Windkanal
Der modernisierte Windkanal an der Universität Stuttgart verfügt über einen Seitenwindgenerator, bessere Strömungsdämpfer und ein modulares System aus fünf Laufbändern für Räder und Fahrbahn.
Funktion
Eine Turbine bringt die Luft auf bis zu 60 Kilometer pro Stunde. Vor der Messkammer erhöht eine Düse die Strömungsgeschwindigkeit um den Faktor fünf auf maximal 300 Stundenkilometer. Der Lüftungsschacht hinter der Messkammer führt die Luft wieder zur Turbine. Nach außen ist alles abgedichtet, die Türen sind 30 Zentimeter dick. Unter der Fahrbahn sind Elektromotoren: Jedes Rad des Autos wird über ein Laufband angetrieben.
Forschung
Im Fokus der Wissenschaftler liegt die Reduktion des Strömungswiderstands von Fahrzeugen. Jedes Detail eines Wagens wird getestet und optimiert. Weiter Forschungsthemen sind die Aeroakustik und die Verschmutzung des Autos durch Luftverwirbelungen.
Luftwiderstand
Als charakteristische Größe für den Luftwiderstand gilt der cw-Wert. Der liegt bei Fahrzeugen der Golfklasse bei 0,3, bei SUV bei 0,4. Die Reduktion des cw-Werts um ein Hundertstel spart rund 0,4 Liter Kraftstoff auf 100 Kilometer.
Betrieb
Der Windkanal benötigt für den Betrieb eine elektrische Leistung von 4,5 Megawatt. Die Betriebsstunde kostet 2000 bis 3000 Euro. Bis zur Serienreife steht ein Auto mehr als 1000 Stunden im Windkanal.
Die Ingenieure warten mit mehreren Neuheiten auf. Durch sechs verstellbare Flügel zwischen Düse und Fahrzeug können die Forscher Seitenwind generieren. Die Flügel sind um einen Winkel von zwölf Grad schwenkbar und können pro Sekunde bis zu zwölf Mal hin und her schwingen. „Der Wind kommt ja nie ganz von vorn“, erklärt Michelbach. Außerdem können die Ingenieure auch solch unangenehme Situationen simulieren, wie das Herausfahren aus dem Windschatten eines Lkw, das Fahren in turbulenter Luft hinter einem Truck oder etwa Hineinfahren in einen Tunnel. Die aerodynamische Konstruktion des Fahrzeugs soll dazu beitragen, dass ein Fahrer in kritischen Situationen die Kontrolle über sein Auto behält.
Pfeifgeräuschen auf der Spur
In den Bereich der Aeroakustik gehört eine weitere Neuheit. Um das Pfeifen des Fahrtwinds am Seitenspiegel oder Türspalt aufzuspüren, muss der Windkanal selbst leise sein. Dazu müssen die Forscher einerseits die Strömung im Windkanal beruhigen und Lärm beseitigen. Durch spezielle Dämpfungselemente beim Lufteinlass und Hohlräume auf dem Dach des Gebäudes bekommen sie Störgeräusche in den Griff. Dann können sie sich darauf konzentrieren, mit Innenraummikrofonen die Fahrtgeräusche von Seitenspiegel, Türschlitzen, Karosserieformen zu optimieren.
Hauptpartner des FKFS im Windkanal ist die Firma Daimler. Die hat zwar eigene Windkanäle in Sindelfingen, greift aber auf die Anlagen an der Uni zurück. Für Stephan Wolfsried, Forschungsmanager bei Daimler, wird die Aerodynamik bisweilen unterschätzt. „Oft kann man mit Aerodynamik und Ingenieurkreativität genauso viel erreichen wie durch innermotorische Maßnahmen“, sagt Wolfsried. Die Limousinen von Daimler sind daher nicht nur die windschnittigsten, sondern — nach eigenen Angaben — auch die leisesten im Fahrtwind.
Der Windkanal für die Autoentwicklung
Windkanal
Der modernisierte Windkanal an der Universität Stuttgart verfügt über einen Seitenwindgenerator, bessere Strömungsdämpfer und ein modulares System aus fünf Laufbändern für Räder und Fahrbahn.
Funktion
Eine Turbine bringt die Luft auf bis zu 60 Kilometer pro Stunde. Vor der Messkammer erhöht eine Düse die Strömungsgeschwindigkeit um den Faktor fünf auf maximal 300 Stundenkilometer. Der Lüftungsschacht hinter der Messkammer führt die Luft wieder zur Turbine. Nach außen ist alles abgedichtet, die Türen sind 30 Zentimeter dick. Unter der Fahrbahn sind Elektromotoren: Jedes Rad des Autos wird über ein Laufband angetrieben.
Forschung
Im Fokus der Wissenschaftler liegt die Reduktion des Strömungswiderstands von Fahrzeugen. Jedes Detail eines Wagens wird getestet und optimiert. Weiter Forschungsthemen sind die Aeroakustik und die Verschmutzung des Autos durch Luftverwirbelungen.
Luftwiderstand
Als charakteristische Größe für den Luftwiderstand gilt der cw-Wert. Der liegt bei Fahrzeugen der Golfklasse bei 0,3, bei SUV bei 0,4. Die Reduktion des cw-Werts um ein Hundertstel spart rund 0,4 Liter Kraftstoff auf 100 Kilometer.
Betrieb
Der Windkanal benötigt für den Betrieb eine elektrische Leistung von 4,5 Megawatt. Die Betriebsstunde kostet 2000 bis 3000 Euro. Bis zur Serienreife steht ein Auto mehr als 1000 Stunden im Windkanal.