A takových vychytávek je na autě spousta. Různé prolisy výřezy mají velký význam pro dobrou aerodynamiku auta. A naopak, prvky, které na první pohled vypadají, že mají svou nepostradatelnou funkci, jsou jen pro parádu. Snažil se mi to vysvětlit Patrick Höfer, odborník na aerodynamiku od Mercedesu.
Zrcátko má nahoře rýhu, to je okap, malý kousek plastu vlevém spodním rohu pak vodu odvádí pryč. Jinak by cákala na okno.
Aerodynamický koeficient CxJe součinitel aerodynamického odporu vzduchu. Vyjadřuje kvality tvarů vozu z hlediska obtékání jeho karoserie vzduchem. Je to bezrozměrná veličina. Čím je menší, tím menší odpor vzduchu na automobil působí. Obvykle se tyto hodnoty pohybují v rozmezí 0,2–0,35. Hodnota tvarového součinitele je zjišována v aerodynamických tunelech, vypočítává se z čelní plochy vozu, rychlosti proudění vzduchu a jeho hustoty. |
Právě Mercedes má v nabídce auto s nejlepší aerodynamikou vyjádřenou koeficientem Cd (označuje se také Cx) mezi sériově vyráběnými auty. Nečekali byste to, ale Mercedes E coupé má Cd rovno 0,24.
Nový Mercedes třídy A má Cd rovno 0,27, v ekovariantě BlueEFFICIENCY Edition dokonce ještě o setinu lepší. "To při stodvacetikilometrové rychlosti znamená úsporu desetiny litru paliva na sto kilometrů," vysvětluje jeho kolega Alexander Wäschle. "Odpor větru roste roste s druhou mocninou rychlosti."
Při úpravách karoserie musí aerodynamik ladit nejen obtékání vzduchu ale i to, jak odvést vodu při dešti.
Stuttgartská automobilka má k tomu teď nový moderní aerodynamický tunel. O tom, jak postavit auto, které co nejlíp prořezává vzduch, mohou tedy bez okolků poučovat.
Mercedesům třeba rozhodně nevadí, že jim na maskách chladičů trůní trojcípá hvězda jako tradiční znak automobilky a trčí vzhůru. Patrick Höfer prozrazuje, že zhoršuje aerodynamický koeficient o 0,001.
Na karoserii jsou mnohem zajímavější prvky na vylepšování. Aerodynamici potřebují větrný tunel plný superdrahých přístrojů a spoustu trpělivosti. Práce jim vlastně nikdy nekončí. "Když optimalizujete podvozek, začnete na začátku, skončíte na konci a můžete jít zase znova. Protože úpravy, které jste provedli, následně ovlivní i to co je na začátku," popisuje Patrick.
Prozrazuje také, že se hodně hádá s designéry. "Jsou to umělci a my jim musíme vysvětlit, jak funguje fyzika," říká s úsměvem sympaťák z vývojového týmu Mercedesu.
Na pohled oblé zadní světlo na sobě má hranu, není to jen designérská parádička. Právě na ní se odtrhává vzduch od karoserie.
Okapy a křídla
Nejsou to jen křídla a různé kryty, které zlepšují obtékání karoserie. Různé speciální výřezy nebo prolisy, které na pohled vypadají jako výrobní chyba nebo technologická nutnost, jsou dílem aerodynamiků.
Třeba ten prolis na zrcátku. Stahuje a odvádí dešťovou vodu, ale té se pak musíte zbavit. Na konci spodní hrany zrcátka (úplně nejdál od auta) má Mercedes A takový malý vyčuhující kus plastu, tam voda steče dolů, jako z okapové roury. Vypadá to spíš jako výrobní chyba, ale kdyby tam ten kus nebyl, voda by stříkala někam doprostřed bočního okna.
Při ladění aerodynamiky se totiž musí sledovat nejen proudění vzduchu. Proto se "vzduchoví" specialisté zabývají i tím, kam bude od auta stříkat voda při dešti. Podobná hrana jako na zrcátku je tak i na střeše a kolem čelního skla, aby voda netekla po oknech.
Tuponosé auto nemusí být na škodu
Co neznalého problematiky překvapí? Třeba to, že je úplně jedno, jestli má auto čumák špičatý nebo tupě placatý. "Ovlivní to přítlak na přední nápravě, z pohledu obtékání vzduchu je to jedno," popisuje Patrick. Důležitější prý je, aby byla karoserie zaoblená do stran (aby měl čumák oválný půdorys).
Nejhorší tvar karoserie z pohledu aerodynamiky je hatchback. Vzduch proudící za vozidlem se tam různě mele, vrací a vytváří víry. Za autem je také podtlak, takže auto jakoby "vcucává" zpět. Proto má nový Mercedes A velké křídlo na vrchu zadních dveří, které zónu podtlaku odsouvá co nejdál za auto. Nejlepší je naopak kupé, nebo obecně karoserie se splývající střechou a na ní navazujícím kufrem. Ale i na těch je třeba zapracovat.
Z pohledu aerodynamiky je nejhorší typ karoserie hatchback.
První CLS (ladné čtyřdveřové kupé s hodně oblou a celistvou siluetou) vypadalo skvěle aerodynamicky, Patrick Höfer ale tvrdí, že to žádná sláva nebyla. Druhá generace už je prý optimalizovaná podle jeho představ.
Další zajímavostí je, že v oblasti kolem spodní hrany předního okna vzduch vlastně neobtéká. "Je tam téměř nulová rychlost proudění," vysvětluje Patrick. Vzduch se na kapotě oddělí někde ve dvou třetinách délky kapoty a po čelním skle se sklouzne až někde od poloviny. Všimněte si, že když jedete po dálnici v dešti, zůstávají kapky na kapotě blízko skla bez hnutí, kdežto z předku jsou stržené.
Zakryjte předek, upravte podvozek
"Nejvíc by aerodynamikům pomohlo zakrýt chladič," říká odborník. Nepojme totiž tolik vzduchu a ten se pak hromadí před autem, navíc se tam ještě točí vrtule, která narušuje proudění. Tvar a velikost mřížky chladiče jsou podle Patricka Höfera aerodynamikům vlastně úplně lhostejné. Maska se totiž naplní vzduchem a další "hromadu" vzduch pak auto před sebou tlačí. Důležité jsou naopak úpravy na podvozku a v okolí kol a podběhů.
Černé spojlery na bocích zadního okna usměrňují vzduch, aby co nejlépe "opustil" karoserii.
Základní poučky tak úplně neplatí. Úplně placatá kola (lité ráfky, poklice) jsou dobré, ale ty speciálně prořezané, jsou lepší. Stejně tak se sice říká, že je dobré mít úplně zakrytovaný hladký podvozek. Ale když ho umí optimalizovat, dosáhnou podle Patricka lepších výsledků s členitým povrchem. Právě optimalizovat proudění pod autem je nejdůležitější a nejúčinnější.
Difuzor v zadním nárazníku má smysl u každého auta. U sportovních se s pomocí podélných lamel vylepšuje stabilizace zádi auta. Hladký bez nich ale mají i nesporťáky. Difuzor totiž využívá efektu Bernoulliho trubice - usměrňuje "vytékání" vzduchu zpod vozu a vylepšuje tak přítlak zadní nápravy.
V aerodynamickém tunelu se v reálu testuje to co nasimulovaly speciální nprogramy na počítači. Je důležité, aby se při vývoji počítalo s točícími se koly, které vyvolávají turbulence. I proto se kola na válcích otáčejí.
Křidélka u okna
Nejnověji svůj um uplatnili Mercedesí odborníci na aerodynamiku u nového Mercedesu třídy A. Důkaz? Otevřete střešní okno a díky malému kousku látky, který se vzápětí vyklopí z přední hrany výřezu dovnitř nefouká. Tomu na zadním sedadle se nehne ani vlásek na hlavě. I to jsou kouzla aerodynamiky.
Patrick Höfer odhaluje ještě jiná. Nový malý mercedes má hodně oblé boky. Prolisy na dveřích jsou efektní, ale z pohledu aerodynamiky nemají žádný význam. Stejně tak vytažené prahy. Zajímavější je si osahat zadek auta. Odhalíte zajímavé věci. Zadní blatníky jsou hladké, vzduch po nich klouže, ale pak je třeba ho řízeně odtrhnout od karoserie proto, aby netvořil víry za autem. Na to jsou po stranách zadního okna dva černé malé plastové kryty, jakási křidélka. Ta usměrní vzduch kam potřebuje aerodynamik. Stejné je to na zadním světle. Na pohled je to taková oblá červená lentilka zakomponovaná do karoserie. Až hmatem nebo při pohledu zblízka odhalíte, že na sobě má hranu, které opisuje přes celý kryt oblouk, na něm se právě odtrhává vzduch od karoserie.
Vzduch obtéká auto i mezi podvozkem a podložkou. Velké starosti dělá aerodynamikům ten, který se dostává maskou ke chladiči.
Kryty které nevidíte
Vychytávka, na kterou je Patrick nejvíc hrdý? Kryty podběhů kol. Že je na autě nevidíte? Nemusíte, vytváří je totiž vzduch sám. Z pohledu aerodynamiky je lepší, když je kolo zakryté, mívaly to tak třeba citroeny, zadní kolo jim kryl blatník. U Mercedesu to vymysleli tak, že v plastovém krytu podběhu kola jsou na hraně zevnitř u lemu blatníku speciálně tvarované výřezy. Kanálky tam odvádějí vzduch z motorového prostoru a usměrňují ho tak, že vlastně kryje kolo - odklání vzduch, který zvenku proudí. Toto řešení má Mercedes dokonce patentované.
Staré mercedesy mívaly zrcátka přimknutá ke karoserii, hned vedle okénka. Zjistilo se ale, že je lepší zrcátko na nožce. A vůbec nevadí, že je tak hranaté, jako má nové áčko. Vzduch odvede hrana na kapotě přesně do prostoru mezi předním sloupkem a zrcátkem. Proudí tou škvírou pryč od auta.
Co naopak nefunguje: Třeba výřezy v zadním nárazníku. Jsou efektní, ale je to jen designový prvek. Ty má áčko jen pro parádu.
Různé výřezy a průduchy bývají často jen designérská manýra. Ty, které má Mercedes třídy A v dravých verzích v zadním nárazníku jsou z pohledu aerodynamiky k ničemu.
