دشت‌های استرالیا در انتظار غزال تیزپای ایرانی!

خودرو خورشیدی «غزال ایرانی - 2» برای حضور در مسابقات خودروهای خورشیدی آفریقای جنوبی در تابستان جاری و رالی بزرگ استرالیا در سال آینده آماده می‌شود. 

این خودرو توسط تیم دانشجویی خودرو خورشیدی پردیس فنی دانشگاه تهران در حال ساخت است که تجربه‌ موفق طراحی و ساخت نخستین خودرو خورشیدی خاورمیانه (غزال ایرانی -1) را در کارنامه خود دارد.

«غزال ایرانی – 1» اگرچه با بداقبالی، بخت حضور در رالی خودروهای خورشیدی استرالیا را در مهرماه 84 از دست داد و سال بعد هم به دلیل نقص فنی و مشکلاتی که شاید تا حد زیادی ناشی از محدودیت‌های مالی بود نتوانست در مسابقات خودروهای خورشیدی تایوان نمایش تمام‌عیار و مطلوبی از قابلیت‌هایش داشته باشد اما نفس ساخت چنین خودرویی با امکانات محدود موجود در کشور و فرستادن آن به آوردگاه خودروهای پر زرق و برق غربی و صد البته ویژگی‌های بارز و نوآورانه‌اش آن‌چنان چشمگیر بود که تحسین رییس استرالیایی فدراسیون جهانی خودروهای خورشیدی را برانگیخت و حتی رقبای آمریکایی این تیم در موسسه‌ فن‌آوری ماساچوست از این تیم به عنوان تنها تیم آسیایی برای حضور در یک پروژه‌ی بین‌المللی طراحی و ساخت خودرو هیبریدی که با حضور 20 تیم برتر دنیا در آن دانشگاه برگزار شد دعوت کردند که البته با کارشکنی آمریکا در صدور روادید برای سفر دانشجویان، این فرصت از تیم گرفته شد.

از آغاز پروژه‌ خودرو خورشیدی دانشگاه تهران حدود چهار سال می‌گذرد و بیشتر دانشجویانی که در ساخت «غزال ایرانی - 1» مشارکت داشتند با پایان تحصیلاتشان تیم را ترک کرده‌اند و امروز دانشجویانی تازه نفس با امید و اراده‌ای مضاعف بر پایه‌ تجربه‌ افتخارآمیز آنها طرح خودرو خورشیدی غزال را پی گرفته‌اند.

تیم جدید در حال حاضر علی رغم کاستی‌ها، مشکلات و وقفه‌های گاه و بیگاهی که در تامین منابع مالی و امکانات مورد نیاز طرح با آن مواجهند، ساخت خودرو غزال ایرانی – 2 را با بهینه‌سازی و رفع نواقص خودرو قبلی به سرعت دنبال می‌کنند و سعی دارند آن را برای مسابقه جهانی خودروهای خورشیدی که شهریورماه امسال در آفریقا برگزار می‌شود آماده کنند.

این تلاش تحسین برانگیز سبب شد در جشنواره ملی فن‌آوری و چهارمین نشست ملی تبادل فن‌آوری کشور که اواخر خردادماه سال جاری با محوریت صنعت خودرو برگزار شد، طرح خودرو خورشیدی غزال ایرانی - 2 به طور ویژه مورد تقدیر قرار گیرد.

دکتر کارن ابری‌نیا، استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران و مدیر پروژه خودرو خورشیدی که مبتکر و هدایتگر پروژه‌های ساخت خودروهای خورشیدی غزال ایرانی 1 و 2 بوده است، درباره روند شکل‌گیری این پروژه گفت: ایده این پروژه از چندین سال مطرح بود و حتی شش سال پیش پیشنهادی به وزارت صنایع دادیم که گفتند ساخت چنین خودرویی در اولویت نیست؛ در حالی که با توجه به این که کشور ما همیشه با مساله انرژی مواجه بوده و منابع نفتی ما به هر حال تمام شدنی است و از سوی دیگر کشوری هستیم که ساعات آفتابی خیلی زیادی داریم باید از این منبع نامحدود انرژی استفاده می‌کنیم. بر همین اساس در سال 83 استارت این پروژه را با تعدادی از دانشجویان که علاقمند به کارهای خارج کلاس بودند زدیم و خوشبختانه دانشجوها با انگیزه زیادی که داشتند بدون این که پولی وارد شود پروژه را آغاز کردند.

وی افزود: در اوایل سال 1384، علیرغم بدبینی ها و سوال‌هایی که در آن زمان نسبت به عملی بودن چنین پروژه‌ای مطرح می‌شد اجرای این طرح را با حمایت شرکت ایران خودرو آغاز کردیم. ساخت بخشهای مختلف خودرو از قبیل شاسی، ترمز، سیستم تعلیق، فرمان، توپی چرخها و غیره تا شهریورماه 84 به انجام رسید با این حال به دلیل مشکلاتی که در انتقال خودرو پیش آمد به مسابقات رالی استرالیا نرسیدیم و بعد از آن در بهار 85 یک تور داخلی از تهران تا اصفهان برگزار کردیم و در شهریور آن سال در مسابقات بین المللی خودروهای خورشیدی در تایوان شرکت کردیم.

دکتر ابری‌نیا گفت: خودرو خورشیدی غزال در این مسابقات رتبه هشتم را کسب کرد اما تجربه بسیار خوبی پیدا کردیم و در مقایسه با سایر خودروها متوجه شدیم که وزن 250 کیلوگرم خودرو، زیاد است و موتور خودرو ضعیف و راندمان سلول‌های خورشیدی کم است این است که تصمیم گرفتیم خودرو دیگری بسازیم که وزن آن حدود 100 کیلو کمتر بوده و به موتور و باتری با فن‌آوری جدید و سلول‌های خورشید با بازده بالاتر مجهز است که اجرای این پروژه مستلزم حمایت‌های مالی است و امیدواریم بتوانیم با جذب به موقع اعتبارات لازم در رالی 2009 استرالیا و پیش از آن در مسابقاتی که شهریور ماه امسال در آفریقا برگزار می‌شود، شرکت کنیم.

پژمان شعیبی، دانشجوی مهندسی مکانیک دانشگاه تهران و عضو تیم خودرو خورشیدی غزال ایرانی درباره‌ مشخصات غزال ایرانی – 1 گفت: غزال ایرانی یک خودرو تک سرنشین به طول 5 متر، عرض 1.8 متر و حداکثر ارتفاع 1.6 متر از سطح زمین است. این خودرو سه چرخ دارد که دو چرخ جلو حامل سیستم ترمز و فرمان، و چرخ عقب چرخ محرک می باشد. حرکت خودرو از طریق موتور الکتریک In-Wheel تعبیه شده روی چرخ عقب انجام می شود. موتور انرژی خود رو از باتری‌های لیتیوم-یون به وزن 30 کیلوگرم و توان 4000 وات دریافت می کند. این باتری‌ها توسط انرژی خورشید (از طریق از سلول‌های خورشیدی به مساحت تقریبی هشت متر مربع و راندمان 18 درصد روی سطح خودرو) شارژ می شوند. سرعت ماکزیمم خودرو حدود 110 کیلومتر در ساعت است. همچنین خودرو با شارژ پر و بدون تابش نور می تواند حدود سه ساعت با سرعت 60 کیلومتر در ساعت روی سطح صاف حرکت کند. ضریب درگ هوا برای خودرو در سرعت 100 حدود 2/0 و ضریب لیفت حدود صفر است

وی با اشاره به مشکلات و ضعف‌های این خودرو از جمله سوختن یک فاز از موتور خودرو حین مسابقات تایوان به دلیل استفاده از موتوری مستعمل و نداشتن موتور یدک و هم‌چنین بازده پایین سلول‌های خورشیدی خریداری شده که به گفته وی ناشی از ضعف مالی تیم بوده است، اظهار کرد: موتورهای مورد استفاده در خودروهای خورشیدی از نوع براش‌لس بدون گیربکس با بازده 98 درصد است که انحصار ساخت آن با دو شرکت آمریکایی و استرالیایی است که به دلیل تحریم‌ها از موتور استرالیایی استفاده می‌کنیم. ما قصد داریم در خودرو در حال ساخت از موتوری جدیدتر با بازده بالاتر نسبت به موتور قبلی استفاده کنیم و سلول‌های خورشیدی را هم که بازده‌ای حدود 18 درصد داشتند با سلول‌هایی با بازده 22 درصد جایگزین کنیم.

حداد میلادی، دانشجوی مهندسی برق که مسوولیت‌ بردهای الکتریکی و سیستم بی‌سیم خودرو را بر عهده دارد درباره‌ نحوه‌عملکرد سلول‌های خورشیدی و باتری خودرو گفت: مکانیزم تامین انرژی خودرو از سلول‌های خورشید، MPPT (ماکزیمم پاور پیک تراکر)، باتری و کنترلر تشکیل شده است. سطح سلول‌ها که به عنوان مبدل انرژی خورشیدی به الکتریکی عمل می‌کنند در هر مسابقه مشخص است و عنصر تعیین کننده در کنار کیفیت سلول‌ها، نحوه چیدمان (سری و موازی کردن) سلول‌ها است.

وی افزود: از آن‌جا که میزان پرتوهای خورشیدی دریافت شده و در نتیجه انرژی تولیدی از مجموعه سلول‌ها در ساعات مختلف شبانه‌روز و در روزهای آفتابی یا ابری یا محل‌های مختلف متفاوت است، در خودروهای خورشیدی، سیستم‌هایی برای مدیریت انرژی الکتریکی تولیدی پیش‌بینی شده تا حسب شرایط، تمام یا بخشی از انرژی الکتریکی تولیدی را جهت ذخیره‌سازی به باتری خودرو هدایت کند. این سیستم موسوم به MPPT که مدیریت انرژی الکتریکی خودرو را بر عهده دارد، زمان و میزان استفاده از انرژی تولیدی در سلول‌ها و انرژی انباشت شده در باتری‌ها را کنترل می‌کند.

میلادی خاطر نشان کرد: بخشی دیگری از سیستم الکتریکی خودرو خورشیدی، سنسورهای کنترل ولتاژ جریان برای جلوگیری از اتصال کوتاه و سایر مشکلات موتور الکتریکی و سنسورهای کنترل دما و ... هستند که در یک برد اصلی جاسازی شده‌اند؛ علاوه بر این، مودم بی‌سیمی در خودرو تعبیه شده که پارامترهای مختلف خودرو، وضعیت باتری و غیره را به طور مستمر مانیتور کرده و اطلاعات را به راننده و خودرویی که حین مسابقات رالی در پشت خودرو خورشیدی حرکت می‌کند، منتقل می‌کند و همچنین سیستمی صوتی برای ارتباط سرنشینان خودروی پشتیبان با راننده دارد.

زهرا نهضتی، دانشجوی مهندسی مکانیک که در طراحی سیستم تعلیق خودرو همکاری داشته است نیز درباره ویژگی‌های این سیستم در خودرو غزال ایرانی -2 گفت: دراین خودرو از سیستم تعلیق دو جناقی استفاده کردیم که نسبت به خودروهای عادی بهینه است و برخلاف خودرو غزال ایرانی -1، شاسی در این خودرو حذف کرده و سعی کردیم سیستم را با مواد کامپوزیتی و آلومینومی بسازیم.

وی افزود: رویکرد اصلی ما در طراحی غزال ایرانی - 2، نزدیک شدن هر چه بیشتر به استانداردهای خودروهای تجاری بود که بدین منظور و با توجه به مقررات جدید اعلام شده از سوی فدراسیون خودروهای خورشیدی، نحوه استقرار راننده را از حالت تقریبا درازکش به وضعیتی با زاویه 27 درجه تغییر دادیم. این مساله، مشکلاتی را از نظر آیرودینامیک و ضخامت بدنه خودرو به ما تحمیل می‌کند که توانستیم این ضعف را جبران کنیم.

شعیبی،‌ دیگر عضو گروه تعلیق و پایداری خودرو غزال ایرانی - 2، هم اضافه کرد: تعلیق عقب خودرو قبلی، فلزی و سنگین بود که در خودرو جدید اولا طول اجزا را کم کردیم و ثانیا از مواد سبک‌تر، استفاده کردیم؛ البته با توجه به این که سلول‌های خورشیدی در سطح خودرو نصب می‌شوند و برای تامین انرژی بیشتر، سطح پوشیده شده با آن‌ها باید هر چه بیشتر باشد، در کاهش طول خودرو محدودیت داریم. استفاده از فنرهای جدید با طول کم‌تر و سختی بیشتر، استفاده از جاچرخ‌های کوچک‌تر و طراحی یک مکانیزم برای متحرک ساختن جاچرخ، بدنه جدید با ساختار آیرودینامیکی کاملا متفاوت و طراحی با مکانیزم بهینه به صورتی که وزن خودرو، طول اجزا و انحراف چرخ هر چه کمتر شود از دیگر مزایای خودرو جدید است.

مریم سادات یزدانی، دانشجوی مکانیک که در طراحی بدنه و فرمان خودرو همکاری داشته درباره ویژگی‌های سیستم ترمز خودرو گفت: به دلیل اهمیت حفظ سلامتی راننده، بر روی این خودرو، دو سیستم ترمز کاملاً مستقل نصب شده‌است تا صورت از کار افتادن یکی از آن‌ها سیستم دیگربه کار گرفته‌شود. ترمزها از نوع هیدرولیکی دیسکی می‌باشند. با فشار پای راننده بر روی پدال این فشار از طریق لوله‌های ترمز به کالیپر منتقل می‌شود و کالیپر فشار را از طریق لنت‌ها روی دیسکی که به توپی چرخ متصل است اعمال می‌کند و در اثر گشتاور ناشی از نیروی اصطکاک بین لنت‌ها و دیسک‌ها، خودرو متوقف می شود.

در خودرو قبلی ترمزها خیلی بزرگ بودند که تلاش کردیم در خودرو جدید، سیستم ترمز را کوچک‌تر کنیم.

اردشیر بانکیان، دانشجوی مهندسی مکانیک دانشگاه تهران که در زمینه‌ طراحی سیستم فرمان در طرح خودرو خورشیدی غزال ایرانی همکاری دارد درباره سیستم فرمان خودرو گفت: جعبه فرمان در خودروهای معمولی در سمت چپ قرار دارد در سیستم فرمان خودرو از سیستم رک و پینیون که نسبت به بقیه کم‌حجم‌تر، سبک‌تر و ساده‌تر است استفاده کردیم و برخلاف خودرو غزال ایرانی - 1 که مکانیزم فرمان پراید را به طور کامل استفاده کرده و به دلیل استقرار راننده در وسط خودرو با مشکل عدم تقارن رک پایین مواجه شده بود، در این خودرو از رک‌های ویژه‌ای که برای چنین خودروهایی ساخته شده‌اند استفاده می‌کنیم. صرف نظر از مسائل فنی، تامین هزینه‌های طراحی و ساخت چنین خودرو پیشرفته‌ای خصوصا با توجه به تحریم‌های خارجی مساله‌ای است که نمی‌توان آن را از نظر دور داشت.

صفیه سادات حسینی، دانشجوی مکانیک و دیگر عضو تیم که مسوولیت روابط عمومی و جذب اسپانسر برای تیم را بر عهده دارد با اشاره به پیگیری‌ها و تماس‌های گسترده‌ای که با ده‌ها واحد صنعتی و شرکت‌ها و مراکز مختلف برای جذب حمایت مالی داشته، می‌گوید: اصلی‌ترین حامی مالی تیم که کمک عمده در تامین هزینه‌های تیم را متقبل شده شرکت ایران خودرو است و البته شرکت سایپا و دفتر همکاری‌های فن‌آوری ریاست جمهوری هم کمک‌هایی داشته‌اند، با این حال پیشبرد چنین پروژه‌ای در مدت زمان محدود باقی مانده تا مسابقات آفریقا و رالی 2009 استرالیا مستلزم جذب بودجه طی زمانی کوتاه است که امیدواریم با حمایت مسوولان امر خصوصا معاونت علمی ریاست جمهوری که مسوولیت بنیاد ملی نخبگان را هم بر عهده دارند، این امر محقق شود.

ایسنا