Η F1 παρουσίασε τον υβριδικό κινητήρα το 2014 ανοίγοντας το δρόμο για αυτό το είδος τεχνολογίας και σε αυτοκίνητα μαζικής παραγωγής. Τα δίτροχα είναι σίγουρα πίσω: η ενδόθερμη πρόωση εξακολουθεί να κυριαρχεί τόσο στη σειρά όσο και στους αγώνες. Αλλά αρχίζουμε να μιλάμε όλο και πιο συχνά στο περιβάλλον μας και τίθεται αυθόρμητα το ερώτημα: θα μπορούσε το MotoGP να γίνει προγεφύρωμα προς το μέλλον όπως ήταν η F1 για τα αυτοκίνητα; Θα μπορούσε η κορυφαία κατηγορία της μοτοσικλέτας να στραφεί σε υβριδική; Και ποιες θα ήταν, αν ναι, οι τεχνολογικές πολυπλοκότητες, το κόστος και τα πλεονεκτήματα απόδοσης που θα μπορούσαν να προκύψουν από αυτό; Προωθήσαμε αυτές τις ερωτήσεις στον Mario Uncini Manganelli, πρώην μηχανικό της Oral, KTM, Aprilia (με έξι Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Superbike για αναβάτες και μάρκες που κατακτήθηκαν με το RSV4). Ο μηχανικός της Μπολόνια διαθέτει επίσης εμπειρία σε μονάδες μετάδοσης κίνησης Mercedes F1. Τώρα παρέχει συμβουλές σε διάφορες αυτοκινητοβιομηχανίες, τόσο στον τομέα της μοτοσικλέτας όσο και του αυτοκινήτου, καθώς και στη διάδοση της επιστήμης για τους αναγνώστες του Corsedimoto.
Ποια είναι τα βασικά συστατικά του υβριδικού εξαρτήματος;
Το πρώτο εξάρτημα είναι ο ηλεκτροκινητήρας PMG (μοτέρ/γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη), ο οποίος στην περίπτωσή μας θα λειτουργούσε όχι μόνο ως γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας αλλά και ως εκκινητής. Δηλαδή, θα μπορούσε να γίνει χωρίς τις εξωτερικές μίζες που χρησιμοποιούνται τώρα, οι οποίες λειτουργούν από μηχανικό και συνδέονται με το κιβώτιο ταχυτήτων. Επιπλέον, ο μετατροπέας και η ομάδα μπαταριών θα χρειαζόταν, εκτός από μια συγκεκριμένη καλωδίωση που είναι απαραίτητη για τη σύνδεση όλων των τμημάτων του συστήματος. Μια μπαταρία, που ονομάζεται boost, θα χρειαζόταν για να τροφοδοτήσει το PMG τη στιγμή της εκκίνησης, ώστε να μην θυσία ενέργειας που είναι αποθηκευμένη στην ενσωματωμένη μπαταρία της μοτοσικλέτας.
Ποια θα μπορούσε να είναι η ιδανική υβριδική διαμόρφωση;
Ο ενδόθερμος κινητήρας θα μπορούσε να μειωθεί στα 750 cc, θα έδειχνα έναν V4 ως σχέδιο, με 230 ίππους και μέγιστη ταχύτητα κινητήρα περιορισμένη στις 16.500-17.000 σ.α.λ. Το όριο στροφών θα χρησιμεύσει για να αποφευχθεί το υπερβολικό κόστος ανάπτυξης. Η μέση ταχύτητα του εμβόλου περίπου 25-26 μέτρα/δευτερόλεπτο, διάτρηση 73-74 mm, διαδρομή 43-44 mm. Με αυτόν τον τύπο διαμόρφωσης, θα μπορούσαν να ληφθούν ονομασίες ισχύος 225-230 ίππων στον στροφαλοφόρο άξονα. Ο ηλεκτροκινητήρας θα πρέπει να μπορεί να λειτουργεί στις 16-17,5 χιλιάδες σ.α.λ. Διαστάσεις: Περίπου 135mm διάμετρος επί 35mm πάχος και θα είναι υγρόψυκτο για αύξηση της απόδοσης. Ένα PGM αυτού του είδους θα ζύγιζε 7-8 κιλά και θα εγγυόταν πλεόνασμα ισχύος 25-27 ίππων, δηλαδή περίπου 20 kW.
Και θα φτάναμε στα σημερινά 300 ενδόθερμα άλογα;
Θα μπορούσαμε να φτάσουμε τους 250-257 HP (230 ενδόθερμα HP, 27 ηλεκτρικά HP), αλλά με πολύ υψηλότερη απόδοση, γιατί περίπου 25-27 HP θα παράγονται από την ηλεκτρική μονάδα. Μεγαλύτερη απόδοση σημαίνει ότι η ροπή που παρέχεται από το ηλεκτρικό μέρος θα κατανεμηθεί σε ολόκληρη την καμπύλη χρήσης του κινητήρα, δηλαδή όχι μόνο στις υψηλές στροφές όπως συμβαίνει στους ενδόθερμους κινητήρες, εάν είναι διαθέσιμη. Το πλεονέκτημα απόδοσης, μεταφρασμένο σε χρόνο και απόσταση γύρου, θα μπορούσε να είναι πολύ σημαντικό σε σύγκριση με μια μοτοσυκλέτα με τον ίδιο κυβισμό κινητήρα.
Πόσο μπορεί να ζυγίζει ένα υβριδικό MotoGP;
Ας πάρουμε τη διαμόρφωση που περιγράφεται παραπάνω ως αναφορά. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης θα μπορούσε να ζυγίζει 5-6 κιλά λιγότερο από έναν τετρακύλινδρο 1000, σε σειρά ή σε σχήμα V, το πλήρες κιβώτιο ταχυτήτων θα ήταν μικρότερο και το ίδιο θα ήταν και η ομάδα συμπλέκτη και πρωτεύον κιβώτιο ταχυτήτων. Θα υπήρχε εξοικονόμηση καυσίμου, περίπου 3-3,5 λίτρα λιγότερο και ένα μικρότερο και ελαφρύτερο ρεζερβουάρ καυσίμου. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη το μεγαλύτερο βάρος για τα εξαρτήματα του υβριδικού τμήματος. Για τον inverter υπολογίζουμε γύρω στα 4-5 κιλά, ενώ η μπαταρία θα ήταν γύρω στα 28 κιλά, υπολογίζοντας χωρητικότητα 6-7 kWh με πυκνότητα 230 Wh/kg. Ένα υβριδικό MotoGP θα ζύγιζε 28 κιλά περισσότερο από ένα σημερινό, του οποίου το όριο βάρους είναι 157 κιλά. Με τις μπαταρίες τελευταίας γενιάς, θα μπορούσε να επιτευχθεί 250 Wh/kg με εξοικονόμηση περίπου 2 kg (7% κατά βάρος). Ορισμένα βάρη, όπως υποδεικνύεται παραπάνω, θα αντισταθμίσουν και η αύξηση του βάρους θα αποδοθεί κυρίως στην μπαταρία, μετά από μια πρώτη σημαντική βελτιστοποίηση. Άρα το ελάχιστο ρυθμιστικό βάρος του υβριδικού θα μπορούσε να είναι 185 κιλά.
Πόσο θα μειωνόταν η κατανάλωση;
Μπορούμε να υπολογίσουμε την οικονομία καυσίμου, έχουμε ήδη μιλήσει για 3,5 λίτρα που αντισταθμίζονται από την ηλεκτροπαραγωγή. Όσον αφορά την παραγωγή CO2, δηλαδή τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο ενός υβριδικού κινητήρα, είναι δύσκολο να απαντηθεί, επειδή αυτή τη στιγμή δεν υπάρχει αρκετή τεχνική βιβλιογραφία και γνωστές δοκιμές ικανές να αξιολογήσουν αυτό το είδος τιμής σε κινητήρες πολύ υψηλής απόδοσης.
Θα είχε ένα υβριδικό MotoGP να λύσει προβλήματα ασφάλειας;
Ασφαλώς. Η υψηλή τάση είναι ένας παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται δεόντως υπόψη. Στη συνέχεια θα πρέπει να ελεγχθεί η αξιοπιστία του μετατροπέα και του ηλεκτροκινητήρα. Αλλά αυτές είναι τεχνολογίες τώρα σε εξαιρετικά προχωρημένο στάδιο ανάπτυξης στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας και όχι μόνο στους αγώνες. Τίποτα που δεν μπορεί να βελτιστοποιηθεί και να διαχειριστεί καλύτερα.
Θα μπορούσε το MotoGP να εισαγάγει έναν μόνο προμηθευτή για το υβριδικό μέρος;
Οι ευκαιρίες δεν θα έλειπαν. Κατασκευαστές όπως η Marelli, η Bosch, η Siemens ή η McLaren Electronics, για να αναφέρουμε μόνο μερικούς, θα ήταν απολύτως ικανοί να δημιουργήσουν υβριδικές μονάδες που θα προμηθεύονται σε όλες τις ομάδες σε καθεστώς ενιαίας προμήθειας, επομένως με ελεγχόμενο και ίσο κόστος για όλους. Αντίθετα, η συμμετοχή περισσότερων εξειδικευμένων εμπορικών σημάτων θα αύξανε την τεχνολογική πρόκληση.
Πόσο καιρό θα χρειαζόταν για να αναπτυχθεί;
Τρία χρόνια από τη στιγμή της κυκλοφορίας της φόρμουλας. Έτσι, εάν η MSMA, η Federmoto και οι άλλες εμπλεκόμενες οντότητες αποφασίσουν τώρα για ένα παρόμοιο σημείο καμπής, το MotoGP θα μπορούσε να πάει σε τροχιά στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα του 2026.
Θα ήταν διαφορετικός ο οδηγός;
Αναμφισβήτητα. Το ηλεκτρικό μέρος θα εγγυάται 25-27 επιπλέον ίππους, εκμεταλλεύσιμους σε ένα ευρύ φάσμα χρήσης κινητήρα, ειδικά αν μιλάμε για ροπή ηλεκτροκινητήρα, και όχι μόνο στο μέγιστο άνοιγμα του γκαζιού όπως συμβαίνει στους ενδόθερμους κινητήρες. Έχοντας περισσότερη ροπή, η αεροδυναμική θα έμπαινε στο παιχνίδι ακόμα περισσότερο, δηλαδή το κατακόρυφο φορτίο που παράγεται από τα ολοένα και πιο εντυπωσιακά εξαρτήματα των φτερών, που δημιουργεί επιπλέον πρόσφυση. Με περισσότερη ροπή διαθέσιμη σε διάφορες στροφές, αυτή η περιοχή θα γινόταν ακόμη πιο στρατηγική. Ωστόσο, το μεγαλύτερο βάρος θα μείωνε την αποτελεσματικότητα πέδησης.
Πόσα άτομα θα χρειαζόταν κάθε ομάδα για να διαχειριστεί τη μετάβαση στο υβριδικό;
Τουλάχιστον ένας ηλεκτρολόγος μηχανικός υπεύθυνος για την αξιοπιστία του συστήματος και τη χαρτογράφηση υβριδικών εξαρτημάτων. Ο μετατροπέας θα ήταν προφανώς προγραμματιζόμενος και συνδεδεμένος με την κύρια μονάδα ελέγχου ή την ECU που ήδη ελέγχει τον ενδόθερμο κινητήρα και τις λειτουργίες ολόκληρου του οχήματος.
Μεταξύ των σημερινών ανταγωνιστών του MotoGP ποιος θα μπορούσε να επωφεληθεί από αυτό;
Η Honda είναι παγκόσμιος πρωταθλητής F1 εδώ και χρόνια, έχει τεράστια εμπειρία στα υβριδικά. Η Yamaha θα μπορούσε να αξιοποιήσει τους πόρους της Toyota (με τους οποίους είχε επίσης επαφές στο παρελθόν), επομένως και σε αυτήν την περίπτωση διαθέτει εσωτερική τεχνογνωσία. Η Ducati, από την άλλη πλευρά, θα αξιοποιήσει σε μεγάλο βαθμό τους πόρους της Audi, η οποία είναι πολύ αφοσιωμένη στον ηλεκτρικό τομέα και θα προσγειωθεί στην F1 το 2026. Στην Aprilia υπάρχει ο Massimo Rivola, ένας πρώην άνθρωπος της Ferrari: μπορείτε να φανταστείτε τη γοητεία μιας συμφωνίας τεχνικής συνεργασίας μεταξύ Noale και GES Ferrari; Σήμερα, μόνο η KTM δεν έχει διασυνδέσεις με τον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, αλλά θα μπορούσε κάλλιστα να αντλήσει από τους διαθέσιμους πόρους στην αγορά.
Πόσο θα ανέβαιναν τα έξοδα;
Μια αύξηση σε σχέση με την τρέχουσα τεχνολογία είναι λογική. Ένα υβριδικό MotoGP θα μπορούσε να κοστίσει 10%-15% περισσότερο, με βάση τον λογαριασμό των υλικών. Αλλά θα μπορούσαμε να αντισταθμίσουμε μειώνοντας τις διαθέσιμες μονάδες σε τέσσερις ανά σεζόν, έναντι των τωρινών επτά.
Είναι εύλογο το υβριδικό στα ποδήλατα δρόμου;
Εάν οι κανονισμοί για τη μείωση της κατανάλωσης και κυρίως για τις εκπομπές ρύπων ήταν ακόμη πιο αυστηροί, ακόμη περισσότερο από τώρα, το υβριδικό θα μπορούσε να είναι ο δρόμος προς τα εμπρός. Σίγουρα η εφαρμογή ενός συστήματος PMG-inverter-μπαταριών σε ένα maxi δρόμου θα ήταν περίπλοκη και δαπανηρή, επιπλέον είναι μια ακόμη μεγαλύτερη διαδικασία από ό,τι για αγώνες. Επομένως, λαμβάνοντας υπόψη τους χρόνους ανάπτυξης, δοκιμών και έγκρισης, θα χρειαστούν τουλάχιστον έξι έως οκτώ χρόνια για να δούμε ένα υβριδικό Superbike στην πίστα, από τη στιγμή της ρυθμιστικής κυκλοφορίας.
Φωτογραφία έναρξης: μετατροπέας σχεδιασμένος από την Pulse (Rovereto), μια εταιρεία που ειδικεύεται στην εφαρμογή πρωτοτύπων μηχανοκίνητου αθλητισμού
Jonathan Rea η υπέροχη βιογραφία: “In Testa” διαθέσιμη στο Amazon