויר, הרי שהזמנים משתנים במהירות. לצד לא מעט קונספטים עתידניים – לעיתים דמיוניים ורדיקאליים, סביב הנושא "כיצד תיראה משאית המחר", הגיעו יצרניות המשאיות זה מכבר להבנה גורפת ומשותפת שהאווירודינאמיות היא המפתח הזמין והמהיר ביותר לחיסכון בדלק. הייתרון הגדול בהשקעה בתכנון אווירודינאמי יעיל, וזה בעניין הזמינות שהוזכרה, הוא בכך שאין צורך להמציא את הגלגל, המנוע או המשאית כולה מן ההתחלה; נדרש "רק" טיפול במצב הקיים, קרי – שיפור הדגמים המוכרים והתייחסות שונה לנושא האווירודינאמי עת באים לתכנן משאית חדשה. "קוסמטיקה" אם תרצו.
היצרניות מבינות כיום – ואינספור ניסויים מחזקים עובדה זו – שדי לטפל בקיים, קצת ללטש, פה לעדן ושם ליישר על מנת לקבל שיפור דרמטי בצריכת הדלק. מן הסתם לא מדובר בכמה משיכות מכחול סתמיות, אלא בלא מעט ניסויים, בניית דגמים, תוספות וחוזר חלילה עד לקבלת אותו ה"ליטוש" המתבקש. מה שיכול לקחת למהנדסי ומתכנני מנועים שנות עבודה והון עתק בניסיון לתכנן מנוע חדש, חזק ויעיל מקודמו אך יחד עם זאת חסכוני יותר, ניתן להשיג – והרבה יותר מהר וביתר קלות – בטיפול באווירודינאמיות. ואם על הדרך גם יתקבל עיצוב עתידני ומודרני יותר של הסוס והנגרר? מה טוב… כמובן שאין בכך להקל ראש בשאר הטכנולוגיות עליהן עובדות היצרניות, בראשן פיתוח יחידות כוח חסכוניות יותר ויותר, אך העיצוב האווירודינאמי מהווה חלק אינטגראלי וחשוב מאי פעם במטרה העיקרית כיום, והיא: לאפשר תובלה יבשתית יעילה ככל הניתן, במינימום הוצאות. בימינו "הוצאות" הם בעיקר דלק.
סרקנו בפניכם את המילה האחרונה כיום אצל יצרניות המשאיות בכל הקשור לשיפור אווירודינאמי או טיפול באווירודינאמיות לטובת החיסכון בדלק. חלק כבר מוצע ללקוחות וחלק נמצא עדיין ברמת הרעיון, כקונספט עתידני.

מ.א.ן קונספט S

מ.א.ן השיקה כבר ב-2010 את הקונספט S – משאית עתידנית אווירודינאמית חסכונית בדלק. השנה הוצגה ואריאציה מתקדמת שלה, הפעם בליווי נגרר מתקדם שפותח בשיתוף יצרנית הנגררים הגרמנייה Krone המתיימרים יחד להציע כיוון עיצוב עתידי למשאיות גדולות. מה שמוכר וידוע מזה עידנים בסגמנט המכוניות הפרטיות, מחלחל יותר ויותר גם לתודעת יצרניות הרכב הכבד המבינות את חשיבות העיצוב האווירודינאמי לטובת המלחמה בצריכת הדלק. הקונספט S מתהדר בהתנגדות רוח של 0.3cW – מספר המאפיין מכוניות פרטיות אווירודינאמיות. במ.א.ן טוענים שמשאית כמו הקונספט S תחסוך כ-40% מצריכת הדלק (!) ומספר דומה בפליטת המזהמים בהשוואה למשאית 40 טון בת ימינו. מעבר לקווים הזורמים, המעוגלים ולשפע החיפויים המאפיינים את הקונספט בולט ה'סוס' הצר יחסית בחזיתו – תצורה שאינה מקובלת בעיצוב משאיות כיום, ושאולי מצביעה ברמז עבה כיצד תיראנה משאיות העתיד.

דאף LF 45 Aero-Body

דאף ההולנדית, בבעלות קונצרן PACCAR האמריקאי מתחיל לשווק דגמי LF (7.5-12 טון) עם "חבילה אווירודינאמית" המכונה Aero body. מדובר בשלב ראשון בדגמים המיוצרים באנגליה, עבור השוק המקומי, ולטענת דאף ייהנו רוכשי דגמים אלו מחיסכון ממוצע של 8% בצריכת הדלק. החבילה היא מתוצרת דאף, ומגיעה עם המשאית "מהמפעל", למזמינים אותה. דאף השיקה זה מכבר תוכנית אותה הוא מכנה Advanced Transport Efficiency (Ate) שעיקרה אופטימיזציה של כל המכלולים והמפרט לטובת חיסכון בדלק, מבלי "להמציא את הגלגל מחדש". ה-Aero Body משתלב היטב בפילוסופיה ארגונית זו. למעשה כולל קיט ה- Aero bodyתוספות חיפוי חיצוני מעל לתא המפעיל, בפינות החיצוניות, בחזית (פגושים, כונסי אוויר) ובארגז מאחור שצורתו הפכה קמורה קלות. הנגיעות קלות ובמבט ראשון ניתן כמעט לפספס את השינויים והתוספות אבל בחשבון הדלק מדובר כאמור בחיסכון משמעותי ביחס למשאית דומה בתנאים זהים כאשר ההבדל המעשי היחיד הוא בהקטנת נפח האחסון בכ-2%, בשל השינויים הקלים במבנה הארגז. בדאף מציעים את ה- Aero body קיט לכל דגמי ה-LF החדשים בטווחי האורך של 515-681 ס"מ והרוחב של 235-248 ס"מ. בכוונת דאף להרחיב את ייצור חבילות ה- Aero bodyולהציען במדינות נוספות באירופה החל מהשנה הבאה.

מרצדס Aerodynamics truck and trailer

מרצדס מראה באמצעות צמד הקונספטים Aerodynamics truck and trailer את הפוטנציאל הרב החבוי עדיין בתכנון אווירודינאמי יעיל של כל מה שנמצא מאחורי תא המפעיל במשאית; הקונספטים מציגים סמיטריילר הגורר נגרר אווירודינאמי ומשאית קונבנציונאלית בה עוצב הארגז מחדש לטובת מינימום התנגדות לרוח. שני הקונספטים תוכננו על ידי מחלקת הפיתוח של מרצדס ויוצרו בשיתוף יצרנית הנגררים והארגזים הנודע Schmitz. במרצדס טוענים שהעיצוב האווירודינאמי מוריד כ-18% מההתנגדות לרוח שבמספרים מדובר בירידה של כ-4.5% בצריכת הדלק, כאשר מדובר בסמיטריילר במשקל כולל של 40 טון. במשאית הצולחת 150,000 ק"מ בשנה על אוטוסטראדות אירופה מדובר בחיסכון של כ-2,000 ליטר סולר ובלמעלה מחמש טון פחות CO2 הנפלטים אל האוויר. במרצדס פרסמו כי ימשיכו בפיתוח שתי האלטרנטיבות האווירודינאמיות שהוצגו וכי נשקל בחיוב ייצור סדרתי בעתיד הלא רחוק מדי.

פרייטליינר קסקדיה אוולושן 2014

פרייטליינר מציעה זה מכבר את סדרת הקסקדיה כאחת המשאיות הכבדות בהיצע שלה. בתחילת 2012 הוחל בניסוי עם גרסה חסכונית במיוחד של הקסקדיה (Cascadia), המכונה 'אוולושן', מתוך כוונה להציע משאית חסכונית באופן משמעותי ביחס להיצע הקיים, ללא הצורך להמציא משהו חדש מן היסוד. הרעיון הנו שיפור הקיים, בעיקר חיצונית לטובת יכולת צליחת אוויר משופרת, ומסתבר שליטושים קלים יחסית יכולים להביא לחיסכון גדול – 7% בצריכת הדלק, במקרה. אמנם הליטושים ושינויי העיצוב החיצוניים כמעט ואינם נראים, אבל מאחורי כל נגיעה במעטפת עומדות אינספור שעות ניסוי במנהרת רוח, עבודת מחשב, בניית מודלים ועוד. התכנון המקורי היה להתחיל לשווק גרסה זו של הקסקדיה החל מסוף שנה זו, אך ההצלחה עד כה והפוטנציאל הנוסף שקיים לשיפור משמעותי עוד יותר הוביל את פרייטליינר להמשיך בניסויים ובתכנון ולהציע את הקסקדיה 'אוולושן' בגרסה סדרתית רק החל מאמצע 2013. ההערכות מדברות בשלב זה על תוספת של כ-6,000$ למחיר גרסת האוולושן ביחס לקסקדיה הסטנדרטית, סכום שללא ספק יחזיר עצמו בקלות בסעיף צריכת הדלק.

פרייטליינר Revolution Innovation Truck

פרייטליינר האמריקאית עורכת מזה למעלה משנה ניסויים עם משאית קונספט בשם Revolution Innovation Truck, באמצעותה היא בוחנת עיצוב חדש למשאיות כבדות (Class 8 בארה"ב). חלק אחד של ה"טיפול" כולל דיאטה חריפה, ובכלל זה החלפת חלקי פלדה באלומיניום, שימוש בפלסטיק במקום בפח בחלקים מסוימים, מערכת צינון מוגדלת לטובת ניצולת יעילה יותר של המנוע ועוד. אבל, מה שבולט יותר בקונספט הוא הקנקן עצמו; הממדים דומים למוכר בקטגוריה, הן בגובה, הן ברוחב והן באורך ה"סוס". למרות זאת, עבודה על כל ס"מ בחיפוי הקבינה מאפשרת שיפור דרמטי באווירודינמיות של המשאית, שיפור המתורגם מיד לחיסכון בדלק. פחות הכוח הנדרש להזיז משאית אווירודינאמית יותר מאפשר לבחון התקנת מנועים קטנים וחסכוניים יותר, שיספיקו לאותה עבודה וביצועים כמו המנועים הגדולים המניעים משאיות אלה כיום. הגג המוגבה הוא צורך בשל הרצון להסית את הרוח גם מעל לנגרר, ובפרייטליינר מנצלים זאת לתכנון מחדש של פנים תא המפעיל, עם תוספת הגובה שתנוצל לטובת תא שינה. המראות הקונבנציונאליות, המהוות גורם מהותי בהפרעה לצליחת רוח יעילה, מוחלפות כאן באלמנטים זעירים ודקיקים המכילים מצלמות המשדרות את הנעשה מאחור אל מסך מול פני הנהג. כל ה"פלסטיקה" החיצונית לוטשה ו"הוחלקה" עד למינימום בליטות וקימורים שיכולים להפריע לזרימה החופשית של האוויר. הפרייטליינר Revolution Innovation Truck הוא דגם נוסע ופועל ונמצא עדיין בניסויים אינטנסיביים. לא בטוח שהקונספט יבשיל לכדי הדור הבא של המשאיות הכבדות בפרייטליינר, אך תוצאות הבדיקות והניסויים לבטח ישמשו את היצרנית בתכנון הדורות הבאים של מגוון משאיותיה.

קנוורת' T680/פטרבילט 579

קנוורת' ופטרבילט – יצרניות-אחיות בקונצרן פאקאר – השיקו השנה במקביל שתי משאיות כבדות (Class 8) זהות מתחת לפח, כאשר רק סממני עיצוב מבדילים ביניהן. קנוורת' השיקה את ה-T680 ופטרבילט את ה-579 ואצל שני היצרניות אמרה הכותרת "אווירודינאמיות". מה שנראה כעוד ליטוש ומתיחת פנים המאפיינת שנת דגם חדשה הוא למעשה עיצוב אווירודינאמי חדש בו הושקעו לא מעט שעות ניסוי ובדיקה במנהרת הרוח, כאשר בסופו של דבר מצהירות היצרניות על התנגדות קטנה יותר לרוח בשיעור של 10%. בקנוורת' מדווחים על תוצאות ניסוי שנערך לאחת ממשאיות ה-T680 של אחד מלקוחות החברה, שבסופם של למעלה מ-35,000 מייל הצטבר נתון צריכת דלק לחיסכון ממוצע של למעלה משלושה ק"מ לליטר. המשאית שאיתה בוצע הניסוי צוידה במנוע PACCAR MX עם 455 כ"ס.

רנו CX/03 קונספט

גם הקונספט CX/03 של רנו עומד כולו בסימן אווירודינמיות וחיסכון בדלק. ה- CX/03הוא דוגמא לאן ניתן לקחת את עיצוב משאית המחר לטובת החיסכון והיעילות – ללא קשר ליחידת הכוח המניעה אותה. בחזית מותקן לוח מאלומיניום וסיבי פחמן היורד מטה, מכסה את פתח המצנן כאשר המהירות עולה. גם חלקו התחתון של הספויילר הקדמי יורד מטה באופן אוטומטי בהתאם למהירות הנסיעה, על מנת להסית את הרוח באופן האופטימאלי מהחזית אל מתחת או צידי המשאית. בצדדים מדובר בעיקרון דומה עם מסיתי רוח קטנים יותר הנעים ממקומם בהתאם לצורך. גם "מראות הצד", שהן למעשה מצלמות, עוצבו כך שיושפעו באופן מינימאלי מהאוויר הזורם סביבן בעת הנסיעה. השמשה הקדמית הקמורה מוטית לאחור בזוית 12 מעלות, שאמורה להיות האופטימאלית בתצורה זו. חישוקי הגלגלים ב'סוס' הגורר מכוסים במעין דיסק עגול הבולט מעבר לקו הגלגל שתוכנן להמעיט עד כמה שניתן את מערבולות האוויר הנוצרות בדרך כלל בסביבת הגלגלים. הגלגלים בנגרר מחופים לגמרי מאותה הסיבה. הנגרר עצמו משלים יחד עם ה'סוס' צורה ההולכת ומונמכת כלפי אחור, בהשראת צורת טיפת גשם שהיא הצורה האווירודינאמית האופטימאלית. החלק האחורי כולל מעין שרוול בולט, התורם לצמצום תופעת מערבולות הרוח המאפיינת אחורי משאיות ארוכות. בנסיעה מהירה, שמן הסתם אינה מתאפיינת בפניות חדות, נעים חיפויים הממוקמים בין ה'סוס' לנגרר לאחור, לסגירה מיטבית של הרווח שבין ה'סוס' לנגרר – נקודת תורפה ב'סמיטריילרים' המהווה מקור להרבה מערבולות רוח.

AirFlow טראק קונספט

את ההישג הגדול ביותר עד כה בתחום הפיתוח האווירודינאמי במשאית נוסעת השיגה חברה קטנה מארה"ב; חלומו של בעליה דחף אותה יחד עם קבוצת סטודנטים להציג את מה שמסתמן כיום להישג הגדול ביותר בתחום החיסכון בדלק אצל משאיות, באמצעות "טיפול" אווירודינאמי בלבד. בוב סילווה הוא נשיא חברת משאיות גדולה בארה"ב, שמגיל צעיר מאוד הביע עניין רב במכאניקה ופיסיקה. כאשר רכש את משאיתו הראשונה, בסוף שנות ה-60' והפך לעצמאי הוא חש מיד על בשרו את כובד משקל עלויות הדלק ומצא שמשאית היא מכונה שזוללת ממש הרבה מהנוזל היקר; עם ממוצע של פחות מ-1.6 ק"מ לליטר במשאית בה נהג הוא לקח על עצמו כאתגר לנסות ולצמצם נתון זה מבלי להיכנס לעלויות גבוהות מדי. מהר מאוד הבין סילווה שלנושא העיצוב האווירודינאמי השפעה מכרעת על צריכת הדלק. מיותר לציין שבאותם הימים אווירודינאמיות של משאיות היה נושא שכלל לא דובר בו והיצרניות אף לא ניסו להשקיע במחקרים ופיתוח, מאחר ומבנה המשאיות מעצם היותן משאיות נחשב כמוגבל בבסיסו וכי "הרבה אין מה לעשות" בעניין זה. במשך השנים ערך סילווה אינספור ניסויים ובדיקות, באמצעות צי המשאיות שלו, כאשר בכל פעם שינה או טיפל במשהו, רשם ותיעד את התוצאות ועבר לבדיקה הבאה. הניסויים כללו סוגי חיפוי שונים, מיגוני גחון, עיצוב הפגוש, מסית הרוח בגג וכיו"ב. בסופו של דבר החליט לפתח את המשאית החסכונית בעולם – שתתבסס על משאית מן המניין, סדרתית ורגילה, ובמקרה דנן – אף לא חדשה. יחד עם סטודנטים ממכללה טכנולוגית באוהאיו החל לפתח, לתכנן ולבנות משאית אווירודינאמית על בסיס קנוורת' T2000 ממודל 2003 שהשתייכה לצי החברה שלו. המנוע הוא מתוצרת קאמינס בנפח 15 ליטר עם 450 כ"ס ולפני כמה חודשים ביצע נסיעה מחוף לחוף עם המשאית, מדמה נסיעה רגילה מבחינת התנאים ועם מטען במשקל כולל של כ-30 טון. בסופו של ניסוי נותרו סילווה וצוותו המומים, עם נתון ממוצע של 5.65 ק"מ לליטר שהם כ-50% פחות דלק ממשאית דומה ללא הטיפול האווירודינאמי. מדובר, להזכירכם, במשאית מן המניין, אפילו לא חדשה, שבעצם כל הטיפול והשינויים שנעשו בה הנם קוסמטיים לטובת שיפור האווירודינאמיות. תוצאות הנסיעה של משאית AirFlow הכו גלים בתחום הרכב הכבד בארה"ב וסילווה הודיע כי החל לחפש משקיעים לחברה שלו, על מנת להתחיל ולפתח ערכות אווירודינאמיות למגוון דגמי משאיות סדרתיות. מטרתו של סילווה היא לפתח קיטים דומים לסוגי משאיות סדרתיות פופולאריות – גם וותיקות יותר – ולהציען לחברות להתקנה עצמים או באמצעות החברה שלו. בשלב זה לא פורסמו מחירים צפויים, לוחות זמנים או סוגי המשאיות עבורן תפתח החברה את הערכות. אבל, צריך יותר מכך על מנת להבין את הפוטנציאל שבליטוש האווירודינאמי?…