Aerodynamika je věda. Jak probíhá měření auta ve větrném tunelu

Světla se rozsvěcí a výtahem stoupá do místnosti Škoda Enyaq iV. Větrný tunel je připraven na měření ostrého elektrického SUV. Bílý vůz je zčásti polepen černou fólií, na níž z červených puntíků visí zelené provázky. Připravuje se test pomocí bavlnek. Válce v podlaze roztáčejí kola auta a obsluha tunelu spouští obří ventilátor. Kolem auta brzy citelně fouká a provázky se začínají třepotat. [irp] „Sledováním pohybu bavlnek popíšeme proudění vzduchu u povrchu vozu,“ vysvětluje Jiří Novák, hlavní aerodynamik projektu Enyaq iV v Technickém vývoji Škoda Auto. Kola se při tomto testu, stejně jako při všech dalších, točí proto, že i jejich pohyb má vliv na proudění vzduchu okolo vozu. A právě o co nejméně komplikované obtékání vzduchu kolem auta a jeho částí aerodynamikům jde. „Cílem je co nejnižší koeficient odporu cx. Jeho snížení znamená nižší spotřebu, u elektromobilu pak samozřejmě delší dojezd na jedno nabití,“ přibližuje Zdeněk Sloupenský, koordinátor vnější aerodynamiky vozů platformy MEB. Tentokrát v tunelu univerzity ve Stuttgartu stojí předsériový Enyaq RS iV. Přibližně devět desetin práce věnované vývoji aerodynamiky se děje virtuálně pomocí počítačových simulací, s nimiž pomáhá supervýkonný počítač HPC, který Škoda Auto využívá. Přesto se aerodynamici s tímto vozem v reálu nepotkávají poprvé. V tunelu už byli s jeho vyfrézovanou maketou v měřítku 1:1 i funkčním prototypem. Virtuální simulace pomáhají pochopit, co se v proudění okolo vozu děje a proč. Měření v tunelu je završením celého vývoje a potvrzením vývojového procesu postaveného na výpočtech. [irp] S výsledky výpočtů a měření modelů a prototypů odborníci na aerodynamiku seznamují kolegy z oddělení designu a konstrukce. Společně pak hledají řešení, která jsou vhodná pro všechny zúčastněné a pomáhají zlepšovat vlastnosti připravovaného automobilu. „Na vývoji vozu spolupracujeme po celou dobu jeho trvání. Od diskusí základních linií tvarování a proporcí vozu až po detailní změny na náraznících a zpětných zrcátkách. I změna detailu, který sníží odporový koeficient o jednu setinu, zvýší výsledný dojezd vozu Enyaq iV o přibližně 7 kilometrů ve WLTP cyklu. V případě dálniční jízdy je navýšení ještě výraznější,“ popisuje Zdeněk Sloupenský. K čemu je ale měření předsériového vozu? S jeho podobou už se přece nedá nic dělat. „Podle platných předpisů homologace WLTP máme povinnost ohodnotit veškeré aerodynamicky relevantní konfigurace volitelné na vůz, jako jsou například kola, ještě před jeho prvním přihlášením. A to se provádí právě na předsériovém voze,“ prozrazuje Zdeněk Sloupenský. [adrotate banner="20"] Ale pojďme se podívat zpět na bavlnky, které se mohou třepotat ve větru o rychlosti až 60 km/h. Jejich pohyb zaznamenávají citlivé kamery, z jejichž záznamu později vznikne mapa pohybu vzduchu na daných místech karoserie, například na blatníku za předním kolem nebo u dveří zavazadlového prostoru. Správné usměrnění proudu vzduchu nejen snižuje aerodynamický koeficient, ale také umožňuje omezit špinění důležitých částí karoserie například od nečistot na silnici. [irp] Vítr ustal a bavlnky se zase uklidnily. Chystá se něco nového. Na scénu přichází kouřová sonda – zařízení vypouštějící umělý dým. Když kouř vychází ve větru před vozem, dokonale kopíruje profil karoserie a ukazuje tak, jak vzduch auto obtéká. [gallery type="rectangular" ids="410455,410456,410457,410458,410459,410460"] Kouřovou sondou se samozřejmě netestuje pouze celá karoserie, ale i její jednotlivé prvky, na kterých aerodynamikům obzvláště záleží. Přední nárazník, vnější zpětná zrcátka a úplavy za nimi, úplav za zadním sklem, air-curtain, tedy řešení na bocích předního nárazníku, které vede vzduch kolem předního kola. Všechna tato místa proud dýmu prověří a odhalí, že vzduch kolem nich proudí tak, jak odborníci zamýšleli. [adrotate banner="22"] „Aerodynamický odpor je tvořen z podstatné části tvarem úplavu za vozem. Jde o oblast zpomaleného proudění s přímým vlivem na zadní partie vozu. Cílem aerodynamika je dosáhnout souměrného tvaru úplavu a tím co nejvyššího tlaku na záď,“ vysvětluje Jiří Novák. [irp] Kouř se rozplynul a kolem auta se posouvá obří hřeben. Žádnou úpravu účesu však nečekejte. Takzvaná hřebenová sonda je dalším měřicím přístrojem, který při aerodynamickém měření nachází využití. Jednotlivé zuby hřebenu za vozem měří rychlost proudícího vzduchu a výsledkem je náhled na proudění v prostoru dále od vozu. „Analýzou rychlosti proudění získáváme informace o jeho zavíření. Vedle již zmíněného úplavu je sondou sledováno také chování proudění vzduchu za koly. Ta se během jízdy odvalují a vytvářejí složitý aerodynamický jev. Snahou aerodynamika je dosáhnout v této oblasti hladkého obtékání,“ popisuje Jiří Novák. Odborníci na aerodynamiku z Technického vývoje Škoda Auto jsou ve své práci velice úspěšní. Poslední modely Škoda se pyšní vynikajícími aerodynamickými vlastnostmi i skvělými hodnotami indexu cx. Octavia je s hodnotou 0,24 (Octavia Combi 0,26) mezi nejlepšími ve své třídě, stejně jako aktuální generace modelu Fabia (cx 0,28). Enyaq iV s koeficientem od 0,257 je mezi SUV na špici a Enyaq Coupé iV má díky splývavé zádi skóre ještě lepší – 0,234. Vedle optimalizovaných tvarů karoserie, nárazníků, zrcátek nebo už zmíněných air-curtain nabízí u elektrických vozů velký potenciál hladká podlaha pokrytá aerodynamickými panely a hladký tvar baterií. Dalším způsobem snížení celkového odporu je inteligentní řízení množství vzduchu do motorového prostoru pomocí otevíratelné a uzavíratelné rolety umístěné před chladícím paketem. [irp] Co se dá čekat od budoucích modelů značky Škoda v oblasti aerodynamiky? Dají se dosahované hodnoty vůbec ještě snižovat? „Možnosti dalšího snižování aerodynamického odporu stále aktivně hledáme a díky spolupráci s kolegy z designu a konstrukce také nacházíme. Vždy jde o nalezení nejlepšího řešení mezi designem, technikou a náklady tak, abychom naplnili očekávání zákazníka,“ shodují se jednomyslně oba aerodynamici.

Diskuze Zruš odpověď