Audi RS e-tron GT sujungia įspūdingas eksploatacines savybes ir novatorišką dizainą.
Detektyvinis darbas vėjo tunelyje > Dizainas > Audi Lietuva | Audi.lt
Detektyvinis darbas vėjo tunelyje
Aerodinamikos specialistai „Audi“ aerodinamikos vėjo tunelyje tobulina „Audi RS e-tron GT“ formą.
Pateikiamos tik WLTP, o ne NEDC transporto priemonės sąnaudų ir išmetamųjų teršalų vertės.
Audi aeroakustiniame vėjo tunelyje galima išvystyti iki 300 km/h greitį. Tikslius rezultatus galima pasiekti tik tada, kai oro srautas tiksliai sąveikauja su transporto priemone.
Audi aeroakustiniame vėjo tunelyje galima išvystyti iki 300 km/h greitį. Tikslius rezultatus galima pasiekti tik tada, kai oro srautas tiksliai sąveikauja su transporto priemone.
Pirmas dalykas, kurį pastebėsite žiūrėdami į „Audi“ aeroakustinio vėjo tunelio ventiliatorių, yra tarpas tarp kiekvieno iš 20 vėjo tunelio rotoriaus menčių galų ir betoninio gaubto. Pora centimetrų, kurie glumina. Ar tai nėra efektyvumą mažinantis tikslumo trūkumas? Dr. Moni Islamas, „Audi“ Aerodinamikos ir aeroakustikos vystymo skyriaus vadovas, nuramina: „Kai ventiliatorius veikia maksimalia 2 720 kW galia, išcentrinė jėga ištempia aliuminiu dengtas mentes ir beveik visiškai panaikina šį tarpą.“
Tada visi turi palikti vėjo tunelį. Juk jėga, dėl kurios vėjo greitis pasiekia iki 300 km/h, sukuriama bandymų skyriuje. „20 penkių metrų pločio ventiliatoriaus menčių pamažu pradeda suktis. Sūkurinį oro srautą pirmiausia stabilizuoja 27 statoriaus kreipiamosios mentės, esančios už ventiliatoriaus. Tada oras pakreipiamas dviem kampais, kur jį tolygiai paskirsto specialiai suprojektuotos sukamosios mentės, ir keliauja į bandymų skyrių. Už mentės esantys tinkleliai išskaido didelio masto turbulenciją, kuri yra neišvengiama netoli kampų ir ventiliatoriaus. Tada oras per korinį sluoksnį, kuris ištiesina srautą, patenka į didelę nusodinimo kamerą, esančią pasroviui. Po to jis pagreitinamas per antgalį su 5,5 susitraukimo koeficientu, kol pasiekia „Audi RS e-tron GT“ tiksliai tokiu greičiu, kokio reikia.
Specialiai suprojektuotos sukamosios mentės orą tolygiai paskirsto aplink aerodinaminio tunelio kampus.
Thomas Redenbachas yra „Audi“ Aerodinamikos ir aeroakustikos vystymo / transporto priemonių projektų vadovas.
Specialiai suprojektuotos sukamosios mentės orą tolygiai paskirsto aplink aerodinaminio tunelio kampus.
Thomas Redenbachas yra „Audi“ Aerodinamikos ir aeroakustikos vystymo / transporto priemonių projektų vadovas.
„Audi RS e-tron GT“ vėjo tunelyje. Gerėjantis pasipriešinimo koeficientas padidina automobilio važiavimo nuotolį.
„Audi RS e-tron GT“ vėjo tunelyje. Gerėjantis pasipriešinimo koeficientas padidina automobilio važiavimo nuotolį.
Transporto priemonė stovi ant tikslių svarstyklių, kuriomis matuojamos transporto priemonę veikiančios aerodinaminės jėgos. Jos ratai stovi ant keturių mažų diržų. Platus diržas po automobiliu imituoja kelio judėjimą transporto priemonės atžvilgiu, važiuojant bet kokiu greičiu. Be to, priekinėje automobilio dalyje grindyse esančios labai tiksliai reguliuojamos perforuotos plokštės ištraukia dalį oro srauto – vadinamąjį ribinį sluoksnį – prieš jam pasiekiant automobilį. Aerodinamikos specialistai šią konstrukciją vadina „visišku žemės modeliavimu“ – aip užtikrinamas tikroviškas oro srautas aplink automobilį. Jei manote, kad tai skamba sudėtingai, taip iš tiesų ir yra.
Dr. Kentaro Zensas ir Thomas Redenbachas aptaria matavimo rodmenis. Už lango: „Audi RS e-tron GT“ stovi vadinamajame aerodinaminiame tunelyje.
Dr. Kentaro Zensas ir Thomas Redenbachas aptaria matavimo rodmenis. Už lango: „Audi RS e-tron GT“ stovi vadinamajame aerodinaminiame tunelyje.
Daug pastangų, kad būtų pasiektas tobulas oro srautas
Dr. Kentaro Zensas, už „Audi RS e-tron GT“ aerodinamiką ir aeroakustiką atsakingas inžinierius, sako: „Kelyje automobilis juda oru. Čia, aerodinaminiame tunelyje, yra visiškai priešingai – Automobilis stovi vietoje, o mes orą aplink jį nukreipiame kuo tolygiau. Įdedame daug pastangų. Tik tada, kai oro srautas tiksliai sąveikauja su transporto priemone, galime gauti tikslius matavimo rezultatus, kuriais galime pasikliauti.“
Zensas sėdi savo darbo vietoje šalia valdymo skydelių, kuriais operatoriai reguliuoja vėjo tunelį. Visus svarbius duomenis jis mato ekranuose: koks yra pasipriešinimo koeficientas, koks – priekinės ir galinės ašių keliamosios galios koeficientas, , koks vėjo, o koks diržo greitis?
Šalia jo stovi Thomas Redenbachas, Aerodinamikos ir aeroakustikos vystymo skyriaus vadovas, atsakingas už transporto priemonių projektus: „Kai pradėjo veikti vėjo tunelių centras, tai buvo pirmasis pasaulyje automobilių vėjo tunelis, kuriame aerodinamikos tikslais realių kelio sąlygų antžeminis modeliavimas buvo derinamas su tokia itin tylia aeroakustine funkcija.“
Šiandien vėjo tunelis dirba net šešias dienas per savaitę, dviem pamainomis nuo 7.00 iki 22.30 val. Įstatymų leidėjams pradėjus taikyti Pasaulinę suderintą lengvųjų transporto priemonių bandymų procedūrą (WLTP), jos galimybės buvo išnaudotos iki galo. Moni Islamas sako: „Dėl šio aerodinaminio tunelio sudėtingumo reikėjo visapusiško mūsų giminingojo skyriaus, kuris jau daugelį metų kasdien jį eksploatuoja, atsidavimo ir techninių žinių. Tuo metu mūsų kolegos iš vėjo tunelio eksploatacijos suteikė mums, kūrėjams, 23 valandas bandymų laiko per dieną, nes įstatymų leidėjams privalome pateikti patvirtintus vėjo tunelio duomenis, kurie yra WLTP verčių įrodymas.“
“Kiekvienas žingsnis, kuriuo galime pagerinti pasipriešinimo koeficientą, padidina automobilio tarnavimo laiką.”
Dr. Moni Islamas
Dr. Moni Islamas yra „Audi“ Aerodinamikos ir aeroakustikos vystymo skyriaus vadovas. Čia jis aiškina, kaip veikia aktyvioji triukšmo slopinimo sistema aerodinaminiame tunelyje.
Dr. Moni Islamas yra „Audi“ Aerodinamikos ir aeroakustikos vystymo skyriaus vadovas. Čia jis aiškina, kaip veikia aktyvioji triukšmo slopinimo sistema aerodinaminiame tunelyje.
Dūmai rodo, kaip keičiasi oro srautas, praėjęs pro „Audi RS e-tron GT“ išorinį veidrodį.
Aerodinamikos specialistai savo darbo vietoje bet kuriuo metu gali sužinoti svarbiausius automobilio ir aerodinaminio tunelio duomenis.
Dūmai rodo, kaip keičiasi oro srautas, praėjęs pro „Audi RS e-tron GT“ išorinį veidrodį.
Aerodinamikos specialistai savo darbo vietoje bet kuriuo metu gali sužinoti svarbiausius automobilio ir aerodinaminio tunelio duomenis.
Simuliacija negali pakeisti aerodinaminio tunelio
Nepaisant to, kompiuterinės simuliacijos taip pat vaidina vis svarbesnį vaidmenį kuriant aerodinamiką. Kompiuterinis skysčių dinamikos (CFD) modeliavimas atkuria oro srautą kompiuteryje, kad būtų galima analizuoti ir vizualizuoti srautų modelius. Tad kam reikalingas daug laiko ir lėšų reikalaujantis darbas aerodinaminiame tunelyje? Thomas Redenbachas: „Aerodinaminis tunelis yra mūsų kasdienis įrankis, kuriuo taip pat galime patvirtinti simuliacijos rezultatus. Norime ir toliau tobulinti simuliacijas, bet norėdami įsitikinti, kad jos yra pagrįstos ir tikslios, turime patikrinti skaičiavimus pagal bandymų rezultatus.“
Vis dėlto kompiuterinės simuliacijos tampa vis geresnės ir vis svarbesnės. Kentaro Zensas sako: „Su ‚Audi RS e-tron GT“ atlikome itin daug simuliacinių darbų – daugiau kaip devynis milijonus procesoriaus darbo valandų. Su šia transporto priemone vėjo tunelyje praleidau 150 valandų, bet tai visai nedaug. Palyginimui, su „Audi R8“ tai buvo 600 valandų.“ Tai rodo ne tik „Audi RS e-tron GT“ dizaino kokybę, bet ir tai, kad kūrimo procesas buvo gerokai trumpesnis – šiuo keliu „Audi“ siekia eiti ir kuriant būsimus modeliais.
Moni Islamas priduria: „Aerodinamikos specialistas aerodinamikos srityje naudoja du vienas kitą papildančius įrankius: aerodinaminį tunelį ir CFD. Vėjo tunelis yra labai tikslus ir greitas, todėl galime labai efektyviai dirbti dinaminio kūrimo procese. Simuliacijos suteikia mums neįtikėtinai daug informacijos, tačiau reikalauja pastangų rengiant modelius ir analizuojant rezultatus. Turint tik vieną iš šių priemonių, nebūtų įmanoma kurti moderniausių aerodinaminių sprendimų.“
“Į paskutinius 20 proc. aerodinamikos optimizavimo darbų investuojame labai daug laiko.”
Thomas Redenbachas
Galimybių išnaudojimas nuotolio atžvilgiu
Elektromobiliams, tokiems kaip „Audi RS e-tron GT“, aerodinaminių privalumų suteikia visas sprendimų paketas (uždara kėbulo apačia yra tik vienas iš pavyzdžių). Tačiau iššūkių, su kuriais susiduria 31 darbuotojas, dirbantis aerodinaminių transporto priemonių kūrimo srityje Moni Islamo skyriuje, vis daugėja. Skyriaus tikslą jis apibrėžia taip:: „Kiekvienas žingsnis, kuriuo galime pagerinti pasipriešinimo koeficientą, padidina nuotolį, kurį nuvažiajuoame.“
Aerodinamikos specialistai šį transporto priemonės potencialą nustato remdamiesi modeliavimo rezultatais, kurie parodo santykį: jei šiek tiek pakeisiu geometriją X formos taške, kaip tai paveiks oro srautą? Ir tada prasideda tai, ką Islamas apibūdina taip: „Aerodinamika taip pat yra kruopštus detektyvinis darbas, nes oro nematyti. Reikia bandyti susiaurinti problemą taikant analitinį metodą, pagrįstą balanso aerodinaminiame tunelyje pateiktomis reikšmėmis.“
Siekdami šio tikslo, inžinieriai taip pat dirba su įvairiomis papildomomis dalimis, sukurtomis naudojant greitojo prototipų kūrimo technologiją. Iš pradžių sukuriami CAD projektai, kuriuose apibrėžiama sudedamųjų dalių geometrija, pavyzdžiui, oro įsiurbimo anga ant priekinio aptako. Tuomet kolegos iš modelių valdymo skyriaus, naudodami šią pažangią technologiją, norimus variantus, kurių gali būti keli, paverčia bandomuoju komponentu. Vėliau įvairūs komponentų variantai iš eilės išbandomi su transporto priemonės modeliu. Atlikus matavimus nustatomi pasipriešinimo ir keliamosios jėgos koeficientai. Tada šie rezultatai selektyviai lyginami su tokios pačios konfigūracijos CFD modeliavimais, kad būtų užtikrinti teisingi modeliavimo rezultatai.
Transporto priemonę galima pakelti virš svarstyklių, kad būtų galima atlikti analizes ir pakeitimus dirbant aerodinaminiame tunelyje.
Neįprasta, bet veiksminga: plastikinė apatinės kėbulo dalies briauna labai efektyviai nukreipia oro srautą.
Transporto priemonę galima pakelti virš svarstyklių, kad būtų galima atlikti analizes ir pakeitimus dirbant aerodinaminiame tunelyje.
Neįprasta, bet veiksminga: plastikinė apatinės kėbulo dalies briauna labai efektyviai nukreipia oro srautą.
Kiekvieno pasipriešinimo skaičiavimo detektyvas
„80 proc. transporto priemonės aerodinamikos galima sukurti per 20 proc. laiko. Tačiau mes skiriame labai daug laiko paskutiniams 20 proc. aerodinamikos elementų – mažyčiais optimizavimo žingsneliais mažiname pasipriešinimo koeficientus“, – sako Thomas Redenbachas, apibūdindamas detektyvinį darbą aerodinaminiame tunelyje. „Norint pasiekti aukščiausios kokybės rezultatų, reikia itin didelio atsidavimo ir dėmesio detalėms.“
Taigi, kokia detalė, susijusi su oro srautu šiame „Gran Turismo“, už „Audi RS e-tron GT“ atsakingiems aerodinamikos ekspertams buvo sudėtingiausia? Kentaro Zensas kurį laiką galvoja. „Priekinis sparnas su keturiais tarpusavyje sujungtais ortakių elementais. Oras patenka į įsiurbimo angas, viduje esanti sklendė užsidaro – ir štai tada prasideda problema. Oras gali ištrūkti visur, o jūs to nenorite. Čia labai svarbu kontroliuoti oro srautą ir tiksliai jį sureguliuoti. Tai didžiulis komandinis darbas, nes su manimi turi dirbti kolegos iš transporto priemonių saugos, dalių inžinerijos, gamybos ir surinkimo padalinių.“
„Zens“ taip pat atkreipia dėmesį į vadinamųjų oro užuolaidų, kurios sąveikauja su ratų arka, dizainą: „Kiekvieną savaitę glaudžiai bendradarbiavome su „Audi“ dizaineriais. Taip pavyko sukurti optimalų aerodinaminį perėjimą iš priekinės dalies į šoną aplink oro uždangą, kuris taip pat sklandžiai įsilieja į bendrą dizainą kaip vientisa tema. Viskas, kas susiję su „Audi RS e-tron GT“, turi savo funkciją ir paskirtį. Tai autentiškas funkcionalumas, kuris man šiame automobilyje labai patinka.“
Kad oro srautas būtų matomas, galima naudoti dūmų lęšį. Čia jis parodo optimalų srauto kelią per oro uždangą į ratų arką.
Kad oro srautas būtų matomas, galima naudoti dūmų lęšį. Čia jis parodo optimalų srauto kelią per oro uždangą į ratų arką.
“Aerodinamikos tikslas – palengvinti dizainą.”
Dr. Kentaro Zensas
Jam artimas ir kitas pavyzdys: aštri briauna, integruota į galinį žibintą. „Audi RS e-tron GT“ galinėje dalyje susidaro sudėtingi sūkuriai, visų pirma dėl ryškios trimatės formos. Švariai nukreipti oro srautą aplink yra iššūkis. Modeliuodami pamatėme, kad aplink galinį žibintą dar yra, ką tobulinti.“
Laimei, per šią bandymų sesiją aerodinaminiame tunelyje dalyvavo ir „Audi“ šviesos dizaino vadovas Césaras Muntada. Jis greitai sumodeliavo nedidelį galinio žibinto įdubimą ant molinio modelio, ir dabar lygiai tokios pat formos jis yra ir serijiniame automobilyje. Šis pakeitimas leido dizaineriams ir aerodinamikos specialistams užtikrinti, kad oro srautas galinėje dalyje kontroliuojamai atsiskirtų, o ne suktųsi į vidų ir sukurtų naujus sūkurius (o tai turėtų didelės įtakos pasipriešinimo koeficientui). „Aerodinamikoje siekiame palengvinti projektavimą“, – sako Kentaro Zensas, apibūdindamas šį bendradarbiavimą. Tai apima ir kruopštų detektyvinį darbą aerodinaminiame tunelyje.
Galinis „Audi RS e-tron GT“ aptakas gali užimti tris skirtingas padėtis, kad būtų užtikrintas veiksmingas oro srauto valdymas bet kokiomis važiavimo sąlygomis.
Vėjo tunelio ventiliatoriaus galia siekia 2 720 kW.
Galinis „Audi RS e-tron GT“ aptakas gali užimti tris skirtingas padėtis, kad būtų užtikrintas veiksmingas oro srauto valdymas bet kokiomis važiavimo sąlygomis.
Vėjo tunelio ventiliatoriaus galia siekia 2 720 kW.
