Ветер перемен

Быстрее пройти поворот, когда стрелка датчика топлива движется медленнее — аэродинамика в этом тоже играет не последнюю роль. В новой аэродинамической трубе в центре разработок в Вайссахе теперь можно еще точнее моделировать, определяя места кузова, где есть даже небольшое сопротивление воздуха.

Tриста. Магический порог, превышают который лишь спортивные и гоночные автомобили. Это скорость отрыва самолета от земли. Но 911 Turbo Cabriolet не взлетает: встречный ветер, дополнительно к распределенной по осям нагрузке, благодаря аэродинамике кузова прижимает автомобиль к дороге, способствует его сверхвысокой устойчивости и оптимальному движению по прямой. Обеспечить нужный срыв воздушного потока на высокой скорости, минимизировав его встречное сопротивление и расход топлива, это была задача специалистов в области аэродинамики центра в Вайссахе.

Вещь не простая, ведь малейшие изменения на внешнем контуре могут влиять, как на сопротивление встречному потоку, так и на характеристики срыва воздушного потока. В этой связи каждая новая модель проходит испытания в аэродинамической трубе. «Здесь для нас главное точность», объясняет д-р Хауке Штумпф. Его отдел отвечает за принятую в эксплуатацию весной 2015 года новую аэродинамическую трубу. «Мы должны определять силу с точностью до одного ньютона». Ньютон — единица измерения силы тяжести тела массой около 100 грамм. Т. е. почти ничто для автомобиля весом около 1,5 тонн, который движется со скоростью 300 км/ч, при этом вес автомобиля и аэродинамические силы срыва воздушного потока суммируются.

В прежней аэродинамической трубе в Вайссахе, построенной в середине 1980-х, подобные измерения также производились. Но Porsche всегда стремится к совершенству, и компания инвестировала средства в новую установку с лучшими параметрами. «Наши измерения теперь значительно ближе к реальной ситуации на дороге», говорит Штумпф. В то время как прототипы в прежней аэродинамической трубе стояли на месте, теперь они движутся. Разумеется, не в прямом смысле: они располагаются на движущейся ленте, имитирующей скорость до 300 км/ч. Здесь имеет место полная симуляция движения автомобиля на дороге. Это важно, поскольку только в этом случае удается полностью приблизить к реальности по-ток воздуха под днищем. На неподвижно стоящем в трубе автомобиле не образуется пограничная воздушная зона незначительной толщины. То есть у дна кузова воздушный поток замедляется и останавливается непосредственно у основания днища, где нет движения воздуха на стоящем неподвижно автомобиле. Именно здесь на участке днища и около колесных арок имеется существенный потенциал повышения эффективности и устойчивости за счет улучшения аэродинамики.

Движущаяся лента и весы — основа новой аэродинамической трубы. С одной особенностью: испытатели могут выбирать типы ленточных систем. Для одной системы из пяти лент каждое колесо устанавливается на отдельную стальную ленту, а в центре движется еще одна большая лента под автомобилем. «Точность измерений выше», считает Штумпф. Одноленточная система, как видно из названия, состоит из одной стальной ленты, которая движется под автомобилем. Ситуация, с одной стороны, наиболее приближенная к реальности, и это большой плюс для множества исследований. Тем не менее, результаты получаются не всегда точные. В Porsche решили комбинированно применять два принципа измерения. В течение нескольких часов ленточные системы весом более 20 тонн можно поменять местами с помощью крана.

Ленточные системы выполняют еще одну важную задачу: позволяют измерять силы ветровой нагрузки на автомобиль. Ведь они совмещены с установленными на отдельном фундаменте прецизионными весами. Даже минимальные изменения сил воздушного потока, воздействующих на автомобиль, либо их распределение на колеса может быть зарегистрировано. Полученные результаты позволят инженерам выполнить расчет сопротивления воздуха и силы срыва или подъема воздушного потока на передней и задней оси.

Искусственный воздушный поток создается большим вентилятором с карбоновыми лопастями, диаметром до восьми метров. Максимальное приводное усилие, развиваемое электромотором размером с микроавтобус, примерно семь мегаватт или 9 300 л.с. Уровень шума в новой аэродинамической трубе остается низким, на скорости 200 км/ч по сравнению с предыдущей установкой шума — даже значительно ниже. Теперь инженеры в Вайссахе могут выполнять акустические измерения, для чего ранее приходилось привлекать сторонние организации. При этом речь не о достижении некоего абсолютного уровня шума, а о детальной исследовательской работе. Например, необходимо определить, какое влияние на акустику оказывают контуры определенного типа зеркала заднего вида, либо новый тип уплотнения двери. Для проведения подобных измерений несколько сотен микрофонов направляют на автомобиль в зоне измерений, чтобы затем на компьютере получить трехмерное изображение распространения звуковых волн.

Многие измерения, например, определение сопротивления воздуха, в будущем будут выполняться на рядовой для автобанов скорости 130 км/ч. В то же время важно иметь возможность моделировать воздушные потоки для более высоких скоростей, например, для изучения прочности материалов или для создания гоночных автомобилей. Соблюсти требования регламента и обеспечить небольшое преимущество в аэродинамике — в этом инженеры Porsche традиционно большие мастера. Болиды для гонок на выносливость прошлых десятилетий — от легендарной модели 956 до современной 919 Hybrid — всегда имели хорошие характеристики срыва воздушного потока.