V svetu avtomobilizma se je o aerodinamiki začelo zares govoriti v 20. letih prejšnjega stoletja, v petdesetih pa je stvar postala zelo resna.

"Takrat se je med različni proizvajalci vnela prava aerodinamična tekma. Tudi oddelki so postali zelo tekmovalni, prvič so se začeli ukvarjati s pokrivanjem vrtinčenja, ki nastane pri kolesih. Še pomembneje, hoteli so ujeti zrak kot stabilizator avtomobilov pri velikih hitrostih," je v uovdu zgodovinska dejstva pojasnil avtor oddaje Avtomobilnost Andrej Brglez.

Manjši je koeficient upora, manjša je poraba goriva
Koeficient upora pri vozilu je zelo pomemben za porabo goriva. Njegovo vrednost merimo v vetrovniku. Avtomobil postavijo na tehtnico, ki meri njegovo silo, ko piha veter. To silo izrazijo s koeficientom upora. S tem številom primerjajo vsa vozila vseh oblik. Tako lahko med sabo primerjajo različna vozila.

V novem evropskem voznem ciklusu je za 34 odstotkov skupne porabe goriva ali izpustov krivo premagovanje zračnega upora. Drugo porabo povzročajo trenje pnevmatik, pospeševanje, teža vozila, svojo vlogo pa ima seveda tudi učinkovitost motorja.

"Aerodinamika ima rada zaobljen sprednji del in oglat zadek. Skrbimo, da je podvozje čim bolj gladko in ravno. Pozorno spremljamo tok hladilnega zraka. Zrak potuje skozi hladilnik in se odvaja pod podvozjem. Pozorni smo tudi na podrobnosti, kot je optimizacija koles, ogledal in izpušnega sistema. Vse to prispeva k zmanjšanju upora," je za oddajo Avtomobilnost pojasnil dr. Moni Islam, vodja razvoja na področju aerodinamike in aeroakustike pri Audiju.

Igra s platišči, kljukami vrat, ogledali ...
Brglez pravi, da je aerodinamika v bistvu igra z detajli. Pri avtomobilih to na primer pomeni oblika platišč ali okrasnih pokrovov. Včasih niso imeli desnega vzvratnega ogledala. Danes lahko imajo manjšega ali večjega. In kljuke so lahko zunaj linije karoserije ali znotraj nje.

"Aerodinamiki bi se ogledal najraje znebili, a to še ni mogoče. Upamo pa, da bo v prihodnosti," pravi Islam in pojasni primer zadnje generacije audija A4, ki velja za vozilo v samem vrhu glede na količnik zračnega upora: "Že z optimizacijo ogledala smo v primerjavi z njegovim predhodnikom zmanjšali upora za 5-6 točk. To v voznem ciklusu pomeni skoraj pol grama izpusta CO₂."

Tudi preprost del, kot je ogledalo, igra pomembno vlogo pri aerodinamiki, porabi goriva in izpustih. Z optimizacijo zunanjega ogledala so zmanjšali upor, z boljšo aerodinamiko pa so zmanjšali tudi zunanji hrup. Zato je avto tišji tudi znotraj.

Zakaj enoprostorec potrebuje brisalec?
"Pri aerodinamiki je zanimivo, da so pomembni vsi ti dejavniki. Upor, sprednji in zadnji vzgon hkrati vplivajo drug na drugega. Obravnavati jih moramo hkrati. Če na primer dvignemo zadnji spojler, bistveno zmanjšamo vzgon pri zadku. S tem ustvarimo pritisno silo. Če tako spremenimo zadnji vzgon pri vozilu, ga moramo uravnotežiti tudi spredaj," pravi Audijev strokovnjak.

Ugodna aerodinamika ima tudi povsem taktične prednosti. Zrak na primer zelo gladko teče po dolgem zadnjem steklu limuzine. Zračni tok tako odstrani morebitno umazanijo ali vodo. Enoprostorec ima pokončno zadnje steklo. Zračni tok ne kroži tako, da bi ju odstranjeval, zato potrebujemo brisalec. Toda pri optimizaciji vozila, tudi pri športnem R8, so bili pri Audiju pozorni na sovpliv ogledala in zadnjega stekla. Tako so poskrbeli, da se dež z ogledala ne odbija preveč na steklo in nasprotno.

Pri običajnem vozilu s pogonom in hladilnikom spredaj zrak odteka v podvozje in sprednja koloteka. Zato poskušajo zmanjšati stik zraka s kolesi, saj tudi ta povzroča vzgon in upor. Splošni razvojni trend aerodinamike je optimizacija podvozja, da je to čim bolj zaprto in gladko. "Manj, ko zrak med potjo valovi od sprednjega k zadnjemu delu, manjši je upor in manjši je vzgon," pravi Islam.

Posebno pozornost si zaslužijo platišča. "Vedno ponudimo vsaj eno aerodinamično platišče. Bolj odprta in športna platišča povzročajo več upora. Več upora in vzgona povzročajo tudi širša kolesa za bolj dinamično vožnjo," pravi sogovornik.

Audiji TT svoj čas leteli s cest
Zadek je za aerodinamika najpomembnejši del vozila. Tu se namreč združujejo stranski, zgornji in spodnji tokovi. Optimalno združevanje teh treh zračnih tokov je precej zahtevno. Dvignjen spojler bistveno zmanjša zadnji vzgon in na vozilo deluje pritisna sila.

O tem priča zgodovina. Pri prvem Audiju TT-ju je bil zadek oglat, brez spojlerja, ljudje so zaradi tega zleteli s ceste. Na avtocesti se pogosto zgodi, da prehitro pripeljemo na izvoz, v tem trenutku pa izgubimo zadek vozila. Zato je treba imeti ali aktiven spojler ali čim višji pasivni spojler, torej rob na pokrovu prtljažnika. Strokovnjaki za aerodinamiko zato preživijo mesece v vetrovnikih, da "downforce" spravijo na sprejemljive meje, da voznik ne izgubi zadka.

Pomemben element vozila je difuzor. Njegova naloga je zagotoviti, da se tlak zračnega toka s podvozja in tlak za vozilom na postopni razdalji drug drugemu prilagodita. Pomaga torej združevati tok, ki se dviga s podvozja, in zrak, ki se spušča s strehe avtomobila.

V prihodnosti bodo avtomobili spreminjali svojo obliko
Današnji serijski avtomobili imajo aerodinamične prvine, kot so dvižni zadnji spojlerji. Proizvajalci pa mislijo že na prihodnost. Audi je pokazal vozilo zasnovo, ki ima izvlečni strešni spojler, izvlečna stranska krilca in aktivni zadnji difuzor. Ker so izpusti CO₂ in poraba goriva vse pomembnejši, ker je pomemben tudi doseg električnih vozil, postaja aerodinamika še bolj bistvena. Zato bodo aktivne prvine v prihodnje zelo pomembne.

Ideje so se kot v večini primerov porodile v naravi
"Očiten zgled so ptice. Ptice imajo peruti, ki pa so drugačne od letalskih kril. Letala imajo statična krila, ptice pa prilagajajo obliko vsakršnim razmeram zračnih tokov. V naravi vidimo številne primere. Tudi ljudje se aktivno aerodinamično prilagajajo. Smučarji in skakalci spremenijo obliko telesa, da zmanjšajo upor. To je zelo pogosto tudi v naravi," zaključuje Islam.

V Avtomobilnosti so se poglobili v aerodinamiko vozil.