¿Podríamos tener autos blandos?

Los autos son artículos interesantes … Y tienes una distribución casi bimodal de puntos de vista. Por un lado, tienes los entusiastas del núcleo duro. Por otro lado, tienes a los “autos como tostadoras”. Y eso ni siquiera cuenta las aplicaciones comerciales, como camionetas de carga, semirremolques, etc.

Veré la categoría de “autos como tostadoras”, porque creo que esa es la mayor parte de la población conductora. Dado eso, excluyo la necesidad de rigidez torsional extrema, reducción de la transferencia de torque, aerodinámica (o incluso un estilo franco), aceleración y frenado performantes, etc. Cosas que solo puede obtener con una plataforma rígida.

Como señala Courtney Ballard, Goodyear de hecho hizo esto con un avión, donde la carga de corte y la rigidez superan con creces los requisitos para un automóvil tostador.

El problema real se convierte en la supervivencia de las superficies exteriores y en proporcionar puntos de montaje fijos lo suficientemente rígidos para los asientos y, lo que es más importante, los cinturones de seguridad. También tiene problemas con el espacio del compartimiento interior: cómo obtener un sellado lo suficientemente bueno en las puertas, etc. para permitirle ejecutar el HVAC y no ser amortiguado por el ruido del viento.

Puedo imaginar un esqueleto de metal híbrido ultraligero con paneles de componentes hechos de materiales inflables rígidos. Tengo problemas para entender cómo hacer que “se sienta como un automóvil” en términos de comodidad, etc., pero eso es un problema de ingeniería, no un problema de “leyes de la física”.

Si pudiera reducir el peso a un par de cientos de libras usando esa técnica, podría aumentar el consumo de combustible por encima de 100mpg fácilmente. El sistema eléctrico no sería un candidato, porque todavía tiene los paquetes de baterías masivos necesarios, lo que en gran medida reduce el peso del resto del vehículo …

Me voy con no, no pudimos. O al menos sería una mala idea.

Al menos, los automóviles necesitan un chasis fuerte y rígido para soportar las ruedas, a través de una suspensión. También necesitan que este chasis sea fuerte y rígido para contrarrestar el par creado por el motor o el motor para que esta potencia se transmita de manera eficiente a las ruedas motrices.

Si este chasis se tuerce de alguna manera, el manejo, el frenado y la transferencia de energía se ven comprometidos y se vuelven menos eficientes.

Podría ser posible crear un automóvil donde el chasis que soporta el motor y las ruedas sea más o menos plano y haya algo como una balsa inflable encima como el cuerpo, pero una vez más, esto será menos rígido / fuerte. Piensa en una caja de cartón. ¿Es más fácil torcer esa caja cuando está plegada y plana o cuando en realidad se expande en forma de caja y se cierra con cinta adhesiva?

También vale la pena señalar que la mayoría de los tipos de cascos son rígidos por fuera y tienen algo en el interior para permitir la desaceleración gradual del cráneo de la persona. El exterior rígido está allí en gran parte para evitar que pase algo puntiagudo. Otra cosa a considerar es una bicicleta. Una bicicleta flexible sería terrible en términos de transferencia de energía.

En términos de costo, dudo que incluso sea más barato. Vaya a precio un bote Zodiac vs. un bote de aluminio abierto

¿Por qué querrías esto de todos modos?

Una de las cosas interesantes con la seguridad del automóvil es que una de las fuentes y / o objetos de impacto más probables es otro vehículo. Además de los inventos modernos de seguridad, como cinturones de seguridad, jaulas antivuelco y bolsas de aire, una de las formas de hacer que su automóvil sea más seguro es hacerlo más pesado. Sin embargo, el efecto de tener un automóvil más pesado es que hace que su vehículo sea más peligroso para todos los demás automóviles. En igualdad de condiciones, los vehículos más pesados ​​también son menos eficientes en combustible que los automóviles más ligeros. Un efecto de los hechos anteriores es que los automóviles han estado aumentando de peso constantemente durante muchos años.

Entonces, la pregunta interesante es: ¿estaríamos todos mejor con un armisticio de peso de automóvil, en el cual reduciríamos mutuamente el peso de nuestros vehículos? Por supuesto, algunos vehículos, como los semirremolques, pueden tener poco espacio para reducir su peso, y aún necesitaríamos suficiente masa para proporcionar protección adecuada contra objetos fijos, como letreros, árboles y edificios, pero la evidencia sugiere que podríamos reducir el peso de nuestros autos para una ganancia neta en la eficiencia del combustible sin demasiada compensación en seguridad.

Ahora, ¿la solución específica propuesta en esta pregunta, usando un cojín inflable, haría un automóvil más seguro? Esto es realmente lo que hace una bolsa de aire, excepto que solo le pedimos a la bolsa de aire que proteja al pasajero, no a todo el vehículo. Permitimos que el vehículo sufra el daño y se arrugue para absorber la energía del impacto. Un sistema de globo exterior puede ayudar para impactos de velocidad más baja, pero sospecho que para una velocidad más alta, la contribución sería mínima ya que el globo probablemente se rompería instantáneamente por el estrés del impacto con solo una reducción mínima en la energía del impacto. Sería un poco como envolver un automóvil con espuma de poliestireno. No te hará daño, pero probablemente tampoco te va a salvar.

* Para ser justos, vale la pena mencionar que los vehículos más pesados ​​generalmente proporcionan una conducción más suave y cómoda, pero las suspensiones modernas han hecho que esto sea menos problemático.

No estoy familiarizado con los robots blandos como se menciona en esta pregunta, por lo que no sé realmente qué se pretende al extender esta tecnología a los automóviles. Cuestiono la idea de que el uso de nuevos materiales para producir automóviles ahorraría dinero.

Los robots son considerablemente diferentes de los automóviles. Generalmente se mueven lentamente en lugar de a velocidades de autopista. Sospecho que los robots blandos mencionados aquí no están diseñados para mover objetos grandes y pesados ​​como las personas a largas distancias como se espera que hagan los automóviles. Si bien la tela puede tener un aspecto agradable para una máquina, parece que no sería muy resistente.

Ha habido algunos intentos de fabricar automóviles a partir de materiales compuestos que son principalmente tela incrustada en un material de unión. Esto no ha funcionado bien para los automóviles. Algunos casos especiales, como el Chevrolet Corvette, han disfrutado de ventas con esta tecnología, pero parece que se trata más de la función y el aspecto del automóvil que del material utilizado para fabricarlo. Aun así, a los Corvettes les ha ido mal en condiciones difíciles de carrera. Recuerdo una asociación de carreras, IMSA, de hace varios años, donde era común que Corvettes compitiera contra Porches en carreras de 500 millas. Los Corvettes podrían ganar esas carreras ya que tenían mucha más potencia si solo pudieran completar las 500 millas sin desmoronarse. Eso rara vez sucedió.

Ha sido común construir aviones usando tela para cubrir un marco de tubo de madera o acero. Este es un tipo de vehículo diferente al de los automóviles, que otorga una gran importancia al peso y parece no importarle el costo de fabricación. La estructura de acero estampada tiene un contenido de trabajo muy pequeño en comparación con cualquier otra estructura utilizada en automóviles, excepto el aluminio estampado.

Entonces supongo que mi respuesta es no. No creo que veamos autos hechos de tela en lugar de metal.

No creo que tengamos esto a excepción de los concept cars exóticos. Para el uso diario, simplemente no se usaría lo suficientemente bien. A gran velocidad, el viento deformaría y ondularía el automóvil, convirtiéndolo en una pesadilla aerodinámica. A menos que use material exótico de la cúpula, un poco de punk con un cuchillo podría causar daños corporales importantes a su automóvil.

Lo que sí veo es posible bolsas de aire exteriores. Los paneles se abrirían cuando una colisión fuera inmanente e inflarían rápidamente una bolsa de aire. No haría mucho en colisiones vehiculares importantes, pero detendría el daño de colisiones menores y colisiones con peatones.

En un grupo de novelas de ciencia ficción escritas por Julian May, el autor plantea la idea de “decamol”. En las historias, este es un material que se compone de cámaras de aire de 10 moléculas en un lado (por lo tanto … deca-mole) y se infla a un muy alto estado de rigidez. El material en sí es similar en estructura a las fibras “monomoleculares” propuestas compuestas de cadenas simples de compuesto de una molécula de diámetro.

No existe tal material, por supuesto, en las historias son regalos de extraterrestres tecnológicamente avanzados.

Pero algo por el estilo podría tener el grado necesario de rigidez y resistencia.