Η αεροδυναμική είναι μετρήσιμη: Η τέχνη των μηχανικών ανάπτυξης της Mercedes‑Benz αποδεικνύεται στην αεροδυναμική σήραγγα
Όχημα & Τεχνολογία
Το νέο Actros καταναλώνει έως και πέντε τοις εκατό λιγότερο καύσιμο από το προηγούμενο μοντέλο. Το γεγονός αυτό οφείλεται, μεταξύ άλλων, στη βελτιωμένη αεροδυναμική του. Αυτή η βελτίωση της αεροδυναμικής επιτεύχθηκε με δοκιμές στον υπολογιστή, στον δρόμο και στην αεροδυναμική σήραγγα.
Ο Michael Hilgers, Επικεφαλής CAE Vehicle Functions στο τμήμα ανάπτυξης επαγγελματικών οχημάτων της Mercedes‑Benz, παρουσιάζει την ισχύ του ανεμιστήρα στην αεροδυναμική σήραγγα του Untertürkheim.
Ο τεράστιος ανεμιστήρας θα μπορούσε εύκολα να χρησιμοποιηθεί και για τα σκηνικά της τελευταίας χολιγουντιανής παραγωγής ως μηχανή ενός γιγάντιου διαστημόπλοιου. Ο αξονικός ανεμιστήρας έχει διάμετρο 8,5 μέτρων, ενώ τα εννέα κόκκινα πτερύγια έχουν μήκος δυόμισι μέτρων το καθένα. Όντως, τη συγκεκριμένη ημέρα πραγματοποιείται φωτογράφιση στην εγκατάσταση. Ωστόσο, δεν πρόκειται για ταινία, αλλά για φωτογραφίες του Michael Hilgers, Επικεφαλής CAE Vehicle Functions στο τμήμα ανάπτυξης επαγγελματικών οχημάτων της Mercedes‑Benz.
Εδώ, στην αεροδυναμική σήραγγα της Daimler AG, στο Untertürkheim της Στουτγάρδης, ο Hilgers και οι συνάδερφοί του συνέβαλαν καθοριστικά στην περαιτέρω βελτίωση της αεροδυναμικής του νέου Actros και, συνεπώς, στην ακόμη χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου που προσφέρει συγκριτικά με οποιοδήποτε προηγούμενο μοντέλο.
Τα παρακάτω στοιχεία υπογραμμίζουν τη σημασία της αεροδυναμικής: Σε ένα σύγχρονο φορτηγό, στην κυκλοφορία μεγάλων αποστάσεων στην Ευρώπη, περίπου το ένα τρίτο της διαθέσιμης μηχανικής ενέργειας αναλώνεται για την υπέρβαση της αντίστασης του αέρα. Όσο μικρότερη η αντίσταση, δηλαδή όσο πιο αεροδυναμικό το φορτηγό, τόσο χαμηλότερη η κατανάλωσή του. Το νέο Actros προσφέρει εξοικονόμηση καυσίμου έως και πέντε τοις εκατό συγκριτικά με το προηγούμενο μοντέλο. Έως και 1,5 τοις εκατό οφείλεται στο αεροδυναμικά βελτιωμένο MirrorCam, το οποίο αντικαθιστά τους κλασικούς εξωτερικούς καθρέφτες.
Πώς συνέβαλε το Untertürkheim στην αεροδυναμική του νέου Actros; Ο ανεμιστήρας της αεροδυναμικής σήραγγας μπορεί, εάν χρειαστεί, να παράξει ανέμους με ταχύτητες έως 250 χιλιομέτρων ανά ώρα. Στη φάση ανάπτυξης, οι μηχανικοί αεροδυναμικής εξέθεσαν επανειλημμένα το όχημα στο ροή του αέρα, ώστε να προσομοιωθούν οι συνθήκες ροής γύρω από αυτό. Το φορτηγό ήταν τοποθετημένο πάνω σε μια περιστρεφόμενη πλατφόρμα με ενσωματωμένη πλάστιγγα.
Βελτιστοποίηση της τιμής cw με προσομοιώσεις.
Ο στόχος τέτοιων προσομοιώσεων είναι να βελτιστοποιηθεί η τιμή cw, δηλαδή, η αεροδυναμική σχεδίαση ενός φορτηγού. "Εδώ πραγματοποιούμε επιτόπιους ελέγχους, προκειμένου να επιβεβαιώσουμε την αεροδυναμική βελτίωση των εξαρτημάτων", εξηγεί τη βασική διαδικασία ο Michael Hilgers. "Παράλληλα εξελίσσεται ο υπολογισμός ροής βάσει υπολογιστή: η ψηφιακή προσομοίωση με βάση τη λεγόμενη Υπολογιστική Ρευστοδυναμική, εν συντομία CFD." Επιπλέον, η αποτελεσματικότητα των μέτρων αεροδυναμικής επαληθεύεται στον δρόμο.
Σε ό,τι αφορά το νέο Actros, οι εργασίες στην αεροδυναμική σήραγγα παρείχαν πολύτιμες ενδείξεις για τη διαμόρφωση του MirrorCam, αλλά και για την τοποθέτηση των βραχιόνων των καμερών του στη δεξιά και αριστερή πλευρά της καμπίνας οδηγού. "Τέθηκε προς συζήτηση το επάνω και κάτω μέρος της κολόνας A, καθώς και το επάνω μέρος της κολόνας B", εξηγεί ο Michael Hilgers.
Για τις δοκιμές χρησιμοποιήθηκε ένα πραγματικό Actros, στο οποίο οι εξωτερικοί καθρέφτες είχαν αντικατασταθεί με πρωτότυπους βραχίονες καμερών – τοποθετημένους στη σειρά, στις τρεις θέσεις για έλεγχο. Το φορτηγό τοποθετήθηκε πάνω στην πλάστιγγα της αεροδυναμικής σήραγγας και ο ανεμιστήρας τέθηκε σε λειτουργία. Η πλάστιγγα επέτρεψε στους μηχανικούς να μετρήσουν τη δύναμη του αέρα που επιδρά στο ροή αέρα γύρω από το όχημα. Αποτέλεσμα: Η καλύτερη θέση για τους βραχίονες καμερών βρίσκεται στην κολόνα A, στην περιοχή της ακμής της οροφής.
Εκτός αυτού, διερευνήθηκε μια λύση, η οποία αποτρέπει τη μείωση της απόδοσης των καμερών λόγω της διάχυσης φωτός από την επάνω πλευρά. Σε αυτές τις δοκιμές επικράτησε η μικρή οροφή, με την οποία είναι εξοπλισμένοι οι βραχίονες του MirrorCam. Επίσης, οι μηχανικοί συμμετείχαν ενεργά στην ανάπτυξη των νέων, κοίλων εκτροπέων αέρα πίσω ακμής της καμπίνας. Οι βελτιστοποιημένοι εκτροπείς αέρα πίσω ακμής συμβάλλουν επίσης στο γεγονός ότι το νέο Actros καταναλώνει λιγότερο καύσιμο από οποιοδήποτε άλλο προηγούμενο μοντέλο.
Η απουσία ακαθαρσιών "στο στόχαστρο".
Στις δοκιμές στην αεροδυναμική σήραγγα και τις αναλύσεις CFD, οι μηχανικοί δεν εστίασαν μόνο στη μείωση της κατανάλωσης, αλλά και στην απουσία ακαθαρσιών. "Πρόκειται κυρίως για περιοχές που σχετίζονται με την ασφάλεια, όπως το μπροστινό παρμπρίζ και τα πλαϊνά τζάμια, καθώς και οι φακοί των βραχιόνων των καμερών", λέει ο Hilgers. Η αεροδυναμική επηρεάζει την ποσότητα των ακαθαρσιών που προσκολλώνται από το ίδιο το όχημα και από προπορευόμενα οχήματα.
Σημαντικό δεν είναι μόνο το έργο των μηχανικών αεροδυναμικής, αλλά και η συνεργασία με τους συναδέρφους από άλλα βασικά τμήματα, κυρίως με τους σχεδιαστές και τους μηχανικούς κατασκευής. Κι αυτό επειδή δεν είναι όλα τα μέτρα αεροδυναμικής επιθυμητά από άποψη διαμόρφωσης ή εφικτά για τους μηχανικούς κατασκευής.
Αντιστρόφως, οι μηχανικοί αεροδυναμικής πρέπει να ασκήσουν βέτο σε ορισμένες ιδέες των συναδέρφων. "Τελικά, όμως, όλοι οι συμμετέχοντες γνωρίζουν ένα πράγμα", τονίζει ο Michael Hilgers: "Το ζητούμενο είναι πάντα να αναπτύσσουμε όλοι μαζί την καλύτερη λύση."
Κατά μέτωπο στον άνεμο: Κατά τις εργασίες στην αεροδυναμική σήραγγα, οι μηχανικοί ανάπτυξης εστίασαν στους βραχίονες των καμερών του MirrorCam και τους εκτροπείς αέρα πίσω ακμής της καμπίνας.
Φωτογραφίες: Daimler, Lars Kruse
Σχόλιο
Συνδέσου στο λογαριασμό σου, για προσθέσεις ένα σχόλιο.
8 σχόλια
wir danken für dein Feedback und geben den Hinweis gern weiter. Solche Ideen sind wichtig für die Entwicklung unserer Trucks.
Da die Wirksamkeit der wasserabweisenden Beschichtung auf der MirrorCam-Linse im Laufe der Zeit und unter bestimmten Bedingungen (z. B. Art und Häufigkeit der Reinigung) abnehmen kann, würden wir dir empfehlen, die Linse mit einem Scheibenversiegelungsmittel (z. B. Brestol oder Rain-X) zu behandeln.
wir danken für dein Feedback und geben den Hinweis gern weiter. Solche Ideen sind wichtig für die Entwicklung unserer Trucks.
Da die Wirksamkeit der wasserabweisenden Beschichtung auf der MirrorCam-Linse im Laufe der Zeit und unter bestimmten Bedingungen (z. B. Art und Häufigkeit der Reinigung) abnehmen kann, würden wir dir empfehlen, die Linse mit einem Scheibenversiegelungsmittel (z. B. Brestol oder Rain-X) zu behandeln.
Wäre da nicht eine Messung als Komplettzug realistischer?
Wäre da nicht eine Messung als Komplettzug realistischer?
stimmt! Auch für den Gliederzug errechnen die Ingenieure die Aerodynamik, indem sie den gesamten Lastzug berücksichtigen.
stimmt! Auch für den Gliederzug errechnen die Ingenieure die Aerodynamik, indem sie den gesamten Lastzug berücksichtigen.
wir haben nochmal unsere Aerodynamiker befragt: Die Aerodynamik wird mit dem gesamten Sattelzug ideal bewertet. Verbrauchsfahrten und Simulationsrechnungen werden deshalb immer mit Trailer durchgeführt. Im Windkanal in Untertürkheim wird der Effekt des Trailers normalerweise mit einem Aufbau hinter dem Fahrerhaus imitiert (sieht man auf den Fotos hier nicht).
wir haben nochmal unsere Aerodynamiker befragt: Die Aerodynamik wird mit dem gesamten Sattelzug ideal bewertet. Verbrauchsfahrten und Simulationsrechnungen werden deshalb immer mit Trailer durchgeführt. Im Windkanal in Untertürkheim wird der Effekt des Trailers normalerweise mit einem Aufbau hinter dem Fahrerhaus imitiert (sieht man auf den Fotos hier nicht).