Projekt AEROFLEX

Projekt AEROFLEX koncentrował się na drogowym transporcie towarowym i innowacjach pozwalających w efekcie na zaproponowanie inteligentnych rozwiązań w zakresie mobilności (fot. AEROFLEX consortium)

AEROFLEX – Aerodynamiczne i elastyczne ciężarówki dla nowej generacji dalekobieżnego transportu drogowego. Pod taką nazwą przez 48 miesięcy, począwszy od października 2017 r., realizowano ogólnoeuropejski projekt badawczy, który zakończono we wrześniu br.

Projekt AEROFLEX koncentrował się na drogowym transporcie towarowym o dużej pojemności, skupiając się na innowacjach pozwalających w efekcie na zaproponowanie inteligentnych rozwiązań w zakresie mobilności. Było to ważne wydarzenie dla europejskiego transportu, wzięło w nim udział wielu partnerów, całkowity budżet wyniósł 11,8 mln euro. Projekt AEROFLEX otrzymał dofinansowanie w wysokości 9,5 mln euro z unijnego programu badań i innowacji Horyzont 2020.

W projekcie uczestniczyło szerokie konsorcjum partnerów, reprezentujące interesariuszy z przemysłu, badań, środowisk akademickich, inżynierii, logistyki, władz, dostawców i społeczeństwa. Wśród reprezentantów przemysłu pojazdów użytkowych można wymienić np. firmy MAN Truck & Bus, DAF Trucks, Scania, Iveco, Volvo Trucks, FCA, Schmitz Cargobull, Van Eck, Tirsan Solutions, Michelin, WABCO, ZF.

Główne cele
Projekt AEROFLEX miał na celu opracowanie i zademonstrowanie nowych technologii, koncepcji i architektur dla kompletnych pojazdów, które są energooszczędne, bezpieczne, wygodne, konfigurowalne i opłacalne, przy jednoczesnym zapewnieniu, że zróżnicowane potrzeby klientów są zaspokajane poprzez elastyczność i możliwość dostosowania do zmieniających się warunków pracy.

Najważniejszym założeniem, jakie uczyniono, rozpoczynając realizację projektu AEROFLEX, była średnia poprawa wydajności o 33% dla długodystansowego drogowego transportu towarowego.

W początkowej fazie przeprowadzono zakrojone na szeroką skalę badania, których celem było zidentyfikowanie i zdefiniowanie innowacji, które mają zostać opracowane. Od początku było jasne, że konieczne będą również  zmiany w obecnych dyrektywach europejskich i ustawodawstwach krajowych. Aby sprostać założonym celom i wyzwaniom, projekt skupił się na układzie napędowym, aerodynamice, jednostkach ładunkowych i przedniej części całego pojazdu.

Smart Power Dolly, czyli zdalnie sterowany wózek dolly z napędem elektrycznym – połączona z nim naczepa może manewrować autonomicznie bez udziału ciągnika siodłowego (fot. AEROFLEX consortium)

Rozproszony układ napędowy
Innowacyjne podejście do układu napędowego zostało wprowadzone w postaci tzw. rozproszonego układu napędowego. Celem było zmniejszenie zużycia energii i optymalizacja właściwości jezdnych pojazdu. Istota rozwiązania polegała na zaprojektowaniu i zastosowaniu w praktyce w pełni elektrycznego układu napędowego zamontowanego w wózku dolly, który po połączeniu z naczepą umożliwiał jej przemieszczanie bez udziału ciągnika siodłowego. Dzięki temu naczepa wraz z wózkiem dolly mogła być w pełni zintegrowana z układem napędowym ciężarówki – ciągnika.

Wózek dolly z napędem elektrycznym został stworzony od podstaw przez zespół fachowców z Fraunhofer IVI (Fraunhofer Institute for Transportation and Infrastructure Systems) i firmy Van Eck. Ta innowacja nie tylko wspiera możliwości całego zestawu pojazdów, ale także umożliwia podział pojazdu na pojedyncze jednostki, które mogą być zdalnie sterowane, umożliwiając autonomiczne manewrowanie zestawem e-dolly i naczepy.

W tunelu aerodynamicznych, korzystając z modeli w skali 1:3, poszukiwano rozwiązań pozwalających obniżyć opór aerodynamiczny kombinacji pojazdów (fot. AEROFLEX consortium)

Aerodynamika, bezpieczeństwo, intermodalność
Zmniejszenie oporu aerodynamicznego, który jest jedną z największych sił oporu działających na pojazdy ciężarowe, było kolejnym z działań, na których skoncentrował się projekt AEROFLEX. Bazując na wynikach obliczeń CFD (computational fluid dynamics – obliczeniowa mechanika płynów) i modelach w skali 1:3 testowanych w tunelu aerodynamicznym FCA CRF (Centro Ricerche Fiat), opracowano szeroką gamę rozwiązań aerodynamicznych, których zastosowanie drastycznie zmniejszyło zużycie energii przez kompletny pojazd. Połączone zastosowania tych rozwiązań zmniejszyło opór o ponad 40%.

W pojeździe demonstracyjnym zainstalowano 14 różnych komponentów poprawiających aerodynamikę, aby określić rzeczywiste oszczędności. Wszystkie te rozwiązania nie ograniczały ładowności i możliwości wykorzystania pojazdów w nie wyposażonych w operacjach intermodalnych.

Badania zaowocowały również koncepcją przodu pojazdu, która umożliwiła dodanie i integrację nowych aktywnych i pasywnych urządzeń bezpieczeństwa, aby pomóc uniknąć kolizji, obrażeń i ofiar śmiertelnych z innymi użytkownikami dróg. Ocena działania systemów bezpieczeństwa, takich jak hamowanie awaryjne, utrzymywanie pasa ruchu i ostrzeganie o kolizjach bocznych została przeprowadzona w istotnych scenariuszach krytycznych dla bezpieczeństwa i wykazała zdolność tych systemów do zapobiegania wypadkom. Rozwiązania te zostały uwzględnione w zaleceniach dotyczących przyszłych projektów kabin.

W ramach projektu AEROFLEX opracowano również różne narzędzia programowe, m.in. system wykrywania objętości, przekształcające przestrzeń ładunkową samochodu ciężarowego czy naczepy w inteligentne jednostki ładunkowe w celu maksymalizacji wydajności przestrzeni ładunkowej i optymalizacji sposobu załadunku.

28 września na torze testowym ZF w Jeversen w Niemczech odbyło się oficjalne zakończenie projektu AEROFLEX: przedstawiono prezentacje na temat przebiegu realizacji projektu i jego wyników, były również pokazy pojazdów demonstracyjnych (fot. AEROFLEX consortium)

Testy drogowe
Wszystkie innowacje opracowane w ramach projektu AEROFLEX zostały nie tylko przetestowane w warunkach laboratoryjnych, ale zademonstrowane i zweryfikowane w rzeczywistych warunkach drogowych.

Pierwszym krokiem było zebranie danych dotyczących konfiguracji pojazdów używanych na co dzień, w badaniach drogowych wykorzystano również najnowocześniejsze naczepy Schmitz Cargobull i Van Eck wywodzące się z projektu Transformers. Na zamkniętych torach testowych i drogach publicznych badano również konfiguracje wielopojazdowe – dłuższe zestawy składające się z samochodu ciężarowego ciągnącego za pośrednictwem wózka dolly naczepę.

W kolejnej fazie badań pojazdy demonstracyjne zostały wyposażone w 14 urządzeń poprawiających właściwości aerodynamiczne (w różnych konfiguracjach) oraz wózek dolly z rozproszonym układem napędowym. Dzięki zebranym doświadczeniom projekt AEROFLEX zaowocował również stworzeniem księgi rekomendacji, która zbiera wizję projektu, na temat tego, jak stworzyć ramy prawne, aby pojazdy AEROFLEX wkrótce pojawiły się na drogach.

28 września na torze testowym ZF w Jeversen w Niemczech miało miejsce długo oczekiwane wydarzenie końcowe projektu AEROFLEX. Ponad 80 gości uczestniczyło na żywo w lokalizacji ZF, a niemal 200 kolejnych gości z całego świata dołączyło online. Podczas tego hybrydowego wydarzenia przedstawiono prezentacje na temat przebiegu realizacji projektu i jego wyników. Były on przeplatane pokazami na żywo pojazdów demonstracyjnych: AEMPT i Smart Power Dolly (wózek dolly z napędem elektrycznym), europejskiego systemu modułowego (EMS) i AEROLOAD (urządzenia aerodynamiczne). Zademonstrowano również Smart Loading Units (inteligentne jednostki ładunkowe) oraz Cargo Volume Detection (detekcja przestrzeni ładunkowej).

Autor: Dariusz Piernikarski

Zestawy wyposażone w komponenty poprawiające właściwości aerodynamiczne testowano na drogach publicznych, oceniając efekty poszczególnych rozwiązań w realnych warunkach eksploatacji (fot. AEROFLEX consortium)