سلام دوستان.

وبلاگ ما به http://howstuffworks.mihanblog.com انتقال یافت.

خودروهای هیبریدی چگونه کار می کنند؟

حتما برایتان پیش امده که زمان زیادی را د رپمپ بنزین بگذرانید.شاید به خاطر شلوغی و شاید هم بخاطر کند بودن پمپ،این مشکلات بدلیل بنزینی بودن خودروی شماست.البته نه فقط بنزین بلکه کلیه سوخت های فسیلی مشکلات مخصوص به  خود را دارند. یکی از راههایی که خودروسازان به آن رو آورده اند(برای کم شدن مشکلات و آلودگی هوا) ساخت خودروی هیبریدی است.
خودروی هیبریدی چیست و چرا این نام را بر ان نهاده اند؟خودروهای هیبریدی چگونه کار می کنند؟ چرا 20 تا 30 مایل در هر گالون نسبت به خودروهای بنزینی بیشتر می روند؟ و نیز چرا آودگی کمتری نسبت به خودروهای بنزینی یا دیزلی دارند؟

جواب این پرسش ها را در طول این مقاله خدمت شما عرض خواهم کرد .

تعداد زیادی از مردم خودروهای هیبریدی را در مکان هایی دیده اند. مثلا در لوکوموتیو ها . بیشتر لوکوموتیو ها از سیستم هیبریدی دیزل – الکتریکی بهره می برند.و یا در شهرهایی مانند سیاتل اتوبوس هایی با همین سیستم دیزل – الکتریک وجود دارند.

این اتوبوس ها یا بهتر بگوییم تراموا وقتی که به سیم های بر ق بالای سقف خود دسترسی دارند از نیروی پیشرانه الکتریکی خود بهره می برند. و زمانی که به این کابلهای برق دسترسی ندارند با پیشرانه دیزل خود به حرکت ادامه می دهند. زیر دریایی ها نیز نوعی ماشین های هیبریدی هستند که معمولا با  یکی از سیستم های  هسته ای – الکتریکی و یا دیزل –الکتریکی کار می کنند.  

به طور کلی تمامی وسایل نقلیه ای که  از ادغام  دو و یا چند پیشرانه انتقال نیرو که بطور مستقیم یا غیر مستقیم به سیستم انتقال قدرت وابسته هستند را ماشین های هیبیریدی گوییم  . 

بیشتر خودروهای هیبریدی تولید شده تاکنون از نوع بنزینی – الکتریکی هستند گرچه بعضی شرکتهای خودروسازی مانند پژو-سیتروئن خودروهای هیبریدی از نوع دیزل- الکتریکی نیز تولید کرده اند.در این مقاله بیشتر به خودروهای بنزینی –الکتریکی می پردازیم.  

                      

انرژی الکتریکی و انرژی بنزین

خودروهای بنزینی – الکتریکی از نظر کارکرد بین خودروهای بنزینی و الکتریکی هستند.به کمک شکلهایی که در ادامه نشان داده می شود به تفاوتهای بین این دو نوع خودرو خواهیم پرداخت.

خودروهای بنزینی شامل یک باک بنزین می باشند که منبع ذخیره کننده بنزین موتور است وموتور نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت  نیروی تولیدی را به چرخ ها می رساند. 

در مقابل در خودروهای الکتریکی یک مجموعه از باتری ها وجود دارد که الکتریسیته مورد نیاز موتور الکتریکی را فراهم می کند و موتور الکتریکی نیز به وسیله سیستم انتقال قدرت نیروی تولیدی خود را به چرخ ها می رساند. 

 برای شما و من یک خودروی مفید خودرویی است که حداقل نیاز های ما را برآورده کند که این نیاز ها می توانند چنین باشند:

1-  از یک سوخت گیری اولیه حداقل 300 مایل یا 482 کیلومتر تا  یک سوخت گیری مجدد.

2-  هر بار سوخت گیری اسان و سریع باشد.

یک موتور بنزینی اکثر این نیازها را برآورده می کند اما در عوض آلودگی زیادی دارد و یک موتور برقی با اینکه آلودگی خیلی کمی (یا اصلا) ایجاد نمی کند اما این موتور حداکثر بین 50 تا 100 مایل(80 تا 161 کیلومتر ) می تواند بین دو شارژ خود برود و مشکل دیگر موتور الکتریکی این است که شارژ شدنش سخت و خیلی زمانبر است.

یک خودروی هیبریدی بنزینی – الکتریکی ترکیبی از دو پیشرانه است  که به نوعی می توانند مکمل همدیگر باشند.

  هیبرید بنزین – الکتریسیته 

سیستم هیبریدی بنزینی – الکتریکی  شامل اجزا زیر است:

● موتور بنزینی:موتور بنزینی که در این خودرو وجود دارد شباهت زیادی به موتورهای بنزینی  خودروهای بنزینی دارد. ولی این موتور کوچکتر و نیز دارای تکنولوژی  بالاتری نسبت به خودروهای معمولی است که باعث کاهش آلودگی و افزایش کارایی می شود.

●باک بنزین : باک بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.بنزین چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری دارد به عنوان مثال 1000 پوند باتری معادل 1 گالون (7 پوند) بنزین انرژی دارد. 

● موتور الکتریکی : موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور پیشرفته هم به عنوان یک موتور قادر به انجام کار است و هم به عنوان ژنراتور به عنوان مثال زمانی که به این موتور نیاز است موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد کند و زمانی که خودرو نیازی به موتور الکتریکی ندارد مثلا در یک سراشیبی در حال حرکت است این موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور نیرو را به باتری ها بر می گرداند(با استفاده از سرعت در سراشیبی )

● ژنراتور : ژنراتور بسیار شبیه به موتور الکترکی است با این تفاوت که ژنراتور فقط وظیفه تامین الکتریسیته مورد نیاز موتور را بر عهده دارد نه کار دیگر.ژنراتور بیشتر در خودروهای هیبریدی سری  به کار می رود. خودروهای هیبریدی سری در ادامه توضیح داده خواهد شد.

● باتری : باتری ها در خودروی هیبریدی یک وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی هستند. برخلاف بنزین  موجود در باک بنزین  که میتواند فقط به موتور بنزینی  سوخت برساند(یک انتقال یک طرفه از باک بنزین به موتور بنزینی). موتورهای الکتریکی علاوه بر کار فوق می توانند انرژی را به باتری پس دهند. ولی موتور بنزینی  نمی تواند چنین کاری را انجام دهد.

●سیستم انتقال قدرت 

دو سیستم پیشرانه در خودروهای هیبریدی را می توان با هم به رو شهای مختلفی ترکیب کرد از جمله : سری و موازی  

 هیبرید موازی : در هیبرید موازی باک بنزین سوخت را به موتور بنزینی می رساند و باتری ها نیز الکتریسیته را به موتور الکتریکی می رساند و هر دو موتور بنزینی و الکتریکی  هم زمان و تواما به سیستم انتقال قدرت متصل می شوند و این قدرت به چرخها می رسد. توجه داشته باشید که باک بنزین و موتور بنزینی به سیستم انتقال قدرت متصل هستند و باتری ها و موتور الکتریکی نیز اغلب به طور مستقل و جداگانه به سیستم انتقال قدرت متصل هستند.

در نتیجه در هیبریدهای موازی  هر دو موتور بنزینی و الکتریکی نیرو محرکه مورد نیاز را فراهم می کنند.

هیبریدهای سری :  در مقابل هیبریدهای موازی , هیبریدهای سری قرار دارند. در این نوع هیبریدها موتور بنزینی ژنراتور را به حرکت در می اورد و ژنراتور می تواند باتری ها را شارژ کند یا به موتور الکتریکی قدرت بدهد که این موتور نیز به سیستم انتقال قدرت متصل است.بنابراین موتور بنزینی در هیبریدهای سری هرگز به طور مستقیم به سیستم انتقال  قدرت نیرو نمی دهد. 

عملکرد خودروﻯ هیبریدﻯ:

 موتور بنزینى در خودروى هیبریدى معمولا کوچکتر از یک خودروى معمولى است و از این رو بهره ورى بیشترى دارد.بیشتر خودروها براى تولید نیروى کافى براى ایجاد شتاب سریع نیاز به یک موتور نسبتا بزرگ دارند.در موتورهاى کوچک بهره ورى و کارایى میتواند توسط کوچک کردن , سبک کردن قطعات ونیز با کاهش تعداد سیلندرها  بهبود پیدا کند.

چندین دلیل مبنى بر اینکه چرا موتورهاى کوچکتر کارایى بالاتر و بهره ورى بیشترى نسبت به موتورهاى بزرگتر دارند وجود دارد:

 ● موتورهاى بزرگتر سنگینتر از موتورهاى سبکتر هستند و انرژى زیادترى در واحد زمان مصرف مى کنند (براى حالت شتاب گرفتن و بالا رفتن از یک سر بالایى)

 ● پیستون و دیگر اجزاى داخلی سنگین هستند و نیز انرژى زیادترى در واحد زمان نیاز دارند تا در سیلندر بالا و پایین بروند.

 ● تغییر مکان و جابه جایى در داخل سیلندرها بزرگتر است در نتیجه سوخت بیشترى براى هر سیلندر مورد نیاز است.

● موتورهاى بزرگتر معمولا سیلندرهاى بیشترى دارند و هر سیلندر نیز سوخت زیادى مصرف میکند. حتى اگر خودرو در حال حرکت نباشد.

 دلایل فوق توضیح مى دهد که چرا دو مدل خودروى مشابه با موتورهاى متفاوت در ازمون سنجش نتایج متفاوتی را بدست مى اورند.اگر هر دو خودرو در حال حرکت در یک اتوبان باشند و در یک سرعت برابر و معین , خودرویى که موتور کوچکترى دارد انرژى کمترى مصرف میکند و هر دو موتور خروجى یکسانى از قدرت را تولید میکنند.ولی موتور کوچکتر از سوخت کمترى استفده میکند که به ان سرعت برسد.

اما چطور این موتور کوچک میتواند قدرت مورد نیاز خودروى شما را در مقابل خودروهاى پر قدرت در جاده فراهم کند؟

اجازه بدهید مقایسه اى بین خودروى مانند چوى کامارو با یک موتور v-8 بزرگ با خودروى هیبریدى ما با یک موتور گاز سوز و یک موتور الکتریکى انجام دهید.

موتور گاز سوز در خودروى هیبریدى قدرت کافى براى حرکت ماشین در یک بزرگراه دارد و موتور خودروى کامارو قدرتى بیشتر از قدرت مورد نیاز براى وضعیتهای مختلف دارد.

اما زمانی که خودروى هیبریدى نیاز به شتاب داشته باشد و یا نیاز به قدرت بیشترى داشته باشد(بسته به شرایط) این موتور نیاز به کمک پیدا میکند که این کمک از یک موتور الکتریکى و باترى تامین می شود.این سیستم در صورت نیاز نیروى اضافى ضرورى را فراهم میکند.

  موتورهاى گاز سوز در خودروهاى معمولى براى حداکثر قدرت ممکن ساخته شده اند.درحالى که رانندگان این خودروها در کمتر از 1 درصد از زمان رانندگى از حداکثر قدرت موتور استفاده میکنند.خودروهاى هیبریدى از موتورهاى کوچکترى استفاده میکنند که سایز این موتورها فقط براى مقدار متوسط" حداکثر قدرت نامى" ساخته شده اند تا ماکزیمم مقدار ممکن.

در کنار کوچک بودن و کارایى بیشتر موتور در خودروهاى هیبریدى امروزه براى خودروهاى هیبریدى یک سرى فوت وفن به کار میبرند تا بهره ورى سوخت بالا رود.بعضی از این فوت و فن ها براى همه نوع خودرو اعم از هیبریدى و غیر هیبریدى است که به انها کمک میکند تا کارایى بهترى داشته باشند.

ولى بعضى از این فوت وفن ها فقط براى خودروهاى هیبریدى به کار میرود.

 یک خودروى هیبریدى میتواند:

●انرژى را بازیابى ودر باترى ذخیره نماید:    

 هنگامیکه شما پدال ترمز را فشار میدهید, شما در حال تلف  کردن انرژى در خودرو هستید.هر چه خودرو سریعتر رود انرژى جنبشى بیشترى دارد.ترمز کردن این انرژى را هدر میدهد و به شکل گرما در مى آورد.در خودروهاى هیبریدى مى توان مقدارى از این انرژى را بازگرداند و در باترى براى استفاده مجدد ذخیره کرد.این کار با سیستم" ترمز احیاء کننده" انجام میگیرد.در این حالت موتور الکتریکى به مانند یک ژنراتور رفتار میکند و ضمن کند شدن حرکت ماشین این انرژى جنبشی را صرف شارژ کردن باترى مى کند.

 ● بعضى وقتها موتور بنزینى خاموش میشود:

 یک خودروى هیبریدى همیشه نیاز به روشن بودن موتور بنزینى ندارد.زیرا یک موتور الکتریکى و باترى نیز دارد.بنابراین بعضى وقتها مى توان موتور بنزینى خودروى هیبریدى را خاموش کرد.براى مثال زمانى که خودرو در مقابل چراغ قرمز توقف کرده است.

 ●  به کار بردن اصول ایرودینامیک براى کاهش نیروى درگ:

 وقتى که شما در یک اتوبان رانندگى  میکنید بیشترین نیروى موتور شما صرف مقابله با نیروى فشارى هوا میشود.که این نیرو به نیروى درگ ایرودینامیک موسوم است.این نیروى درگ میتواند به چندین روش کاهش یابد.یک راه مطمئن براى کاهش این نیرو, کاهش ناحیه جلوى اتومبیل وبه کار بردن اصول ایرودینامیک در ان است. 

همانطور که در شکل زیر مى بینید یک suv  چقدر بیشتر از یک خودروى sport  فشار هوا را تحمل میکند(ناحیه جلوى خودروى suv بیشتر از یک خودروى sport است).

کاهش اشیاء خارجى روى بدنه خودرو و نیز حذف بعضى از انها میتواند در بهبود ایرودینامیک خودرو موثر باشد.براى مثال بعضى وقت ها جایگزینى ایینه ها با دوربین هاى کوچک میتواند مفید باشد.

 ● به کار بردن تایرهاى خاص : تایرهای اکثر خودروها بهینه سازى شده اند براى سطوح صاف با کمترین نویز و چسبندگى خوبى نیز در اکثر شرایط محیطى دارند.ولى این تایرها موجب به وجود آمدن نیروى درگ مى شوند.

خودروهاى هیبریدى از یک تایر مخصوص استفاده مى کنند که سفت تر و پربادتر و نیز فشار زیادترى نسبت به تایرهاى معمولی دارد.نتیجه این کار باعث کاهش نیروى درگ به نصف نسبت به تایرهاى معمولى میشود.

  ●  به کار بردن مواد سبک وزن: کاهش وزن کل خودرو یکی از راه هاى ساده براى افزایش راندمان و کارایى خودرو است.خودروهاى سبکترزمانى که در حال شتاب گیرى هستند یا در حال بالا رفتن از یک سر بالایى انرژى کمترى نسبت به خودروهاى سنگینترمصرف مى کنند.مواد کامپوزیت مانند فیبر کربن یا فلزات سبک وزن مانند الومینیوم  و منیزیم مى توانند در کاهش وزن خودرو به کار روند.

اکنون به تکنولوژى هیبریدى در دو خودروى هوندا insight و تویوتا پریوس میپردازیم.

اگرچه هر دو این خودروها  جزء هیبریدهاى موازى هستند ولى تفاوتهایى با هم دارند.هر دو این خودروها داراى موتور بنزینى و موتور الکتریکى و باترى هستند.

 اجازه بدهید از هوندا insight شروع کنیم

هوندا insight:

این خودرو که در اوایل سال 2000 در ایالات متحده معرفی شد.طراحى ان بر اساس بهترین کارکرد ممکن انجام شد.insight کوچک است و کم وزن و جاى 2 سرنشین و یک صندلى کودک دارد.و داراى موتور با بازدهى بالا است.insight داراى برترین رتبه سنجش EPA در میان خودروهاى هیبریدى شد.

هوندا خودروى هیبریدى موازى است .موتور الکتریکى به موتور بنزینى متصل است.هوندا این سیستم را "جمع کننده کمک موتور" مى نامد. Insight به صورت 5 سرعته دستى یا cvt (انتقال قدرت پیوسته اتوماتیک) است.

 موتور الکتریکى insight به سه روش به موتور بنزینى کمک مى کند که به قرار زیرند:

  ● به موتور بنزینى کمک مى کند و نیروى اضافى را در زمان شتابگیرى  و یا بالا  رفتن از سر بالایى تامین مى کند.

  ● سیستم"ترمز احیاء کننده"  را در زمان کاهش سرعت خودرو  به منظور بازیابى انرژى فعال نماید.

  ● موتور بنزینى را روشن می کند(حذف نیاز به استارتر) 

ولى موتور الکتریکى به تنهایى نمى تواند نیروى مورد نیاز براى حرکت خودرو را فراهم نماید و موتور بنزینى نیز باید روشن باشد تا موجب حرکت خودرو شود.(یکی از تفاوتهای insight با پریوس همین است, پریوس تنها با کمک موتور الکتریکی نیز میتواند حرکت کند)

هوندا براى کسب بهترین کارایى کارهایى را انجام داده که مهمترین انها 3 کارى است که در زیر به انها اشاره مى شود.

  ● کاهش وزن: insight از بدنه و ساختار آلومینیومى سبک وزن ساخته شده است براى هر چه کمتر شدن  وزن،وزن این خودرو کمتر از 1900 پوند (862 کیلوگرم) است که این مقدار 500 پوند یا 227 کیلوگرم کمتر از سبکترین هوندا سیویک است.

  ● استفاده از موتور کوچک و پر بازده:

موتور insight که در شکل زیر مشاهده مى کنید تنها 124 پوند (56 کیلوگرم) وزن دارد.سه سیلندر و 1 لیتر حجم دارد که 67 اسب بخار را در 5700 rpm تولید مى کند.اگر نیروى اضافى ناشى از موتور الکتریکى را نیز  در نظر بگیرید.این خودرو قادر خواهد بود از 0 تا 60 مایل بر ساعت را در 11 ثانیه  بپیماید.با در نظر گرفتن موتور الکتریکى نیروى موتورها به 73 اسب بخار مى رسد.(در 5700 rpm) .اگر مقایسه اى بین موتور بنزینى به تنهایى با مجموع موتور بنزینى والکتریکى انجام دهیم.به این نتیجه میرسیم که موتور الکتریکى تنها 6 اسب بخار به قدرت موتور مى افزاید. در حالى که تاثیر واقعى  موتور الکتریکى  بیش از این مقدار است.موتور الکتریکى در خودروى  insight  10 کیلو وات است (13 اسب بخار )  در 3000 rpm .

مقدار تاثیر واقعى موتور الکتریکى  را مقدار ماکزیمم گشتاور روشن مى سازد:

بدون موتور الکتریکی ,  insight به ماکزیمم گشتاور 66 پوند – فوت در 4800 rpm مى رسد.وبا موتور الکتریکى ماکزیمم گشتاور به 79 پوند – فوت در 1500 rpm مى رسد.که 13پوند – فوت نیز که اختلاف  این دو گشتاور  است همان  تاثیر واقعى  موتور الکتریکی است.

  ● به کار بردن ایرودینامیک: هوندا insight  به شکل قطره اشک طراحى شده است .پشت خودرو باریکتر از جلوى ان است. چرخ هاى عقب توسط جزیى از بدنه  پوشانده شده است تا شکلى صاف را تشکیل دهد و بعضی از قطعات زیرین ماشین توسط پانلهاى پلاستیکى پوشانده شده است.این کارها باعث کاهش ضریب درگ به 0.25 مى شود. و این خودرو جزء ایرودینامیک ترین خودرو در بازار است .زمانی که شما در حال حرکت در اتوبان هستید موتوربنزینى با تمام قدرت کار مى کند .وقتى که سرعت خود را کاهش مى دهید(توسط ترمز کردن یا پدال گاز را شل کردن ) موتور الکتریکى مانند ژنراتور مقدارى الکتریسیته را براىشارژ باترى استفاده مى کند.

نکته دیگر در مورد  insight این است که سیستم انتقال قدرت از موتور به وسیله کلاچ جدا شده است (مانند سایر خودروها) و این بدین معنى است که اگر شما در حال کم کردن سرعت خود باشید و کلاچ را نگه دارید و یا با دنده خلاص سرعت خود را کاهش دهید در این صورت موتور الکتریکى  و سیستم "ترمز احیاء کننده" نخواهد توانست انرژى الکتریکى ناشى از این کم شدن سرعت را به باترى بدهد.پس زمانى این سیستم مى تواند بازیابى انرژى داشته باشد که کم شدن سرعت خودرو در حالتى صورت گیرد که خودرو در دنده قرار دارد.

 اکنون اجازه دهید که نگاهى به تکنولوژى تویوتا پریوس بیندازیم که سیستمى به کلى متفاوت از insight دارد .

مزایاى یک خودروى هیبریدى :

 شما ممکن است تعجب کنید که چرا اشخاص به این سیستم پیچیده  علاقه دارند علیرغم  اینکه  بیشتر مردم  با خودروهاى بنزینى خیلى راحت هستند.

دلیل این علاقه دو چیز است:

1-     کاهش الایندگى

2-     بهبود بهره ورى و کارایى

 حال اجازه دهید مثالى از استانداردهاى آلودگى کالیفرنیا بزنیم.که تعیین مى کند چه مقدار از هر نوع  الودگى در یک خودرو مى تواند وجود داشته باشد.این مقدار معمولابر حسب گرم بر مایل  (g/mi) بیان مى شود.براى مثال این استاندارد بیان مى کند که مقدار مونو اکسید کربن  در هر مایل نباید از 3.4 گرم بیشتر باشد.

تویوتا پریوس:

تویوتا پریوس در ژاپن در اواخر سال 1997 تولید شد.تویوتا سیستم موتور و انتقال قدرت  را به صورت هیبرید موازى طراحى کرده است که تویوتا ان را سیستم هیبریدى تویوتا نامیده است که بعضى از مزایاى هیبریدهاى سرى را نیز داراست.

یک سدان 4 در 5 نفره که موتور و سیستم انتقال قدرت ان طورى است که توانایى رسیدن به سرعت 15 مایل بر ساعت (24 کیلومتر بر ساعت) را فقط با موتور الکتریکى داراست.پریوس در سال 2004 در امریکاى شمالى به عنوان خودروى سال برگزیده شده است.

وزن پریوس 2900 پوند (1315 کیلوگرم) است و فضاى درونى  و فضاى صندوق عقب آن از تویوتا کرولا بیشتر است.

 تویوتا براى رسیدن به بهره ورى و کاهش الایندگى 2 کار را انجام داد:

   ● موتور بنزینى فقط زمانى کار مى کند که به یک سرعت مشخص برسد:به عبارت دیگر براى کاهش الودگى پریوس مى تواند به سرعت 15 مایل بر ساعت  (24 کیلومتر بر ساعت)  بدون استفاده از موتور بنزینى برسد.موتور بنزینى فقط زمانى روشن مى شود که خودرو از یک سرعت معین بگذرد.

   ● به کار بردن یک دستگاه تقسیم قدرت بى همتا:موتور بنزینى مى تواند طورى تنظیم شود تا در یک سرعت معین بیشترین بهره ورى را داشته باشد ."دستگاه تقسیم قدرت" در پریوس اجازه مى دهد که موتور در همه زمانها در حالت بیشترین کارایى  در یک رنج سرعتى خاص باشد.

پریوس داراى موتور 1.5 لیترى  است که 76 اسب بخار  را در بیشینه دور 5000 دور بر دقیقه بدست مى اورد.موتور الکتریکى در پریوس داراى 67 اسب بخار قدرت براى 1200 تا 1540 دور بر دقیقه است. وگشتاور 295 پوند – فوت  را از 0 تا 1200 دور بر دقیقه تولید مى کند که نیروى کافی را براى  حرکت خودرو بدون دخالت موتور بنزینى فراهم مى کند , موتور الکتریکى در پریوس خیلى قویتر از موتور الکتریکى در هوندا insight است.

دستگاه"تقسیم کننده قدرت" قلب پریوس است.آن یک جعبه دنده هوشمند است که به موتور بنزینى متصل است.این جعبه دنده به خودرو اجازه مى دهد که مانند یک خودروی هیبریدى موازى باشد که در آن موتور الکتریکى  مى تواند به تنهایى  به سیستم انتقال قدرت نیرو وارد کند و موتوربنزینى نیز مى تواند به تنهایى و یا با موتور الکتریکى نیروى مورد نیاز خودرو را تامین کند.

همچنین این دستگاه"تقسیم کننده قدرت" اغلب اجازه مى دهد که خودرو مانند یک خودروى  هیبریدى  سرى باشد که در آن موتور بنزینى مى تواند مستقلا باترى ها را شارژ کند و یا نیروى  مورد نیاز براى چرخ ها را فراهم کند.که اغلب مى تواند به صورت انتقال قدرت پیوسته یا  cvt عمل کند که باعث حذف نیاز به انتقال قدرت دستى یا اتومات مى شود. و سرانجام  چون دستگاه"تقسیم کننده قدرت" اجازه مى دهد که ژنراتور  موتور را روشن  کند و این باعث حذف نیاز به استارتر مى شود .

دستگاه تقسیم قدرت یک مجموعه دنده خورشیدى است (شکل زیر) موتور الکتریکى به چرخ دنده حلقه ای از مجموعه دنده متصل است و  اغلب به صورت  مستقیم به دیفرانسیل متصل مى گردد. بنابراین سرعت موتور الکتریکى  و چرخش دنده حلقه ای سرعت خودرو را تعیین مى کند.

ژنراتور به چرخ دنده خورشیدى از مجموعه دنده ها متصل است و موتور بنزینى  یا گاز سوز نیز به حامل خورشیدى(planet carrier) متصل است.سرعت چرخ دنده حلقه ای به سه جزء گفته شده بستگى دارد.بنابراین همه این اجزاء با هم در تمام  زمانها  کار مى کنند تا سرعت خروجى را کنترل کنند.وقتى شما شتاب مى گیرید ابتدا موتور الکتریکى و باترى ها تمام نیروى مورد نیاز را تامین مى کنند.چرخ دنده حلقه ای که متصل به موتور الکتریکى است همزمان با حرکت کردن موتور الکتریکى  مى چرخد.حامل خورشیدى  که به موتور بنزینى متصل است ثابت است زیرا موتور بنزینى هنوز روشن نشده است.زمانى  که چرخ دنده حلقه ای شروع به چرخیدن  کند باعث میشود که ژنراتور و چرخ دنده خورشیدى نیز شروع به چرخیدن کنند.زمانى که شتاب بیشترى مى گیرید ژنراتور با سرعتى مى چرخد که بتواند نیروى مورد نیاز براى موتور الکتریکى را فراهم کند.

 هنوز موتور بنزینى فعال نشده  است. وقتى به سرعت 40 مایل بر ساعت یا 64 کیلومتر بر ساعت مى رسید موتور بنزینى نیز روشن مى شود.در حالى که موتور بنزینى روشن است ژنراتور سرعت موتور الکتریکی را طورى تغییر مى دهد که با سرعت  موتور بنزینى  تطبیق پیدا کند  و در خروجى  سرعت با هم برابر  باشند.

همانند هوندا insight , تویوتا پریوس هرگز نیاز به شارژ دوباره ندارد.زیرا ژنراتور همیشه و به طور اتوماتیک  سطح شارژ  در باترى ها را کنترل  مى کند و در صورت کم بودن شارژ مى کند.

هم هوندا و هم تویوتا گارانتی هاى طولانى برای قطعات هیبریدى خود  وضع کرده اند.هوندا 8 سال یا 80000 مایل گارانتى بیشتر قسمتهاى انتقال قدرت و موتور  وتجهیزات  هیبریدى  را داراست و تویوتا نیز 8 سال  یا 100000 مایل گارانتى باترى و سیستمهاى  هیبریدى  را دارد.موتور و باترى در این خودروها  نیاز به هیچگونه نگهدارى وبازنگرى ندارد(اگرچه در صورت اتمام گارانتى اگر نیاز به تعویض باتری ها گرفتید ڇندین هزار دلار خرج بر مى دارد).

کسب نیروى هیبریدى مطمئنا پیچیده تر از تنها نیروى بنزینى و  یا تنها نیروى  الکتریکى  است. در بخش بعدى بررسى خواهیم کرد که چرا تکنولوژى هیبریدى مورد علاقه همه مشتریان و هم خودروسازان قرار گرفته است.

هواپیمای F16

تاریخچه

در سال 1974 وزیر دفاع وقت آمریکا خواستار تجدید نظر در هواپیماهای جنگی و القای پروژه هواپیمای تاکتیکی مافوق صوت برای جانشینی هواپیمای اف-4 شد، هواپیماهایی که بتوانند در نیروی هوایی کشورهای عضو ناتو نیز مورد استفاده قرار گیرند. قبل از این تصمیم کمپانی مک دانل داگلاس بطور متوالی شروع به تولید هواپیمای پیشرفته اف-15 نمود، منظور از ساخت این هواپیما حفظ برتری در نبردهای هوایی مقابل هواپیماهای میگ - 23 شوروی بود.

اف-15 هواپیمای موفقی در مقابل هواپیماهای روسی شد و رکوردهایی کسب کرد. از جمله (حمل سلاح بیشتر ، برد پروازی ، همچنین سرعت اوج‌گیری نسبت به هواپیماهای روسی مشابه‌اش. به دنبال آن شرکت هوافضایی جنرال دینامیکز (General Dynamics) شروع به ساخت مدلهای آزمایش مدرنترین و پیشرفته‌ترین هواپیمای شکاری سبک تاکتیکی به نام اف - 16 نمود.

مراحل آزمایش

مدلهای آزمایشی این هواپیما تحت عنوان وای اف - 16 تولید و به مدت 10ماه بر روی آن آزمایشات زیادی انجام شد و این هواپیما تمام مراحل آزمایش را با موفقیت به پایان رساند. پس از پروازهای آزمایشی خلبان هواپیما از سیستمهای کنترل آتش ، دستگاههای ناوبری ، سرعت عمل در مانورها و قبلیتهایی در بدست آوردن سرعت و سقف پرواز اظهار رضایت کرده و موفقیتهایی را به دست آورد. جمعا هواپیمای وای اف-16 ، 286 پرواز آزمایشی انجام داد. طبق آزمایشات اف - 16 کارایی انجام هر ماموریتی در هر نوع شرایط آب و هوای را دارا می‌باشد.

بی‌نظیر بودن هواپیمای اف - 16 در کلاس شکاریهای سبک

وزن اف - 16 نصف وزن اف-4 (فانتوم) است. از جمله شعاع گردش اف - 16 نصف اف-4 است و همچنین اف - 16 در نوع خود قابلیتهای حمل سلاح ، نبردهای هوایی و حمله به مواضع زمینی نظیر ندارد. در این هواپیما از سیستم‌های پیشرفته و پیچیده‌ای برای ایجاد برتری نسبی هوایی استفاده شده است.

دستگاه هدآپ یا سایت (Head up-Sight)

این دستگاهها عمل نشانه‌روی و قفل کردن رادارها را روی هدف انجام می‌دهند. به گونه‌ای طرح‌ریزی شده که هدف‌یابی و پرتاب موشکهای هوا به هوا و هوا به سطح را بدون هیچ‌گونه اشکالی و با کمترین زمان با ضریب دقت 90% ، یعنی سریع‌تر از هر هواپیمای مشابهی عمل می‌کند.

دستگاههای ارتباطی و ناوبری

دستگاهها و کانالهای بسیار مدرن و پیچیده‌ای در اف - 16 بکار رفته است که قادر به فرستادن و دریافت طول موجهای مختلف و رفع اختلالات کانالهای ارتباطی هستند. این دستگاهها شامل سیستم‌های ارتباطی VHF و UHF هستند که در هنگام پرواز کور و اضطراری بدون دید اجازه فرود در هر باندی را به خلبان می‌دهد. دستگاه IFF کار تشخیص دوست از دشمن و کاهش گمراهی هواپیما را انجام می‌دهد و در سیستم جدید ناوبری اف-16 که دستگاه ILS است که به هواپیما اجازه برخاستن سریعتر در مدت کمتر از 5 دقیقه را می‌دهد.

رادار هواپیما

پوشش رادار در اف - 16 بگونه‌ای متمایز از دیگر رادارها ، که قادر است 80 درصد از پوشش هوایی را در اختیار خلبان قرار دهد.

موتور هواپیما

موتور هواپیما توربوفن اف - 100 پی‌دبلیو - 100 ساخت پرت اندوتینی است که قادر به تولید کششی برابر 11340 کیلوگرم همراه پس سوز و کشش استاتیکی معادل 7711 کیلوگرم می‌باشد که در آن سیستم‌های زیر بکار رفته است :

1. ژنراتور سی‌دی‌اس (CDS)
2. درایو گیربکس متحرک فرعی
3. پمپ هلی هیدرولیک دوبله (دوتایی)
4. سیستم بجریان انداختن سوخت جهت

ابعاد هواپیما

مساحت بال 28 متر مربع ، فاصله دو نوک بال بدون موشک 9.4 متر ، موشک سایدویندر 10 متر ، زاویه لبه حمله بال 40 درجه و طول هواپیما 14.63 متر ، ارتفاع 5 متر ، فاصله بین ارابه‌های اصلی فرود و ارابه دماغ هواپیما 4 متر ، فاصله بین دو ارابه اصلی 2.387 متر می‌باشد.

وزنهای هواپیما

وزن هواپیما همراه سوخت داخلی 10056.6 کیلوگرم ، وزن هنگام بلند شدن 10419 ، کیلوگرم وزن کل هواپیما 14970 ، حداکثر وزن تسلیحات حمل شونده در قسمت خارجی هواپیما 6885.6 کیلوگرم ، وزن خالی هواپیما 6900کیلوگرم.

تسلیحات

تسلیحات هواپیما شامل مهمات مختلفی برای ماموریتهای هوا به هوا و هوا به سطح مورد استفاده می‌شود.

1. توپ ام - 16 الی 20 میلیمتری ولکان که در سمت چپ کابین خلبان می‌باشد.
2. موشکهای برد کوتاه آی ام 9 (سایدویندر) و موشکهای برد متوسط ای آی ام-7 (اسپارو) برای نبردهای هوایی
3. تجهیزات سیستم اختلال الکترونیک در رادارهای دشمن (ECM)
4. دارای قابلیت حمل بمب‌های از نوع ام کی-28 و ام کی-84 انواع بمب‌های شیمیایی ، خوشه‌ای و ناپالم و راکت . قادر بحمل موشکهای هوا به زمین و هدایت‌شونده تلویزیونی (AIM-65) برای حمله به مواضع زمینی
5. اف-16 قادر به حمل یک بمب تاکتیکی اتمی برای حملات هسته‌ای است.

قابلیتها

اف - 16 دارای حداکثر سرعتی معادل 2+ برابر صوت ، در ارتفاع 9340 متری ، قادر به بدست آوردن سرعتی معادل 1.6 برابر صوت و همچنین دارای سرعت 1.2 برابر صوت (سرعت صوت برابر با 1224 کیلومتر در ساعت) در سطح دریان می‌باشد.

مسافت برای نشستن 808 متر و مسافت برای برخاستن 533 متر ، برد هواپیما 3705 کیلومتر (2303 مایل)

اف - 16 قادر به تحمل نیروی فشار برابر 9 جی (9G) می‌باشد