Ветер перемен
Быстрее пройти поворот, когда стрелка датчика топлива движется медленнее — аэродинамика в этом тоже играет не последнюю роль. В новой аэродинамической трубе в центре разработок в Вайссахе теперь можно еще точнее моделировать, определяя места кузова, где есть даже небольшое сопротивление воздуха.
Tриста. Магический порог, превышают который лишь спортивные и гоночные автомобили. Это скорость отрыва самолета от земли. Но 911
Вещь не простая, ведь малейшие изменения на внешнем контуре могут влиять, как на сопротивление встречному потоку, так и на характеристики срыва воздушного потока. В этой связи каждая новая модель проходит испытания в аэродинамической трубе. «Здесь для нас главное точность», объясняет д-р Хауке Штумпф. Его отдел отвечает за принятую в эксплуатацию весной 2015 года новую аэродинамическую трубу. «Мы должны определять силу с точностью до одного ньютона». Ньютон — единица измерения силы тяжести тела массой около 100 грамм. Т. е. почти ничто для автомобиля весом около 1,5 тонн, который движется со скоростью 300 км/ч, при этом вес автомобиля и аэродинамические силы срыва воздушного потока суммируются.
В прежней аэродинамической трубе в Вайссахе, построенной в середине 1980-х, подобные измерения также производились. Но
Движущаяся лента и весы — основа новой аэродинамической трубы. С одной особенностью: испытатели могут выбирать типы ленточных систем. Для одной системы из пяти лент каждое колесо устанавливается на отдельную стальную ленту, а в центре движется еще одна большая лента под автомобилем. «Точность измерений выше», считает Штумпф. Одноленточная система, как видно из названия, состоит из одной стальной ленты, которая движется под автомобилем. Ситуация, с одной стороны, наиболее приближенная к реальности, и это большой плюс для множества исследований. Тем не менее, результаты получаются не всегда точные. В
Ленточные системы выполняют еще одну важную задачу: позволяют измерять силы ветровой нагрузки на автомобиль. Ведь они совмещены с установленными на отдельном фундаменте прецизионными весами. Даже минимальные изменения сил воздушного потока, воздействующих на автомобиль, либо их распределение на колеса может быть зарегистрировано. Полученные результаты позволят инженерам выполнить расчет сопротивления воздуха и силы срыва или подъема воздушного потока на передней и задней оси.
Искусственный воздушный поток создается большим вентилятором с карбоновыми лопастями, диаметром до восьми метров. Максимальное приводное усилие, развиваемое электромотором размером с микроавтобус, примерно семь мегаватт или 9 300 л.с. Уровень шума в новой аэродинамической трубе остается низким, на скорости 200 км/ч по сравнению с предыдущей установкой шума — даже значительно ниже. Теперь инженеры в Вайссахе могут выполнять акустические измерения, для чего ранее приходилось привлекать сторонние организации. При этом речь не о достижении некоего абсолютного уровня шума, а о детальной исследовательской работе. Например, необходимо определить, какое влияние на акустику оказывают контуры определенного типа зеркала заднего вида, либо новый тип уплотнения двери. Для проведения подобных измерений несколько сотен микрофонов направляют на автомобиль в зоне измерений, чтобы затем на компьютере получить трехмерное изображение распространения звуковых волн.
Многие измерения, например, определение сопротивления воздуха, в будущем будут выполняться на рядовой для автобанов скорости 130 км/ч. В то же время важно иметь возможность моделировать воздушные потоки для более высоких скоростей, например, для изучения прочности материалов или для создания гоночных автомобилей. Соблюсти требования регламента и обеспечить небольшое преимущество в аэродинамике — в этом инженеры
Новая аэродинамическая труба в Вайссахе — не отдельное сооружение, а элемент комплекса зданий, где расположены студии дизайна, мастерские и отдел аэродинамических испытаний. Это сделано намеренно, отмечает Штумпф. «Так как все рядом, специалисты в области аэродинамики могут быстро и с максимальной конфиденциальностью проводить испытания концептов». Совершенство форм и хорошая аэродинамика должны и могут сочетаться в
С момента принятия решения правлением фирмы до ввода в эксплуатацию новой аэродинамической трубы прошло почти четыре года. Не такой уж и большой период времени. Практически все компоненты системы изготавливались по специальному заказу, выполнить который способны лишь немногие производители в мире. Сразу после сборки точная настройка и регулировка была проведена в системе самой аэродинамической трубы. «Так же, как струнный музыкальный инструмент настраивают перед концертом, труба готовилась к работе», поясняет Штумпф. Несколько недель у экспертов ушло на проверку распределения воздушных потоков в зоне измерений. Ведь результаты измерений можно использовать, если на площади сечения пространства в 22 кв.м погрешность в характеристиках скорости ветра не превышает одного процента. «У нас погрешность значительно ниже», утверждает Штумпф.
Слишком много хлопот вокруг ветра. Но это стоит того: миссия испытателей будет выполнена, если новая модель автомобиля на реальной дороге будет расходовать чуть меньше топлива, если
Текст Йоханнес Винтерхаген
Фото Рафаэль Крётц