Ad Branger

Welkom Gast ( Inloggen | Registreer gratis )

Rating 5

Buggy Ontwikkelingen

Posted by Ad Branger, 30-12-2009, 20:32 in Buggy ontwikkelingen

Buggy ontwikkelingen

Een ieder die zelf vliegers of buggy’s ontwerpt en bouwt zal bevestigen dat het steeds opnieuw een avontuur is. Het ontwerpen op zich is een weg vol twijfels, plussen en minnen optellen en uiteindelijk keuzes maken. Gaat de knop eenmaal om en start het moment van bouwen, dan is er geen weg meer terug. Vervolgens ben je vaak maanden aan het werk zonder vooraf te weten hoe de vlieger zal vliegen of de buggy zal rijden. Als het resultaat uiteindelijk is zoals je had verwacht of zelfs soms beter dan dat, dan is de voldoening groot.

Peter Lynn stond bijna 20 jaar geleden aan de wieg van de buggy.
Inmiddels zijn er wereldwijd meer dan 10.000 van zijn buggy’s geproduceerd.



Verwacht van mij geen uiteenzettingen over RVS of de modernste lastechniek. Daar kunnen anderen veel zinniger dingen over schrijven. Ook heb ik geen enkele ambitie om ooit een buggy te bouwen. Ik hou het bij mijn matrassen, maar als leek op het gebied van buggy’s ontwerpen en bouwen kan ik er wel lekker onbevangen over schrijven. Wat ik met dit artikel wil laten zien, is dat de buggyontwerper, net als de matrasontwerper, een flink aantal variabelen heeft waar hij uit moet kiezen. Variabelen die afhankelijk van de toepassing gekozen kunnen worden en allen van grote invloed zijn op de prestaties van de buggy.


Omstandigheden en toepassing

Een belangrijk probleem bij het ontwerpen van een buggy is dat de omstandigheden nooit vast staan. Er bestaat hierdoor in feite geen optimaal ontwerp. Elke situatie vergt in feite een andere configuratie. Hard of zacht strand? Gaan we rechttoe rechtaan racen of wordt het een circuitje? Welke vlieger gaan we gebruiken? Welke buggyrijder (gewicht, lengte, ervaring)? Wat is het gewenste niveau van het comfort?

Een buggyjumper verlangt een totaal andere buggy dan de wedstrijdrijder.


Voor een optimaal ontwerp zou je dus om te beginnen moeten vaststellen wat precies alle omstandigheden en eisen zijn. Terwijl ik dit schrijf besef ik me dat dit in feite ook van toepassing is op het ontwerpen van een vlieger…


De wielen

Twintig jaar ontwikkeling van de buggywielen in beeld.


Naast het formaat van de wielen wordt er ook met het aantal wielen druk geëxperimenteerd. We komen naast de gebruikelijke drie, soms ook twee, vier en vijf wielen op de stranden tegen. Ook de driewielige versie met twee wielen voor en een wiel achter is uitvoerig getest. In Nederland is dat onder andere gedaan door Alan Pereira. Uiteindelijk lijkt de driewielige buggy met de twee wielen achter het meest stabiel en efficiënt.

Twee wielen.


Vier wielen.


Vijf wielen.



Banden en bandenspanning

BF-lights op een 0,7 bar in mul zand is prima te doen, maar kom je daarmee op een hard stuk strand dan lever je direct enorm veel snelheid in. Zet je de BF-light banden op het harde strand op een dan misschien ideale 1,2 bar, dan kun je daarmee weer niet vooruit komen in het mulle zand.

We hebben de wielmaten tegenwoordig voor het uitkiezen.


Vaak wordt er gekozen voor BF-full. Die zijn iets minder kritisch v.w.b. bandenspanning. Een bandenspanning van 0,5-0,7 bar is voor een BF-full lekker universeel inzetbaar. Of het strand nu hard of zacht is, met die bandenspanning is altijd goed te rijden. Het mag echter duidelijk zijn dat BF-full banden op een hard en/of nat strand niet altijd de beste combinatie is. Schijfwielen hebben op een hard en/of nat strand immers al voldoende hun voordeel bewezen. Die werken echter weer niet goed in combinatie met een zacht en mul strand. Banden zouden gewoon sneller verwisselbaar moeten zijn. Misschien op een manier zoals je sommige fietswielen in 3 seconden kunt wisselen?

Schijfwielen: op een nat en hard strand
zeer efficiënt en bovendien aërodynamisch verantwoord.



De bandenspanning is dus van groot belang voor de snelheid en efficiëntie. De bandenspanning heeft niet alleen een grote invloed op de rolweerstand en de vering, maar ook op de zijwaartse kracht. In plaats van wat meer gewicht toevoegen om de zijwaartse kracht op te vangen zou je bijvoorbeeld kunnen denken aan een iets lagere bandenspanning. Niet te laag, want een hoge snelheid ga je nooit halen met een te lage bandenspanning…

Een goede balans en gewichtsverdeling is van groot belang.
Een kilootje meer of minder aan het voorwiel kan de zijwaartse grip al beïnvloeden.



De bandenspanning zou tijdens het rijden eigenlijk gewoon aangepast moeten kunnen worden aan de conditie van de ondergrond of aan de maat van je vlieger. Ik denk aan de Dakar-rally-trucks of bepaalde militaire voertuigen, die ook vaak voorzien zijn van een systeem waarmee je de bandenspanning gewoon tijdens het rijden kunt aanpassen... of zou zo’n systeem duurder zijn dan de hele buggy?


Rillen

Dienen rillen alleen maar als veredelde zandverplaatsers of hebben ze ook nog een functie? Inmiddels weten we uit ervaring dat rillen nuttig zijn. Op een gladde en/of natte ondergrond merk je duidelijk dat je meer grip hebt. Maar hoeveel rillen passen we toe per band en in welke vorm moeten ze gesneden worden? Bovendien is de vraag in welke richting en hoe breed en diep ze gesneden moeten worden.

Rillen dienen voornamelijk voor het verkrijgen van zijwaartse grip. De rillen moeten dus niet in de axiale richting worden gesneden (dit is de richting van de as). Rillen in deze richting gesneden zouden voornamelijk rolweerstand opleveren en weinig bijdragen aan zijwaartse grip. Bij voorkeur worden rillen in de radiale richting gesneden (dit is de richting die loodrecht staat op de as). Op deze wijze zorgen ze wel voor meer zijwaartse wrijving.

De rillen worden in de radiale richting gesneden.


Maken we de ril kaarsrecht of brengen we ze bijvoorbeeld aan in een V-vorm? Ook hier blijkt in de praktijk dat de rechte ril zijn werk het beste uitvoert. De V-vorm klinkt theoretisch interessant, maar een band met V-rillen blijkt zich in de bochten sneller vast te vreten in het zand. Gewoon kaarsrecht is de beste werkwijze. Als het gaat om de afmetingen dan is gebleken dat, om te voorkomen dat we de band ernstig beschadigen, een diepte van ongeveer 2 a 3 millimeter en een breedte van ongeveer 5 millimeter prima functioneert.

En hoeveel rillen is verstandig? Niet teveel, maar ook niet te weinig… Als een BF-full voorzien wordt van minimaal 5 rillen heeft dat al een uitstekend effect. Teveel rillen zorgt er voor dat er veel zand wordt opgenomen door de band (gewicht). Een gemiddelde van 5-9 rillen per band is gebruikelijk en werkt uitstekend.

Het profiel op deze banden zorgt voor meer rolweerstand.
Ontwerp: Carlos Fandango (Popeyethewelder)




De achteras

Ik vraag me af of een bredere achteras dan bijvoorbeeld 140 cm altijd maar de snelheid zal verhogen. Natuurlijk is een brede as lekker stabiel, drukt de downwindzijde van de buggy nog wat vaster in het zand (als een soort kiel), kiep je minder snel om en kun je dus (vanwege een toename van de zijwaartse weerstand) de te rijden koers beter volgen, maar het gewicht neemt ook toe. Bovendien nemen de wendbaarheid en aërodynamische vormgeving af. Er is dus een grens.

Het kan ook heel goed zonder achteras...
Op deze manier is de breedte ook nog goed instelbaar te maken.



Mogelijk dat AS-velgen uitkomst bieden bij het breder maken van de buggy? Zonder dat de as langer wordt, wordt de buggy wel breder. Bij de AS-banden zit de naaf immers niet, zoals bij een normaal bigfootwiel, in het midden maar aan de zijkant van de band (asymetrisch). Het gevolg is wel een ongeveer 10 cm bredere buggy, maar de as kan gelijk in lengte en gewicht blijven. Let wel op: als voorwiel zijn ze uiteraard niet geschikt met een standaardvoorvork…

AS-velgen op een XX-racer.



In de sneeuw en op het ijs

Natuurlijk zijn de wielen in de winter te vervangen door schaatsen of skies. Juist in Nederland zijn de buggy-ontwerpers zeer creatief en is sneeuw en ijs als ondergrond een uitdaging...

In de sneeuw kunnen we de volledige wielentheorie vergeten.


Jeroen op het ijs...


...met prachtig ontworpen schaatsen.



Het zitje

Zitjes moeten vooral comfortabel zijn, meehelpen aan een goede geometrie, er voor zorgen dat het zwaartepunt laag is en tegen een stootje kunnen. De allereerste zitjes hielden geen rekening met deze eisen.

Je kon er op zitten, maar daar was ook alles mee gezegd.


Het zwaartepunt is wat hoog, maar je zit dan wel op een geweldige zetel...


Zeggen we in Nederland “buggyzitje”, dan zeggen we Ivar Jansen.
Dit is een ontwerp van hem in echt leder.



De ontwikkeling van het zitje ten voeten uit: het zitje van de Xxtreme Apexx.



Gewicht en aërodynamica

Ik denk dat ontwerpers die werkelijk willen vernieuwen en hogere snelheden willen bereiken met hun ontwerp, het vooral moeten zoeken in een aërodynamischer en lichter model van de buggy. Zwaar, breed en dikke banden horen toch meer thuis in de Formule 1, met zware motoren als krachtbron? Wij moeten het hebben van de wind. Dan is elk onnodig grammetje er één teveel.

In theorie en op papier kan het vele malen aërodynamischer.


Is dat ver weg?
Er wordt al wel mee geëxperimenteerd...



... en mee gereden!
Maart 2010: Steve Gurney in Nieuw Zeeland.



Ik ben wel benieuwd hoeveel invloed de opwaartse kracht van de aërodynamische neus van deze buggy zal hebben op het rijgedrag. Door die aërodynamische kuip wordt de luchtstroom over de voorzijde van de buggy namelijk versneld. Hierdoor ontstaat daar een opwaartse kracht. Die opwaartse kracht zal bij een snelheid van 60 km/uur niet noemenswaardig zijn, maar verdubbel je die snelheid, dan wordt de opwaartse kracht wel vier maal zo hoog. De buggy zal dan nog steeds niet de lucht in gaan, maar het zou me niet verbazen dat de vormgeving van de aërodynamische kuip de grip, en dus het stuurgedrag, van het voorwiel bij 125 km/uur wel zal beïnvloeden.
Een beetje neerwaartse druk (downforce) aan de voorzijde kan misschien geen kwaad. Dit zou je kunnen bereiken door een deel van de onderzijde dicht te maken (ventury-effect) of door een soort van voorvleugel te monteren. Lukt dat allemaal niet, dan is het misschien wel verstandig om een setje gewichten ten behoeve van het voorwiel in de buurt te houden. Maar mogelijk is het extra gewicht van de kuip voldoende om de opwaartse kracht te compenseren.

Bij het strandzeilen is men al veel verder met de techniek.
Hier de bijzonder aërodynamisch vormgegeven Greenbird.



Op 26 maart 2009 werd op het ‘dry’ Lake Ivanpah (California) de hoogste snelheid ooit behaald met een slechts door de wind aangedreven landvoertuig. De ‘zeilwagen’ Ecotricity Greenbird, bestuurd door de Engelsman Richard Jenkins, behaalde een snelheid van maar liefst 202.9 km/uur.



Bijna een jaar later wordt de hoogste snelheid ooit in een buggy gereden door een Nederlander!
De feiten:
Datum: 30 maart 2010
Buggyrijder: Arjen van der Tol
Buggy: Xxtreme Apexx
Wielen: schijfwielen van Haan wheels
Vlieger: Peter Lynn Vapor 2.7
Snelheid: 133,4 km/uur (82,9 m/h)
Locatie: Ivanpah Dry Lake at Primm (California) tijdens NABX 2010

Arjen van der Tol: hoogste snelheid ooit in een buggy gereden (133,4 km /uur)



Constructie en materiaal

Natuurlijk, we moeten niet vergeten dat we bij onze sport te maken hebben met zijwaartse krachten. Op koers blijven is voor een flinke snelheid erg belangrijk en daar heb je juist weer wat gewicht voor nodig (we hebben immers geen zwaard of kiel), maar de “universele zware racebuggy met bigfoots”, zoals we in Nederland doorgaans gebruiken, is lang niet onder alle omstandigheden het meest efficiënt v.w.b. snelheid.

De koersvaste tank; het gewicht (60 kilo) valt ten opzichte van de
meeste racebuggy’s nog wel mee (ontworpen en gebouwd door Harry Taskin).



Er zal een optimale verhouding bedacht moeten worden tussen de beste weerstand tegen zijwaartse krachten en de rolweerstand die dat met zich meebrengt. Hoe dan ook: een zware buggy op een zacht en mul strand komt de snelheid naar mijn idee, vanwege een toename van de (rol-) weerstand, niet per definitie ten goede.

Probeer het zwaartepunt van de buggy zo laag mogelijk te maken en laat de buggyrijder zo laag mogelijk in zijn buggy zitten. Naast stabiliteit is een bijkomend voordeel dat hiermee het punt waarop de vlieger zijn kracht overbrengt op de buggy lager wordt. Dat is gunstig, want hoe lager de vlieger in het windvenster staat, hoe meer kracht hij kan leveren.

Om een laag buggygewicht te bewerkstelligen moet er in de toekomst misschien wel gebruik gemaakt gaan worden van een carbonframe en/of een monocoque constructie in plaats van een RVS-frame. In plaats van een zwaar stalen frame kan deze monocoque constructie zelf het gewicht van de buggy dragen. Een carbon-monocoque kan behalve licht ook bijzonder stevig en aërodynamisch verantwoord worden uitgevoerd. Wie zal het zeggen? Een dergelijke ontwikkeling zal de volledige configuratie en geometrie van een buggy opnieuw op zijn kop zetten, want hoe houden we een zo’n lichte constructie op koers?

Bij een carbon-monocoque hebben we het lasapparaat niet meer nodig…


Of gaan we liever voor hout?



Ten slotte

Misschien moeten we niet zo zeer streven naar topsnelheden (gezien het behoud van locaties ben ik sowieso geen voorstander van topsnelheden op onze stranden), maar moeten we meer streven naar meer en ontspannen kilometers die je met veel plezier op een dag kan maken. Daar komt ongetwijfeld weer een totaal ander ontwerp uit (denk alleen al aan vering) dan wanneer we puur voor snelheid gaan.

Vering maakt de buggy niet sneller, maar wel iets comfortabeler.


De ontwikkelingen bij professionele buggyfabrikanten staan op een erg laag pitje. Op zich niet onlogisch, want het is natuurlijk maar een marginale markt. We moeten onze hobbymatige ontwerpers en zelfbouwers van buggy’s dus koesteren, want waar zouden we zijn zonder vakmensen als Ruud van Engelen, Jeroen Potters, Harry Taskin en Marco Buter? Zij hebben in de afgelopen jaren de mooiste buggy’s ter wereld op onze stranden gezet.

Xxtreme Apexx: ontworpen door Ruud van Engelen


Protask: ontworpen door Harry Taskin


Geinspireerd door de hierboven vermelde heren staan er gelukkig ook weer nieuwe buggybouwers en ontwerpers op. Martin Faber is een voorbeeld van iemand die de afgelopen 2 jaar is uitgegroeid tot een Nederlandse buggybouwer van formaat. Hij is vast van plan de ontwikkelingen op het gebied van buggytechniek voort te zetten. De Propex Grinder is een buggy van zijn hand met veel invloeden van de Protask en de Xxtreme Apexx. Ik wacht met veel interesse verdere ontwikkelingen van hem af.

Propex Grinder: ontworpen door Martin Faber.
De invloed van de Protask en Apexx is duidelijk zichtbaar.



Net als in de vliegerwereld gaan de ontwikkelingen meestal erg traag. Dat is naar mijn mening geen reden om maar stil te blijven staan. Bekijk je de ontwikkelingen namelijk over meerdere jaren, dan zijn de verschillen vaak wel erg groot. Vele kleine stapjes vormen dan toch een grote. Hoe dan ook, we zijn hen veel dank verschuldigd. We mogen slechts hopen dat er veel mensen bezig blijven op het gebied van de ontwikkeling van de buggy. Al die mensen die zelf hun buggy’s en vliegers ontwerpen en bouwen zijn voor mij in elk geval een grote inspiratiebron!

De Dominator 4; bijzonder fraai en inventief ontwerp
van de Engelsman Carlos Fandango (Popeyethewelder)



Het ultieme buggyplezier prachtig in beeld gebracht door Mark Meisner.



Ad Branger, november 2008

Laatste toevoeging: 10 april 2010


De Engelse vertaling van deze tekst staat hier. Met dank aan Carlos Fandango voor de vertaling.



Comments

There are no comments on this entry


 
« Next Oldest · Ad Branger · Next Newest »