Pionirji aerodinamike skozi današnje oči

Škoda preučuje aerodinamiko že dlje, kot ste si morda mislili. Medtem ko se danes zračni upor zmanjšuje z uporabo ostrih linij, so nekoč to dosegali z zaobljenimi oblikami.

31. 5. 2024 Škodin svet

Aerodinamika je danes eno ključnih vprašanj pri razvoju novih avtomobilov. Zračni upor močno vpliva na porabo goriva, pri električnih avtomobilih pa na doseg.

V Škodinem muzeju najdemo tri posebne avtomobile, ki so že pred desetletji začrtali pot aerodinamike v avtomobilizmu - Škoda 935 Dynamic iz leta 1935, Škoda Popular Monte Carlo iz leta 1937 in Škoda Rapid OHV iz leta 1940.

Kako so torej oblikovalci nekoč pristopili k zmanjševanju zračnega upora? Ali lahko oblikovalci danes iz 90 let starih rešitev črpajo kakšen navdih?

Trije veterani, ki so bili pred desetletji vodilni na področju aerodinamike - Škoda 935 Dynamic, Škoda Rapid OHV in Škoda Popular Monte Carlo (z leve).

"Paradoksalna značilnost avtomobilov do začetka tridesetih let prejšnjega stoletja, ki je za nas aerodinamike značilna in zanimiva, je to, da so imeli pri vzvratni vožnji manjši aerodinamični upor kot pri vožnji naprej! To je zato, ker je bil sprednji del avtomobila običajno sestavljen iz več ravnih delov pod pravim kotom glede na na vozno površino, kot so hladilnik, žarometi, vetrobransko steklo itd., prehodi med njimi pa so bili zelo ostri, medtem ko je bil zadnji del avtomobila bolj zaobljen. Konec tridesetih let prejšnjega stoletja so začeli graditi avtoceste in vožnja je postajala vse hitrejša. Hitrost je bila za kupce vse pomembnejša in avtomobilski proizvajalci so poskušali ustvariti aerodinamične poteze v obliki solze oziroma vodne kapljice, ki jih je navdihnila narava," pravi Jan Jagrik, vodja oddelka za razvoj aerodinamike.

Paradoksalno so imeli avtomobili v začetku 30. let prejšnjega stoletja boljši aerodinamični upor pri vožnji nazaj kot pri vožnji naprej.

Senčila nekoč in danes

"Na črnem Škodinem kupeju Popular Monte Carlo vidimo zožen zadnji del s 'plavutjo' za zagotavljanje smerne stabilnosti ter blatnike v obliki solze. Rešetke pred žarometi in hladilnikom so izrazite in so zasnovane tako, da pomagajo pretoku zraka okoli v bistvu navpičnih površin žarometov," opisuje Jagrik.

Jan Jagrik, vodja oddelka za razvoj aerodinamike, in model Dynamic 935 - "aerodinamično" vozilo, oblikovano z mislijo na vožnjo po avtocesti, s številnimi aerodinamičnimi elementi, kot so pokrovi zadnjih koles in stabilizacijska plavut na zoženem zadku.

Po besedah njegovega kolega, vodje projekta aerodinamike Vojtecha Jakubca, avtomobili kažejo na prizadevanja za reševanje vprašanj, ki jih obravnavamo še danes, čeprav seveda na nekoliko drugačen način. "Ravno odcepitev toka za zadnjim delom avtomobila je tisto, na kar se danes še vedno zelo osredotočamo. Drugo vprašanje so kolesa - model 935 Dynamic ima pokrita zadnja kolesa, kar pomeni velike koristi za aerodinamiko. Po drugi strani pa mislim, da takrat niso posvečali veliko pozornosti spodnji strani dna, ki je danes zelo pomembna."

Velika večina rešitev, uporabljenih pred devetdesetimi leti, danes preprosto ni uporabna. Razlog za to je predvsem današnja zakonodaja. V preteklosti se z obnašanjem avtomobila v nesreči niso ukvarjali - ni bilo testov trčenja, ni bilo predpisov za zaščito pešcev, avtomobili so lahko imeli najrazličnejše štrleče dele, pogleda iz kabine ali postavitve žarometov pa niso upoštevali.

Specialist za aerodinamiko Josef Šiman in Škoda Popular Monte Carlo

"Toda pri modelu Rapid, na primer, je pred hladilnikom nameščena zavesa, ki jo je voznik lahko dvignil, kadar hlajenje ni bilo potrebno. Zavesa je potem zapirala hladilnik, tako da je bil tok zraka usmerjen okoli karoserije - po poti manjšega upora. Tako je še danes v sodobnih avtomobilih, le da je zasnova zaves seveda povsem drugačna in ima elektronski nadzor. Toda načelo je enako," pojasnjuje strokovnjak za aerodinamiko Josef Šiman.

Zavesapred rešetko hladilnika na Rapidu, ki jo je voznik lahko dvignil ali spustil, če ni potreboval hlajenja.

Rapid v vetrovniku

Morda bo koga presenetilo, da so vetrovnike začeli uporabljati za izboljšanje aerodinamike avtomobilov že pred skoraj devetdesetimi leti. Češki inštitut za raziskave in testiranje v letalstvu v Pragi je imel vetrovnik že v dvajsetih letih prejšnjega stoletja, vendar ni poročil o njegovi uporabi za namene proizvodnje avtomobilov v tem desetletju. So pa v Inštitutu testirali model Škoda Rapid OHV, "avtocestno izvedbo". "V arhivu podjetja je poročilo iz leta 1938 o lesenem modelu v merilu 1:6, ki so ga testirali v tunelu na raziskovalnem inštitutu in ga primerjali z modelom avtomobila s standardno karoserijo."

Medtem ko se danes oblike karoserij v glavnem izboljšujejo z računalniško simulacijo in nato preverjajo v vetrovniku, so se takrat vetrovniki dejansko uporabljali za razvoj karoserij. "Ni bilo druge možnosti, kot da smo imeli vnaprej pripravljenih več alternativnih oblik delov avtomobila, kot so odbijači ali ogledala, in vsako od njih po vrsti namestili na model, nato opazovali, kako zrak teče okoli njih, in nato izbrali najboljšo različico - v bistvu po metodi poskusov in napak. Postopoma so oblikovalci v vetrovnik začeli nositi glinene modele, ki so jih oblikovali na kraju samem s strgali - tu so malo odvzeli, tam še malo dodali ... Z razvojem sodobnih vetrovnikov od približno osemdesetih let 20. stoletja naprej in zlasti s pojavom računalniških simulacij na prelomu stoletja pa smo zdaj dobili veliko več informacij o oblikah, ki jih razvijamo. Zaradi tega je razvoj aerodinamike seveda učinkovitejši," pojasnjuje Jakubec.

Vodja aerodinamike Vojtěch Jakubec in Škoda Rapid OHV

Morda se sprašujete, kako so preučevali pretok zraka v vetrovniku. Na karoserijo so na določenih mestih nalepili fino bombžno prejo in opazovali njeno vedenje na vsaki od teh točk. Uporabili so tudi dim in opazovali njegovo gibanje po karoseriji avtomobila. To se vse do danes ni spremenilo.

Mojstrski tečaj aerodinamike

Zdaj je čas, da si podrobneje ogledamo prototip aerodinamičnega modela Škoda 935 Dynamic, ki je bil predstavljen na avtomobilskem salonu v Pragi leta 1935. Trije strokovnjaki za aerodinamiko opozarjajo na več zanimivih podrobnosti. "Čeprav sta avtomobila Dynamic in Popular iz podobnega obdobja, je opazna razlika v oblikovanju. Pri tem je nedvomno veliko vlogo odigralo dejstvo, da gre za različna razreda avtomobila in s tem za različno ceno. Pri vozilu Dynamic najbolj izstopajo njegova silhueta v obliki solze s koničastim zadnjim delom, kabina, ki se proti zadku zožuje, in pokrita zadnja kolesa. V primerjavi z drugimi avtomobili je tu še ena posebnost: motor je nameščen pred zadnjo osjo, kar omogoča, da je spodnji del avtomobila skoraj po vsej dolžini raven, kar pri spredaj nameščenem motorju ni mogoče. Prav tako jim je uspelo, da so bili žarometi čim bolj poravnani s sprednjim delom avtomobila in je imela tako celotna karoserija enotno linijo. Ni več več ločenih oblik solzic - odbijačev, strehe itd. Namesto tega je vidno prizadevanje, da bi naredili enotno obliko, eno samo prevladujočo obliko solze. Upoštevajte tudi prednji kolesi, ki nista bistveno potisnjeni navznoter - razmik med robom pnevmatike in blatnikom je minimalen. To je mojstrska aerodinamika," z nasmehom pove Šiman.

Oglejte si 5 fotografij

Na Dynamicu so načela aerodinamike, ki so veljala tako takrat kot danes, najbolj očitna. "Gre za to, da se zračni tok čim bolj približa telesu. In če se zrak na neki točki odriva, je najbolje, da je to določeno z nekim izrazitim robom. Oblivanje zračnega toka je mogoče bolje uresničiti z zasnovo solze - vidimo, kako se prečni in bočni pogled avtomobila gladko spreminjata, tako da tok zraka pravzaprav nima veliko razlogov, da bi se kje odcepil," pravi Jakubec.

"Mislim, da se je treba spomniti, kako so takrat izdelovali avtomobile. Takrat ni bilo avtomobilskih oblikovalcev. Vse so načrtovali konstruktorji, ki so pripravljali predloge na risalnih deskah, zato so oblikovali tudi poteze karoserij. Potem ste imeli mojstra, ki je - če lahko malo pretiravam - sedel za mizo in s kladivom oblikoval kos pločevine v obliko odbijača ali pokrova motorja, ga rahlo popravljal glede na svoje izkušnje in občutek, tako da je bil končni rezultat nekoliko drugačen in morda celo malo boljši. Delo ni bilo tako jasno določeno kot danes. Oblike in linije so organsko nastajale v rokah obrtnikov in zahvaljujoč njihovi spretnosti in občutku so nastale čudovite oblike, ki jih občudujemo še danes. Izžarevajo čustva. To je čudovit delček zgodovine in dobre stare obrti," pravi Jan Jagrik, vodja razvojnega oddelka za aerodinamiko, ki se je tako poklonil svojim predhodnikom.

"Tradicija aerodinamike pri Škodi je res stara devetdeset let. To je dlje, kot obstajajo številni današnji proizvajalci avtomobilov. Ponosen sem, da ima naše delo tukaj tako trdne temelje," dodaja.

Današnji strokovnjaki za aerodinamiko se lahko še vedno zgledujejo po delu starih karoserijskih mojstrov.