Zakładamy, że każdy nowoczesny samochód jest wzorem efektywności aerodynamicznej. Opływowe ciała przecinały powietrze jak noże. Wydaje się to naturalne. Ale nie zawsze tak było. Pomyśl o wczesnym Fordzie Modelu T. Były pudełkowate. Niezdarny. Wyglądały bardziej jak powozy konne niż samochody. Zamiast z niego korzystać, stawiali opór powietrzu.
Zmiana nastąpiła pod koniec lat dwudziestych i na początku lat trzydziestych XX wieku. Tę ewolucję zawdzięczamy testom w tunelu aerodynamicznym. Scott Benjamin i Ben Bowlin z CarStuff omawiają tę zmianę podczas niedawnej wycieczki po Muzeum Sztuki High Smithsonian w Atlancie. Przyglądają się klasycznym samochodom koncepcyjnym, aby pokazać, jak testy wymuszonego powietrza kształtują projekty motoryzacyjne od dziesięcioleci.
Aerodynamika nie narodziła się w fabryce samochodów. Zaczęło się od lotnictwa. Projektanci musieli latać szybciej. Opór powietrza stał się poważnym wrogiem. Inżynierowie szukali odpowiedzi w niebie. Testowanie modeli w zmniejszonej skali w tunelu aerodynamicznym umożliwiło zmierzenie współczynników oporu z dużą dokładnością. To podejście oparte na danych przeniosło się z rysunków na linie produkcyjne.
Bracia Wright o tym wiedzieli. Orville i Wilbur zastosowali te zasady do Wright Flyer. Ich lot w 1903 roku zakończył się sukcesem po części dlatego, że rozumieli przepływ powietrza. Nie tylko zbudowali samochód. Zaprojektowali go tak, aby przecinał atmosferę. Ta sama logika ostatecznie stworzyła podstawę samochodów na czterech kołach.
Marzyciele aerodynamiczni
Pod koniec lat dwudziestych przemysł zdał sobie sprawę, że tunele aerodynamiczne są potrzebne nie tylko w samolotach. Projektanci zaczęli je wykorzystywać do tworzenia karoserii samochodów. Ta zmiana zapoczątkowała erę samochodów koncepcyjnych. Skończyło się na prototypach, które bardziej przypominały eksperymenty naukowe niż pojazdy.
Weźmy na przykład Edsel Ford 40 Special Speedster z 1943 r. Było to radykalne odejście od ówczesnych pudełkowatych norm. Inżynierowie przepuścili go przez tunel aerodynamiczny, aby znaleźć najbardziej wydajne przewody. Wynik? Eleganckie zaokrąglenia, które są sprzeczne z estetyką epoki. Udowodnił, że przepływ powietrza może dyktować kształt.
Potem był Chrysler Thunderbolt z 1941 roku. Chrysler nazwał go „samochodem przyszłości”. Jego zadaniem było zapoznanie społeczeństwa z zasadami usprawniania. To nie była tylko ładna twarz. Samochód przeszedł rygorystyczne testy w tunelu aerodynamicznym. Inżynierowie zebrali dane do badań naukowych nad tym, jak organizm reaguje na stały przepływ powietrza. Chcieli dokładnie wiedzieć, jak powietrze przemieszcza się nad metalem.
Chrysler Streamline X z 1955 r. poszedł dalej. Nazywany „Gilda”, okrzyknięto go „ukształtowanym przez wiatr”. Ciało wyglądało jak rakieta postlotnicza. Zrobił sensację. Projekt z pewnością był futurystyczny. Ale w rzeczywistości było bardziej praktyczne niż potwory w kształcie klina, które pojawiły się kilkadziesiąt lat później.
Wojna klinów
W 1970 roku na drogi wyjechały dwa samochody, w których aerodynamika stała się niemal na pierwszym planie. Lancia Stratos HF Zero i Ferrari 512S Modulo. Był to wynik zmagań producentów o stworzenie idealnego klina. Z łatwością przecinają powietrze. Współczynniki oporu były imponujące.
Ale prawdziwy świat nie przejmuje się współczynnikami oporu. Ekstremalny kształt klina oznaczał straszny prześwit pod pojazdem. Uszczelniłbyś dno na wzniesieniu. Widok był również kiepski. Przednia szyba była malutka. Tylne okno stanowiło wąską szczelinę. Nie widziałeś dokąd idziesz.
Te samochody były różne, ale miały wspólny cel. Próbowali przechytrzyć wiatr. Wykazali, że dostrojenie aerodynamiki samochodu wymaga testów w tunelu aerodynamicznym. Nie tylko ze względu na prędkość. Ale także o przetrwanie.
Enzo Ferrari słynął z wiary w to, że surowa moc mechaniczna może rozwiązać każdy problem. W słynny sposób odrzucił znaczenie przepływu powietrza, stwierdzając, że aerodynamika jest dla ludzi, którzy nie potrafią budować silników. Było to wypowiedzenie wojny inżynierom, dla których kształt był ważniejszy niż przemieszczenie.
„Aerodynamika jest dla tych, którzy nie potrafią budować silników”.
Dziś taka filozofia wydawałaby się śmieszna. Proces rozwoju nowoczesnego modelu samochodu Ferrari opowiada inną historię. Niedawno firma spędziła ponad 1000 godzin w tunelu aerodynamicznym, aby udoskonalić profil aerodynamiczny nowego samochodu. Nie tylko umieścili spoilery; obsesyjnie badali, jak powietrze porusza się wzdłuż każdej krzywej.
Nie jest to odrzucenie dziedzictwa Enzo. To jest ewolucja.
Silniki V-12 nadal tam są. Stały się głośniejsze, wydajniejsze i wypełnione technologią, której Enzo nie mógł sobie wyobrazić. Ale powietrze wokół nich jest teraz traktowane z takim samym szacunkiem, jak paliwo w nich. Nie można po prostu włożyć potężnego silnika do pudełka i oczekiwać, że będzie latał.
Dlaczego jest to ważne dla entuzjasty? Ponieważ jak wydajność aerodynamiczna poprawia osiągi silnika stało się kluczowym wyzwaniem inżynieryjnym. Nie chodzi o wybór pomiędzy mocą a przepływem powietrza. Chodzi o to, żeby ze sobą współpracowali.
Testy w tunelu aerodynamicznym to nie tylko prędkość maksymalna. Chodzi o docisk, stabilność i zmniejszenie oporu, aby silnik nie musiał tak ciężko pracować. To daleko od czasów, gdy można było po prostu dodać więcej cylindrów i uznać, że praca została wykonana.
Pomimo ironii, w rezultacie powstał samochód, który porusza się w powietrzu z taką samą precyzją, jak na drodze.
