U oku orkana.
Transport Magazine

U oku orkana.

Aerodinamika se može izmjeriti: u zračnom kanalu prepoznaje se umijeće Mercedes-Benzovih konstruktora.

Actros troši do pet posto manje goriva od prethodnog modela. To može zahvaliti poboljšanoj aerodinamici koja je ostvarena pokusima na računalu, na cesti – i u zračnom kanalu.

Golemi ventilator mogao bi se koristiti kao odlična kulisa za najnovije holivudske filmove – i pritom glumiti motor gigantskog svemirskog broda. Promjer aksijalnog ventilatora je 8,5 metara, a svako od devet crveno lakiranih krila dugačko je dva i pol metra. Danas se u postrojenju zaista snimaju slike. Doduše ne one pokretne, već portreti Michaela Hilgersa, voditelja odjela CAE Vehicle Functions u sklopu Mercedes-Benzovog razvoja gospodarskih vozila.

Hilgers i njegovi kolege su ovdje, u zračnom kanalu Daimlera AG u Stuttgart-Untertürkheimu, neizmjerno pridonijeli još većoj aerodinamičnosti Actrosa, a time i još boljoj uštedi goriva u usporedbi sa svim prethodnim modelima.

Koliko je aerodinamika važna, ističe sljedeći broj: teretno vozilo koje danas sudjeluje u transportnom prometu u Europi otprilike jednu trećinu dostupne mehaničke energije troši za savladavanje otpora zraka. Što je taj otpor manji, znači što je kamion aerodinamičniji, to je manja njegova potrošnja. U odnosu na prethodni model, Actros omogućava do pet posto uštede goriva. Samo MirrorCam optimirane aerodinamike, kamera koja zamjenjuje klasične vanjske retrovizore, u tome sudjeluje s do 1,3 posto.

Content Actros wind tunnel 01

Michael Hilgers, voditelj odjela CAE Vehicle Functions u sklopu Mercedes‑Benzovog razvoja gospodarskih vozila, demonstrira snagu ventilatora u zračnom kanalu u Untertürkheimeru.

Content Actros wind tunnel 04

250

kilometara na sat brzine vjetra može proizvesti ventilator u zračnom kanalu.

No kako točno inženjeri provode testiranje? Ventilator u zračnom kanalu po potrebi može proizvesti oluju s brzinom vjetra i do 250 kilometara na sat. Za potrebe testiranja vozilo se postavlja na okretnu ploču s integriranom vagom. Tako se mogu simulirati najrazličitiji uvjeti strujanja.

„Obavljamo nasumična testiranja da bismo potvrdili aerodinamično poboljšanje komponenti.”

Michael Hilgers, voditelj odjela CAE Vehicle Functions

Cilj takvih simulacija jest optimiranje vrijednosti cw, „strujanja zraka” oko teretnog vozila. „Ovdje obavljamo nasumična testiranja da bismo potvrdili aerodinamično poboljšanje komponenti”, objašnjava Michael Hilgers osnovni postupak. „Paralelno se uvijek odvija i računalni proračun strujanja: digitalna simulacija na temelju takozvane računalne dinamike fluida, Computational Fluid Dynamics, skraćeno CFD.” Osim toga, aerodinamične mjere vrednuju se u primjeni na cesti.

Kod Actrosa je rad u zračnom kanalu rezultirao dragocjenim smjernicama za oblikovanje kamere MirrorCam, ali i za smještaj držača kamere desno i lijevo na kabini za vozača. „Raspravljalo se o gornjem i donjem dijelu A stupa te gornjem dijelu B stupa”, objašnjava Michael Hilgers.

Content Actros wind tunnel 02

Pogled na detalj I: kod Actrosa se oko kamere MirrorCam gotovo ne kovitla zrak.

Content Actros wind tunnel 05

Suočavanje sa strujom: prilikom rada u zračnom kanalu konstruktori su se fokusirali na držače kamere MirrorCam i bočne spojlere kabine za vozača.

9000

kubičnih metara zraka horizontalno struji u prstenastom kanalu dugom 125 metara.

Content Actros wind tunnel 03

Pogled na detalj II: ni na bočnim spojlerima – na slici desna strana kabine za vozača – gotovo da nema kovitlanja.

Za pokuse je korišten pravi Actros na kojem su vanjski retrovizori zamijenjeni prototipovima držača kamere koji su jedan za drugim montirani na tri ispitna položaja. Teretno vozilo smješteno je na vagu zračnog kanala i zatim je uključen ventilator. Vaga je inženjerima omogućila da izmjere snagu zraka koja je prilikom strujanja djelovala na vozilo. Rezultat: najbolji položaj za držače kamere nalazi se na A stupu blizu ruba krova.

Osim toga, tražilo se rješenje koje će onemogućiti da svjetlost koja se raspršuje odozgo smanji performanse kamera. Ta su testiranja rezultirala malim krovom kojim su sad opremljeni držači kamere MirrorCam. Inženjeri su intenzivno sudjelovali i u razvoju novih, konkavnih bočnih spojlera kabine za vozača. Optimirani bočni spojleri također pridonose činjenici da Actros treba manje goriva od bilo kojeg prethodnog modela.

Osim smanjenja potrošnje, inženjeri su prilikom pokusa u zračnom kanalu i analiza CFD-a razmišljali i o održavanju čistoće. „Pritom se prije svega radi o područjima važnima za sigurnost poput vjetrobranskog i bočnih stakala te leća kamera”, objašnjava Hilgers. „Aerodinamika utječe na to koliko će se primiti prljavštine od vlastitog vozila i onog koje vozi ispred.”

Ključan je ne samo rad aerodinamičara, nego i suradnja s kolegama iz drugih temeljnih disciplina, prije svega s dizajnerima i konstruktorima. Jer ono što ide u korist aerodinamike nije uvijek poželjno iz dizajnerske ili izvedivo iz konstruktorske perspektive.

S druge strane, aerodinamičari na neke zamisli svojih kolega moraju uložiti veto. „Na kraju krajeva, svi su sudionici svjesni jedne činjenice”, naglašava Michael Hilgers: „Važno je da zajedno pronađemo najbolje rješenje.”

Zračni kanal u Untertürkheimu.

Zračni kanal u Untertürkheimeru na raspolaganju je Mercedes-Benzovim konstruktorima već osam desetljeća. Zahvaljujući ciljanoj modernizaciji i dalje je na najvišem stupnju razvoja tehnike. Dva istosmjerna motora, svaki snage 2.500 kW, pokreću aksijalni ventilator – toliko snažno da mogu proizvesti vjetar jakosti 17. Pritom gotovo 9.000 kubičnih metara zraka horizontalno struji u prstenastom kanalu dugom 125 metara. Testno vozilo stoji na okretnoj ploči promjera dvanaest metara tako da se struji zraka može izložiti frontalno, ali i bočno iz bilo kojeg kuta. Osim ispitnog stola s valjcima, u okretnu ploču integrirana je i vaga koja mjeri šest komponenti. Ona služi za krajnje precizno određivanje brojnih sila, među ostalim i snage zraka. Sile se putem ručica i polužja prenose na mjerne ćelije i tako im se određuje vrijednost.

„Važno je da zajedno pronađemo najbolje rješenje.”

Michael Hilgers

Fotografije: Daimler, Lars Kruse

Na vrh