Detektivarbete i vindtunneln

Dr. Kentaro Zens, ingenjör med ansvar för aerodynamik och aeroakustik på Audi RS e-tron GT, säger: ”När man kör rör sig bilen genom luften. I vindtunneln är det precis tvärt om. Bilen står stilla och luften ska passera bilen så jämnt som möjligt. Och vi jobbar hårt för att hitta det perfekta luftflödet.”

Från sin postion precis bredvid kontrollpanelen kan han läsa av all relevant data: Vad har bilen för luftmotstånd, hur mycket lyfter fram- respektive bakaxeln i vilka hastigheter, och så vidare. 

Bredvid honom står Thomas Redenbach, chef för aerodynamik- och aeroakustikutveckling: ”När vi öppnade vår vindtunnel var det den första i sitt slag som kunde simulera både vind- och vägförhållanden på en sådan extrem nivå”

Vindtunneln är i drift i upp till sex dagar i veckan, mellan 07.00 till 22.30, uppdelat på två skift. Sedan införandet av WLTP-körcykeln har vintunnelns fulla potential tagits tillvara.

”Vindtunnelns komplexitet kräver mycket av våra tekniker, och tack vare dem har  den kunnat vara tillgänglig för oss varje dag i många år. Vilket har varit avgörande eftersom vi är tvungna att bistå myndigheterna med data från vindtunneln för att bekräfta våra WLTP-värden.”

Datorsimuleringar spelar en allt större roll inom aerodynamikutveckling. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulerar luftflöden, och gör det möjligt att analysera och studera flödesmönster. Så varför spendera så mycket tid och pengar i vindtunneln? 

Thomas Redenbach: ”Vindtunneln är vårt viktigaste verktyg, det är också med den som vi kan bekräfta resultaten från våra simuleringar. Vi vill fortsätta utveckla våra simuleringar och för att försäkra oss om att de är precisa och riktiga behöver vi jämföra våra beräkningar med testresultaten”

Samtidigt blir datorsimuleringarna bättre och bättre och därmed också ett viktigare hjälpmedel.

”Under utvecklingen av Audi RS e-tron GT lade vi oerhört mycket tid på simuleringsarbete, över 9 miljoner CPU-timmar. Därefter lade vi 150 timmar i vindtunneln med bilen, vilket inte alls är mycket. Att jämföra med de 600 timmar som vi lade i vindtunneln under utvecklingen av Audi R8”, säger Kentaro Zens.

Det understryker designkvaliteten på Audi RS e-tron GT, men också att utvecklingsprocessen har blivit kortare. Den inslagna vägen tänker Audi fortsätta gå på också med framtida modeller.

”Vindtunneln och CFD verktyg som kompletterar varandra när man arbetar med aerodynamik. Vindtunneln är snabb och precis vilket gör att vi kan arbeta effektivt, medan CFD har den fördelen att den ger oss oerhört stora mängder data. Baksidan med det är att den informationen behöver behandlas och sedan analyseras för att vara värdefull. Men utan något av dessa verktyg hade det inte varit möjligt att vara i framkant i aerodynamikutvecklingen”, tillägger Moni Islam.

Audi RS e-tron GT har flera aerodynamiska fördelar, inte minst det helt platta underredet. Men utmaningarna för de 31-man starka aerodynamikutvecklingsteamet på Moni Islams avdelning växer.

”Det minsta lilla vi kan sänka luftmotståndet ökar bliens räckvidd”, säger Moni Islam.

Aerodynamikernas arbetssätt handlar om att analysera data, beräkna och ofta ställa sig frågan: ”om vi ändrar geometrin på punkt X, hur påverkar det luftflödet?”. Sen påbörjas det som Moni Islam beskriver som ett detektivarbete – eftersom man inte kan se luften. I stället får man analysera den data som samlas in i vindtunneln. För att snabbt kunna se skillnader använder teknikerna lösa delar som kan placeras på bilen. Dessa tas fram genom datorsimuleringar och testas sedan skarpt i vindtunneln. Mellan varje test analyseras hur luftflödet ändrades, hur det påverkade aerodynamiken.

”Du kan utveckla 80 procent av en bils aerodynamik på 20 procent av tiden. Men vi investerar enormt mycket tid i de sista 20 procenten för att hitta de sista detaljerna och förbättra luftflödet. Det krävs att vi är noggranna och dedikerade för att kunna leverera produkter av allra högsta klass”, säger Thomas Redenbach.

Vilken är då den enskilt viktigaste aerodynamikdetaljen på Audi RS e-tron GT?

”Luftintagen i den nedre delen av fronten, och dess slussliknande lösning. Det är när luften kommer in i luftintaget och porten stängs som problemen börjar. Luften kan fly åt alla håll och kanter och det vill du inte. Så att hålla luftflödet under kontroll och precist har varit oerhört viktigt” säger Kentaro Zens.

Zens poängterar också de så kallade luftgardinerna vid hjulhuset.

”Vi arbetade nära designavdelningen och stämde av veckovis. Det resulterade i en optimal aerodynamisk lösning för luftflödet från fronten till sidan av bilen – som också sömlöst passade in i bilens design. Allt på Audi RS e-tron GT har en funktion och ett syfte, och det är något jag är oerhört stolt över”.