Strona główna/Wiadomości/Podpatrywanie przyrody w motoryzacji. Współczynnik CX i… ryby!

Podpatrywanie przyrody w motoryzacji. Współczynnik CX i… ryby!

18 marca 2021

Wprawdzie stosowane obecnie komputerowe projektowanie, znacznie przyspieszyło proces designu nowych produktów, niemniej nadal nie udaje się osiągnąć ideału. Ten ideał stworzyła bowiem tylko przyroda, w czasie milinów lat ewolucji....


Czy zastanawiali się Państwo dlaczego kilka lat temu nastąpiła gwałtowna rewolucja w zarysie brył Mercedesa? Zapewne wyda się to dziwne, ale... inżynierowie Mercedesa oprócz nowoczesnych technologii obliczeniowych sięgnęli do najdoskonalszych aerodynamicznych przykładów z dziedziny przyrody, czyli... do świata ryb. Zespół pracujący kilkanaście lat temu nad tym projektem ( który nazwano roboczo BIONIC jako połączenie  niemieckich słów Biologie i Technik), rozpoczął poszukiwania stworzenia morskiego o sylwetce odpowiedniej do wykorzystania jako wzór samochodu. Wprawdzie najbardziej opływową formę mają rekiny i delfiny, ale niestety ich sylwetka nie może być wzorcem modelu rodzinnego. Także ryby typu pstrąg, karp, łosoś, czy dorsz nie nadają się na wzorzec samochodu ze względu na złe proporcje długość/szerokość/wysokość i wynikający z tego brak możliwości usadzenia podróżnych. Jednakże okazało się, że znaleziono stworzenie o kształcie mogącym służyć jako baza do dalszych badań. Znaleziona ryba to Ostracion cubicus o charakterystycznym pudełkowatym kształcie (w j. polskim Kostera Gruzełkowata, ale już niemiecka nazwa to Kofferfisch, czyli „ryba pudełko”, a angielska Yelow Boxfish, czyli „żółta ryba pudełko”).



Zauważono też, że mimo swej dużej „powierzchni czołowej” i mało opływowej sylwetki, ryba może bardzo szybko zmieniać kierunek ruchu, a dodatkowo jest odporna na silne prądy wody. Po analizie jej budowy okazało się, że ewolucja przystosowała ją do życia w określonych warunkach poprzez budowę skóry z wielu płytek kostnych, które połączone ze sobą tworzą sztywną powłokę chroniącą przed otarciami, a wzdłuż krawędzi na górnej i dolnej części tułowia, ryba ta ma małe przeprofilowania. Dzięki tym profilom tworzą się mini-wiry, zapewniające stabilizację ruchu podczas silnego prądu wody, a dodatkowo ryba nie musi energicznie ruszać płetwami, co pozwala jej oszczędzać siły. Przystąpiono zatem do badań doskonałości aerodynamicznej i okazało się, że -mimo dużej powierzchni czołowej- ryba ma współczynnik oporu Cx=0,06. Jest więc bliska ideału, za jaki przyjmuje się kroplę wody. Chcąc wykorzystać tę wiedzę, stworzono „mapę sylwetki ryby Kofferfisch” i na tej podstawie  przystąpiono do budowy podobnej sylwetki samochodu. W tym celu wykonano z gliny model o wielkości 1:4, w stosunku do normalnego pojazdu. W modelu zrobiono charakterystyczne pofalowania z boku i na dachu, a tylną partię zakończono w formie rybiego ogona. 



Prototyp ten poddano próbom w tunelu aerodynamicznym w wodzie i... model przeszedł najśmielsze oczekiwania. Współczynnik Cx= 0.095, jaką uzyskano, jest wartością lepszą od oferowanych obecnie sylwetek samochodów kompaktowych aż o 65%. Ten zaskakujący wynik dał podwaliny do dalszych prac i zbudowano dwudrzwiowy kompaktowy model hatchback z czterema wygodnymi fotelami, dużą szybą przednią, o sylwetce będącej kompromisem między „rybim designem” i normalnym użytkowym autem. Tak powstał model BIONIC o długości 424 cm, szerokości 182 cm i wysokości 159 cm. Charakterystycznymi formami w tym prototypie są - poza bocznymi przeprofilowaniami upodobniającymi model do płynącej ryby – całkowite wyeliminowanie rozproszenia strugi przez tylne koło (profil blach ukierunkowuje strugę powietrza poza tę część) oraz eliminacja wystających klamek drzwi i lusterek (w tym wypadku użyto kamer).



Pamiętając, że odpowiednia sylwetka ryby pozwala jej szybko poruszać się bez angażowania dużej siły, w pojeździe zastosowano silnik o mocy zaledwie 140 KM. Jednakże dzięki niemu pojazd mógł poruszać się z prędkością 190 km/h i przyśpieszać do 100 km/h w czasie 8,2 sek. Niebagatelne znaczenie ma także spalanie. Średnie zużycie paliwa wynosiło w prototypie 4,3 l/100 km, co było wartością o 20 % mniejszą niż wersje seryjne. Ponadto model BIONIC poddano badaniom wg amerykańskich testów FTP75 sprawdzających pokonaną drogę na jednym galonie paliwa. Wynik 70 mil/galon jest o 30% lepszy niż współczesne mu pojazdy seryjne. Czy pojazd ten nie przypomina Wam Mercedesa Klasy B? A czy w Mercedesie klasy E nie można dostrzec elementów nadwozia zaadoptowanych z prototypu BIONIC? Tak więc nie ulega wątpliwości, że faktycznie przyroda jest najdoskonalszym projektantem, człowiek tylko stara się naśladować jej projekty, a jeżeli mu się to uda... projekt wyprzedza osiągnięcia konkurencji. 


Bogusław Korzeniowski

Szukasz samochodu? Doradca VEHIS ma dla Ciebie oferty ponad 8 000 dostępnych samochodów!
Wysyłając formularz wyrażasz zgodę na przetwarzanie danych osobowych wg [tych zasad]
Kontakt
Biuro Obsługi Klienta
+48 32 308 84 44
bok@vehis.pl
Jesteśmy członkiem
Obserwuj nas: