Tekniikka, joka taltuttaa tuulen

06.04.2021 8:17

Mitä yhteistä on Volvo FH16 -kuorma-autolla ja Illbruck-purjeveneellä, joka voitti Volvo Ocean Race -kilpailun? Vastaus: molemmissa on osattava käsitellä tuulta oikein. Esittelemme kaksi voittajaa, jotka ovat onnistuneet kesyttämään luonnonvoimat – toisistaan täysin poikkeavilla tavoilla.

aero_volvo15_t-4858-01_w.jpg
Kuorma-autotehtaan tutkimustaso ja tekniikka on
korkeatasoista.Toisin on varusteissa,
jotka määräävät lähes 60% yhdistelmän
ilmavastusvoimista.
Puutavara-autossa varusteitten osuus
vastusvoinista ylittää 70%!

Volvo FH 16: Pieni ilmavastus vähentää polttoainekuluja

Jos uusien kuorma-autojen suunnittelussa voitaisiin keskittyä vain aerodynamiikkaan, tiet täyttyisivät pian kiilanmuotoisista ajoneuvoista. Tällaiset ratkaisut eivät kuitenkaan toimi käytännössä, sillä esimerkiksi kuormatilaa ei saada tällöin tarpeeksi.

Volvo panostaa kuitenkin jatkuvasti yhä enemmän auton aerodynamiikan kehittämiseen. Kuorma-auton polttonesteen kulutuksesta noin 20–25 prosenttia muodostuu ilmanvastuksesta, mikä kiinnostaa kuluttajia etenkin dieselin hinnan noustessa. Vaikka kuorma-autot eivät vielä olekaan kiilamaisia, niiden muotoja on kuitenkin pyöristetty. ­Volvo on myös työskennellyt lujasti voidakseen vähentää kuorma-autossa olevaa hukkatilaa. Hukka­tilaa ovat esimerkiksi ohjaamon ja perävaunun välinen tyhjä tila sekä pyöräkoteloissa oleva ja etu- ja takapyörien välinen tila. Tällaiset tyhjät tilat muodostavat nimittäin pyörteitä ja ­ilmavirtoja, jotka lisäävät polttonesteen kulutusta.
Aerodynamiikan näkökulmas­ta kuorma-auton kaikkien pintojen olisi oltava sileitä, jolloin il­ma ei pysähtyisi kuorma-autoon. Ihanteellista olisi, jos ilma ohjautuisi auton edestä sivulle ja siel­tä edelleen auton takaosan kautta pois.

Ilmanvastukseen liittyvät on­gelmat on ratkaistu tähän asti ­ilmaohjaimilla ja erilaisilla alus­-tan sivuhelmaratkaisuilla. Kuormatila on usein leveämpi kuin ohjaamo, joten tuuli pysähtyy siihen yhtäkkiä. Kattoon ja sivuille asennetut ilmanohjaimet ohjaavat ilman perävaunun ohi. Alustan sivuhelmat estävät ilman pääsyn pyörien väliin ja pyörteen muodostumisen.

Tuulitunnelit ovat tärkeä apuväline kuorma-autojen aerodynaamisten ominaisuuksien kehittämisessä. Volvo FH16 -kuorma-auton ilmanohjausjärjestelmää on testattu lukemattomien tuntien ajan tuulitunnelioloissa. Käytännössä tarkoituksena on ollut alentaa ilmanvastus, ja sitä kautta myös polttonestekulut, mahdollisimman pieneksi.

Volvo Ocean Race: Tuuli on veneen paras ystävä ja vihollinen

Pidämme itsestään selvänä, että jos tuuli tarttuu purjeeseen, se työntää venettä eteenpäin. Harvoin tulemme kuitenkaan ajatelleeksi, että venettä työntää eteenpäin itse asiassa purjeen luoma paineen muutos. Purjekankaan toiselle puolelle tulevan virtauksen ja toisen, tuulensuojassa olevan puolen vastakohtaisuus muuttaa painetta, joka puolestaan työntää venettä eteenpäin.

Jotta voitaisiin luoda venettä eteenpäin työntävä paine, tuulen on tartuttava purjeeseen kapeasta kulmasta. aero_volvo15_ilbk83_w.jpgTuulen työntövoimaa voidaan lisätä myös purjetta oikein taivuttamalla. Salaisuus on siinä, että suunnitellaan purje, joka työntää venettä mahdollisimman paljon eteenpäin ja jarruttaa veneen kulkua mahdollisimman vähän.

Kun Volvon aerodynamiikan kehitysosastolla keskitytään ilmanvastuksen vähentämiseen, Volvo Ocean Race -kilpailun voittajaveneen aerodynamiikan suunnittelijoiden on hyväksyt­tävä se tosiasia, että vihollinen – tuulen virtaus – on myös purjeveneen paras ystävä. Kun tuuli osuu veneeseen, se muodostaa veneen toiselle puolelle vastusta. Toisella puolella venettä se puolestaan tuottaa purjeeseen työntävää voimaa. työntävää voimaa.

Masto on hyvä esimerkki ilmanvastuksen tärkeydestä. Se on suunniteltava niin, että sen ilmanvastus on mahdollisimman pieni. Paras masto on kapea ja niin kevyt, ettei se paina venettä alas vivun tavoin kovassakaan tuulessa. Maston on oltava myös tarpeeksi vahva ja kestettävä paine, jonka purjeet luovat ottaessaan ilmaa mahdollisimman paljon talteen.

Volvo Ocean Race-kilpailussa käytettävien mastojen kehityksessä on siis pääosin kyse uusien materiaalien löytämisestä. Esimerkiksi hiilikuitumastot ovat kestävämpiä kuin alumiini-tai puumastot. Näin mastojen läpimitta on pienempi ja ne myös painavat vähemmän. ■

 Volvo Visiitti Julkaistu 2004-12-19

Ilmavastuskerroin Cw karkeasti:

Pinnan muotoMuotokerroin Cv
ympyrälevy 1,10
ontto puolipallo 0,34
kartio 30 astetta 0,34
pallo 0,34
pisaranmuotoinen
kappale
0,05
lentokoneen
runko
0,14
kuorma-auto
Puutavara-auto
0,80...1,20
1,2..... 2,0
henkilöauto 0,30...0,40
henkilöauto
(virtaviivainen)
0,22...0,30

Ilmanvastus on karkeasti ilmanvastuskerroin kertaa otsapinta-ala.

18.04.2021 8:35Alumiinipankko on edelleenkin Skandinavian markkinaykkönen.
17.04.2021 20:37Terminator XXL pankkomallien kehityskaari alkoi keväällä 1976, 45 vuotta , ja 35 pankkomallia sitten.
17.04.2021 18:25Alumiinipankkojen aiheuttamat ilmanvastusvoimat on mahdollista puolittaa !!!
17.04.2021 18:00Terminator aerodynamiikka on muutakin kuin nimi.
17.04.2021 9:19Terminator- tekniikkaa : - Kokonaisvaltainen aerodynamiikka.
17.04.2021 4:44KATSO TÄSTÄ 16.4. LÄHETYS - Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa alan tämän viikon kuulumiset
16.04.2021 13:57Ilmanvastus on puutavara-auton suurin ajovastusvoima
16.04.2021 13:46Di Olavi H. Koskinen: PUUTAVARA-AJONEUVOYHDISTELMÄN AERODYNAMIIKKA JA POLTTOAINEENKULUTUS
16.04.2021Aerodynamiikan alkusoitot soitettiin Magneettimäessä Saariselällä !!!
15.04.2021 11:31Onko puutavarayhdistelmien pankkopaikkojen siirtely hankalaa ja turhaa työtä ???

Siirry arkistoon »