Mobilität – Logistik, Fahrzeuge und Transportwege – in naher Zukunft
Mobilität ändert sich grundlegend in Zukunft. Sie muss von Anfang an neu konzipiert werden. Ein neuartiges Konzept für Straßen, Fahrzeuge, Verhaltensweisen stellt THE LINE Megacity in Saudi Arabien dar. Wir haben dazu unsere Vorstellungen entwickelt und einige Ideen als Concept Cars umgesetzt.
Bisher unvorstellbar große Städte mit 150 Mio Einwohnern sind in Planung. Wie können so viele Menschen auf kleinem Raum untergebracht werden? Wie können sie vielfältig ernährt werden? Wie können sie sich persönlich austauschen? Wie können ihre Abfälle entsorgt werden? Wie können sie mit frischer Luft versorgt werden? Wie können sie leben ohne die Natur übermäßig zu beanspruchen; z.B. durch sehr hohen Energieverbrauch?
Viele Fragen lassen sich damit beantworten: es müssen neue Konzepte für die Mobilität gefunden werden. Waren, Menschen, Informationen, Energie müssen transportiert werden; und zwar in ausreichendem Maß, zeitnah und pünktlich und vor allem zuverlässig.
Mobilität erfordert Fahrzeuge /Autos und Transportwege. Transportwege stehen kaum zur Verfügung. Deshalb ergeben sich neue Anforderungen an die Verkehrssysteme. Verkehr wird mehrdimensional ablaufen. Schwebebahnen, Tunnelsysteme werden notwendig und vor allem ganz neu durchdachte Fahrzeuge für den Individualverkehr.
Transportfahrzeuge benötigen Antriebsenergie. Fossile Rohstoffe gehen zur Neige. Die Sonne liefert zuverlässig Energie. Sie konnte bisher nicht angezapft werden. Photovoltaik, Windkraft, indirekt auch Biogasanlagen und vor allem die geplanten Einrichtungen im All zum Einfangen von Sonnenenergie und deren Weiterleitung in Form von Mikrowellen oder Laserstrahlen auf die Erde versprechen Energie im Überfluss. Die Energie wird als elektrischer Strom anfallen.
In Zukunft wird Energie hauptsächlich als elektrischer Strom zur Verfügung stehen, zum Antrieb von Maschinen, zum Antrieb von Fahrzeugen aller Art und auch als Wärmequelle.
Fahrzeugtypen
Damit ist die Antriebsfrage geklärt. Entwickler und Konstrukteure können sich viel mehr auf die Gestaltung konzentrieren. Es wird Fahrzeuge geben zur Beförderung von Personen auf kurzen und langen Strecken mit Büro-, Fitness- oder Wascheinrichtung, einem gemütlichen Sessel mit Spielekonsole davor, einem Bett oder einem Tragestuhl. Transportfahrzeuge werden für kleine und große Lasten, kleines und großes Volumen, Gegenstände von hohem und minderem Wert gebaut und für Kranke oder Menschengruppen usw. konstruiert. Sie können Wüsten durchqueren, auf holprigen Straßen verkehren, Wasser- oder Luftverkehrsstraßen befahren, an einem Seil hängen oder durch Tunnel geschossen werden.
Eine große Aufgabe für die Ingenieure wird die Speicherung der Antriebsenergie und die Zufuhr von Energie bleiben. Wird die Energie auf dem Fahrzeug von der Sonne eingefangen, eventuell direkt von Einrichtungen im All? Gelingt es, energieautarke Fahrzeuge zu bauen? Wird Energie über energiestarke Wellen über oder unter den Fahrbahnen übertragen? Dienen Batterien oder Tanks für Öl, Wasserstoff oder andere Gase (Erdgas, Ammoniak) als Speicher?. Wird der Speicher an Tankstellen oder während der Fahrt befüllt? Wir schlagen unten einige Concept Cars vor.
Es werden sehr viele Fahrzeuge benötigt. Die Grundfläche der Fahrzeuge muss entsprechend klein sein. Dadurch steigt die Kippgefahr. Einzelne Personen fahren von ihrer Wohnung bis zu ihrem Wunschort. Sie fahren kaum zusammen: Jeder braucht sein Fahrzeug. Auf größeren Strecken können einzelne Fahrzeuge zusammengebunden werden, um Platz zu sparen. Eventuell bestehen Fahrwege aus Rollenbahnen, in die Fahrzeuge sich einfach einklinken.
Concept Car 1
Im Jahr 2015 hat DEUBLEIN Consulting ein Pflichtenheft für ein Fahrzeug der Zukunft geschrieben, wenn sehr viele Menschen in sehr großen Städten leben. Das Fahrzeug muss laut Pflichtenheft unter anderem
- umbaubar sein für unterschiedliche Anwendungszwecke
- nicht mehr als eine Person transportieren
- einen Pedelec-Antrieb haben
- hohen Fahrkomfort liefern; z.B. mit allen Kommunikationseinrichtungen
- geringen Flächenbedarf beanspruchen (Grundfläche 0,8 x 2 m)
- eine Reichweite von ca. 70 km ohne Zwischenstopp erreichen
- leicht sein (< 100 kg), um Energie zu sparen
- maximal 50 km/h schnell sein (Stadtverkehr)
- auf drei Rädern fahren
Bild: Copyright: Aidewise GmbH
Concept Car 2
Das Pflichtenheft wurde dann aufgrund der Erfahrungen mit dem Concept Car 1 im Jahr 2018 erweitert. Das Fahrzeug muss demgemäß zusätzlich
- von einem oder zwei Radnabenmotoren angetrieben werden. Die Tretunterstützung wie beim Pedelec entfällt dann. Damit ist die Klassierung als Pedelec nicht mehr gegeben.
- seine eigene Antriebsenergie selbst erzeugen können; dementsprechend ändert sich die Gestalt und das Aussehen
- höchsten Sicherheitsanforderungen im Verkehr mit anderen Fahrzeugen genügen; z.B. Sicherheitsgurte aufweisen
- in Kurven oder auf seitlich geneigten Fahrwegen die Geschwindigkeit automatisch drosseln.
Bild: Copyright: Aidewise GmbH
Concept Car 3
Mit dem Concept Car 2 konnten neue Erfahrungen gesammelt werden. Ein grundlegend überarbeitetes Pflichtenheft entstand im Jahr 2021: Das Fahrzeug muss luxuriös sein und den Insassen Abwechslung bieten und u.a.
- eine Klimatisierung des Innenraums ermöglichen, gut wärmegedämmt sein
- eine Federung des Fahrgastraums aufweisen
- im gesamten Geschwindigkeitsbereich (bis 50 km/h) auch in Kurven nicht kippen können und trotzdem eine große Oberfläche zur Energiegewinnung aufweisen
- autonom fahren und Abwechslung für den Fahrgast bieten
Ein solches Fahrzeug soll als Concept-Car 3 gebaut werden !
Düsenspeed e-bike
Das Düsenspeed e-Bike wurde überwiegend bei der Aidewise GmbH entwickelt und gebaut.
Es bietet ein Fahrgefühl wie auf einem Motorrad, hat die Ausstrahlung wie ein PS-strotzendes Motorrad und ist doch ein strapazierfähiges energiesparendes leichtes Pedelec. Mit den Akkus wiegt es nur 48 kg und damit wesentlich weniger als ein Motorrad. Dadurch bleibt es sportlich und kraftvoll und erfüllt allerhöchste Ansprüche.
Das Düsenspeed e-bike überträgt seine Power direkt und nicht über eine Kette an das Hinterrad. Der Hinterrad-Nabenmotor bringt sein hohes Drehmoment direkt auf die Straße oder auf den holprigen kurvenreichen Weg. Der Rahmen ist extrem verwindungssteif durch seine Konstruktion aus Carbonfasern.
Das Düsenspeed e-Bike liegt auch in engen Kurven sicher auf der Straße. Dafür sorgt der extra niedrig gelegte Schwerpunkt. Das e-bike lässt sich deshalb auch von ungeübten Fahrern leicht beherrschen.
Sein geringer Laufwiderstand überzeugt jeden Fahrer, wodurch es mit einer Akkuladung bis zu 180 km – ohne Pedalieren – fahren kann.
Näheres dazu auf Anfrage: angelika.steinhauser@aidewise.com
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Autor: Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c.* Dieter Deublein (Aidewise GmbH) *verliehen von der Amansholov University Öskemen
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