Władcy Huraganu

Gdyby projektanci aut mogli pozwolić sobie na puszczenie wodzy fantazji, mielibyśmy dziś samochody równie piękne, jak powolne i paliwożerne. Na ratunek przychodzi jednak grupa inżynierów, władających powietrzem. To im zawdzięczamy przyczepność aut, bezpieczeństwo na drodze i niskie zużycie paliwa. We współpracy z projektantami tworzą prawdziwe dzieła motoryzacyjnej sztuki.

Jednak nie mogliby tego robić goniąc rozpędzony samochód. Dlatego na użytek badań powstają specjalne tunele aerodynamiczne, gdzie można na własne oczy zobaczyć, co dzieje się z autem przy konkretnej prędkości, zupełnie nie ruszając się z miejsca.

W takim tunelu symulowane są, z dosyć dużą dokładnością, warunki panujące w konkretnej czasoprzestrzeni. A ponieważ powietrza nie widać, jest ono dosłownie puszczane z dymem. Pozwala to obejrzeć dokładnie rozkład ciśnienia powietrza i pracować nad ulepszeniami, które z kolei muszą ze sobą współgrać. Każda zmiana nachylenia jednej części nadwozia ponosi za sobą zmianę w przepływie powietrza przez cały samochód. Dlatego trzeba brać pod uwagę bryłę jako całość, przy czym wytyczne stawiane przez inżynierów – konstruktorów bywają ekstremalnie trudne do zrealizowania.

Co ciekawe, nie liczy się strumień, który napiera na nadwozie z przodu, lecz to, co dzieje się w tylnej części. Bo tak naprawdę powietrze łatwo i szybko się rozpływa, ale trudniej łączy w całość. Dlatego tak ogromny problem sprawiają nadwozia typu roadster, które wyznaczają kanon piękna sportowego wozu, ale inżynierom spędzają sen z powiek.

W takim wypadku najlepiej by było (w bardzo dużym uproszczeniu), gdyby nadwozie względem podwozia obrócić o 180 stopni. Wtedy mielibyśmy krótszy przód i dłuższy tył, a więc idealną sytuację kiedy powietrze po szybkim rozpłynięciu ma dużo czasu, aby złączyć się w całość za samochodem. Wtedy zminimalizowana jest siła „powietrznej dziury”, która ciągnie konstrukcję do tyłu, tworząc opór. Duży kłopot sprawiają też obręcz kół i nadkola. To nieodzowny element samochodu, ale występują w nich duże turbulencje.

Tak naprawdę opór powietrza zaczyna się liczyć dopiero przy prędkości 80 km/h, dlatego tunelowe turbiny mają moc nawet 4.000 KM i potrafią tworzyć warunki panujące podczas huraganu. Można w nich badać prędkości samochodu dochodzące do 290 km/h. Najczęściej są to tunele zamknięte, gdzie następuje ciągła cyrkulacja powietrza. Tworzy się wewnętrzny, niezależny klimat. Tunele dzielimy również ze względu na sposób działania – na wtłaczające powietrze do środka tunelu, lub wysysające je z niego.

Najczęściej słyszymy o tunelach w związku z działalnością zespołów Formuły 1. Mają one dodatkowo specjalną bieżnię, gdzie mogą w miejscu rozpędzić bolid do prędkości opływu powietrza i w ten sposób dokładniej sprawdzić rozkład ciśnienia. Dodatkowo można badać zachowanie się bolidu podczas podmuchów bocznych oraz przy dużej różnicy wzniesień, jaka czasem panuje na torze. Do tego wszystkiego podłączone są potężne komputery, które pomagają wyliczać współczynniki i modyfikować całą bryłę tak, aby później osiągać jak najlepsze czasy na torze.

To właśnie dzięki tym badaniom już przy prędkości 180 kmh bolid F1 mógłby z powodzeniem jechać po suficie, korzystając z siły docisku, a czas przyspieszenia, jakim może się pochwalić, to niewiele ponad 1s. do 100 km/h i trochę ponad 2 s do 200km.h. Gdyby nie tunel, ten sport wyglądałby zapewne podobnie jak w latach 60 XXw, kiedy aerodynamika dopiero przestawała być ignorowanym tematem.

Obecnie aerodynamika bardzo szybko się rozwija i pewnie ze względu na wyczerpywanie się surowców naturalnych oraz pęd do prędkości, będziemy o tej dziedzinie słyszeć coraz częściej. A wszystko zaczęło się od Braci Wright, którzy już w 1901r. za pomocą prostego tunelu badali opływ powietrza wokół różnych przedmiotów.

O autorze

Łukasz Kacprowicz

Subscriber

Wyświetl wszystkie posty