Testiranje oluje

Aerodinamika se bavi nalaženjem ravnoteže izmedju oblika, funkcije i zakona fizike. Vazdušni tunel pokazuje koliko je dizajn novog vozila zaista uspešan.
Sa svojih 5.5 metara u precniku, džinovski ventilator sa devet krila nadvišava posetioce i deluje da je više nego sposoban da stvori pravi uragan na pritisak dugmeta. Medjutim, to je tako samo na prvi pogled. „Maksimum vazdušne brzine koji se ovde proizvodi jeste samo 30 km/h – jedva nežan povetarac“, objašnjava dr Ralf Neuendorf, specijalista BMW Grupe za testiranje opreme. „Ali to je više nego dovoljno za naše potrebe. Mudrost je u tome što propustimo ovu vazdušnu struju kroz brizgalicu koja je na samom ulazu u test komoru.“ windtunnel_1Ova brizgalica ubrzava protok vazduha do regularne brzine od 140 km/h – što je jednako snazi uragana 12, najvišem stepenu na zvanicnoj skali brzine vetra. Ako je to neophodno, protok može da se ubrza sve do 180 km/h.

Vazduh ne klizi glatko kroz prostorije za ispitivanje. Pre nego što dodje u kontakt sa vozilom koje se testira, on prolazi kroz jedan broj složenih medjufaza. Prvo vazduh, koji zagreva ventilator, mora da se rashladi do sobne temperature, tako što prolazi kroz zid od 63 razmenjivaca toplote, a svaki je velicine kamionskog hladnjaka. Kad se ohladi, strujanje se okrece za 180 stepeni, pre nego što se svaka dodatna turbulencija ne izgladi nekom vrstom high-tech sita. Sve to pomaže da se obezbedi ujednacen protok vazduha, što je kljucno za kvalitet simulacije.

Iznenadjenje predstavlja cinjenica da ovaj prilicno jedinstven dizajn vazdušnog tunela stvara dva vazdušna toka. Svaka strana test komore, duplikat je kao u ogledalu iste tehnologije – ventilator, razmenjivac toplote i ispravljac protoka. Blagi lahori koje stvaraju gigantski ventilatori prvo se susrecu neposredno pre nego što udju u ispravljac protoka, posle cega se ubrzavaju duž centralnog tunela kroz ono što Ralf Neuendorf zove „brizgalicom“ – mada ovaj naziv teško da daje pravu predstavu o velicini. Jedinica o kojoj je rec je džinovski, konveksni, sužavajuci portal koji meri 20 kvadratnih metara u preseku. Ovaj deo vazdušnog tunela, koji funkcioniše vrlo slicno fenu za kosu ili prskalici zakacenoj za baštensko crevo, generiše ubrzanje sabijanjem. Na drugoj strani tunela ubrzani vazduh usmerava se nazad u kolektor, razdvaja u dva vazdušna toka i ciklus pocinje iznova.

Test vozilo postavljeno je na obrtnu plocu kako bi se omogucila simulacija vetra iz raznih uglova – ukljucujuci i lateralne ukrštene vazdušne struje. Svaki tocak oslonjen je na metalnu plocu povezanu sa izuzetno složenim mernim mehanizmom koji se nalazi ispod, na podu. Ove vage su u stanju da izmere i vertikalno i horizontalno opterecenje, što ljudima koji ga testiraju ocitava merenja i za potisnu i za aerodi-namicnu vucu.

Sven Klussmann, šef tima u odeljenju za aerodinamiku moto sporta i napredni dizajn, objašnjava cetiri osnovna modine_wk1grkriterijuma koji najviše brinu strucnjake za aerodinamiku. Prvo, njihov prevashodni cilj je da minimizuju potrošnju goriva i emisije gasova, stvarajuci oblike koji su najuspešniji u pogledu vuce. Drugi faktor tice se stabilnosti smera i prianjanja na putu, drugim recima, maksimalnim povecanjem kontakta sa tlom minimizuje se podizanje. Treci aspekt je obezbedjivanje funkcionalne bezbednosti. Suštinski, to znaci obracanje dužne pažnje na rashladne procese za motor i kocnice. A cetvrta oblast fokusira se na aspekte komfora, kao što je tok vode na prozorima i kvakama od vrata u vlažno vreme, a pored toga smanjuje se buka vetra što je više moguce. Složenost ovog poslednjeg fenomena naveli su BMW da investira u svoj akusticki vazdušni tunel

Ponekad nije moguce da se usklade sve ove namere u jedan jedinstven dizajn, mnoge odvažne ideje neminovno se odbacuju iz tehnickih razloga još u ranoj fazi. Specijalisti za aerodinamiku i dizajneri blisko saradjuju tokom citave faze razvoja karoserije kako bi obezbedili najuskladjenije moguce rezultate. Ono što ove dve profesije objedinjuje jeste, medjutim, želja da se dostigne estetsko savršenstvo. Mada nije zvanicno grana inženjerske nauke, aerodinamika je i dalje neka vrsta umetnicke vododelnice kojoj neodoljivo teže proizvodjaci automobila. Razumljivo je onda što možda i polovina specijalista za aerodinamiku dolaz iz domena aeronauticke i svemirske tehnologije, tradicionalno rezervisanog za elegantan i aerodinamican dizajn.

Svaki nacrt koji dospe na suženu listu morao je prethodno vec da potvrdi svoje osnovne aerodinamicke kvalitete u kompjuterskoj simulaciji. Stoga vazdušni tunel nikad nije polazna tacka – to je završna škola gde se iznalazi optimalni oblik za svaki detalj na vozilu.

Pre nego što se prototip potpuno izgradi, svi testovi vazdušnog tunela primenjuju se na modelima 1:2.5, cije je jezgro nacinjeno od specijalne pene, a površina je od pecene gline. Modeli u punoj razmeri grade se tek pošto odredjeni dizajn prodje pet ili šest preliminarnih faza dizajna. Prostornim okvirom koji obezbedjuje neophodnu rigidnost i ovde je spoljašnji omotac školjke karoserije napravljen od gline.
Glina je materijal koji su dizajneri vozila BMW odabrali, jer je malo materijala sa kojima može tako lako, brzo i intuitivno da se radi. Sa modelima od gline, nezadovo-ljavajuci rezultat testa cesto može da se poboljša na licu mesta uz malo veštog dopunjavanja ili dodatnog modelovanja. Pozadinska turbulencija je najteža pojava za savladavanje, pošto ona stvara kocni vakuum koji uzrokuje preko 50 odsto aerodinamicke vuce. Uz tockove koji su uzrok dodatnih 30 odsto, zadnji kraj i izbocenost tockova uvek su predmet posebne pažnje. Ako strucnjaci uspeju da ukrote turbulenciju u ovim prostorima, onda ce oni naciniti znacajan pomak u dobijanju nepredvidive bitke sa vetrom.

modine_rauch_grKako bi se otkrila tacna lokacija neželjene turbulencije, strucnjaci za aerodinamiku koriste male senzore u obliku metalnih, vrlo tankih traka. Oni registruju pritisak vazduha kroz rupicu velicine ciode i to prenose do mernih sprava u pozadini. U kasnijoj fazi, za završene prototipove i serijska vozila, na primer, senzori sa integrisanom mernom tehnologijom umecu se direktno u spoljašnji omotac karoserije. Oni pretvaraju vrednosti pritiska koje ovi senzori zabeleže u jedan elektricni signal, koji može da se išcita i zabeleži na ugradjenom kompjuteru. Ovakav ucinak vredan je investiranja, pošto se podaci koji se ovako prikupe pretežno koriste za bazicna istraživanja. BMW oprema vozila za testiranje na ovakav nacin kako bi se napravila uporedna merenja izmedju testova vazdušnog tunela i stvarnosti putnog saobracaja, što je važan izvor fizickih podataka za buduci razvoj.

S druge strane, svaka turbulencija koja se javlja oko vozila – tj. ne direktno na površini vozila – može jedino da se ispitiuje uz pomoc vazdušnog tunela. Ovo je, takodje, vitalni deo procedure testiranja, pošto „skrivene“ tacke turbulencije cesto uzrokuju usporavanje na najneocekivanijim mestima. Da bi se utvrdile te tacke, precka sa robot-rukom uvlaci senzore pritiska u svaki deo protoka vazduha. Ubacivanjem tankog mlaza dima ili prikacivanjem traka, svaka interferencija onda može graficki da se reprodukuje u slikama koje su nam vec poznate po objavljenim eksperimentima u vazdušnom tunelu.

Još jedan fenomen koji može samo da se posmatra ali ne i da se meri jeste disperzija kišnih kapi usled nadilazeceg vetra. Pošto ni dim ni trake u ovom slucaju ne pomažu, koristi se voda koja reflektuje ultraljubicastu svetlost. Cetiri fine brizgalice prskaju „fluorescentnu kišu“ u vazdušni tok ispred vozila. U zamracenoj komori za testiranje, vodene kapi bljeskaju sablasnom plavicastom svetlošcu pod UV zracenjem. Citav test beleži se iz raznih uglova pomocu video kamera. To strucnjacima za aerodinamiku omogucava da optimizuju dizajn krilnog ogledala, na primer, tako da i tokom provale oblaka mlaz bude kanalisan duž prozora sa strane ne sprecavajuci pozadinsku vidljivost.

Inženjeri rade na vrhunskom tehnickom nivou kako bi postigli optimalnu kombinaciju estetike, bezbednosti i komfora. I stalno iznova dokazuju da aerodinamicki optimizovani oblici ne moraju da budu uvek glatki i neugledni, vec i oni mogu da imaju svoj sopstveni identitet.

Izvor: Net Auto