Mercedes-Benz Bionic Car on 2006

Fokus

Mercedes s tělem ryby (2. část)

25 května 2015  

První část článku čtěte zde.

Lepší než tuňáci a delfíni

Odborníci na aerodynamiku považují za ideální tvar vodní kapku, jejíž koeficient odporu vzduchu Cd je ve volném proudění 0,04. Když inženýři ve Stuttgartu dali věrný model havýšího těla do větrného tunelu, sami nevěřili svým očím: 0,06!

Specialisté Mercedesu pak vytvořili model auta v měřítku 1 : 4, jehož tvary byly velmi podobné korálové rybě. Zakulacené vnější křivky živé předlohy na bocích a střeše trochu upravili stejně jako výraznou klesající zadní část se zvlněnými boky a výrazným klínovitým profilem.

V zásadě tak šli proti mnoha principům automobilové aerodynamiky. Jenže opět je čekalo překvapení: naměřená hodnota odporu vzduchu činila 0,095. Tato hodnota se velmi blíží těm, jichž dosahují takřka ideální proudnicová tělesa (0,09).

 Podvodní pádla

Tyto zvláštní mořské ryby najdeme hlavně na korálových útesech, v tropických lagunách a mezi mořskými řasami. Jejich jídelníček sestává právě z chaluh, hub nebo korýšů. Těla havýšů jsou uzpůsobena k plavání na kratší vzdálenosti a k obratnému manévrování na malém prostoru. Právě to je odlišuje od ostatních ryb: neplavou totiž pomocí vlnění celého těla, ale používají přední ploutve jako pádla k odrážení. Ocasní ploutev jenom kormidluje. Díky tomuto způsobu – a dokonale vhodnému tvaru těla – jsou maximálně efektivní: k pohybu spotřebují málo energie, na druhou stranu však nejsou havýši nijak rychlí.

Rychle a úsporně pro čtyři

Na základě tohoto výzkumu v Mercedesu stvořili plnohodnotný automobil pro čtyři cestující. Výsledkem je dvoudveřový kompaktní vůz s velkým čelním sklem a prosklenou střechou, jenž měří 424 centimetrů do délky, 159 centimetrů do šířky a je 182 centimetrů vysoký. Proti ideálnímu modelu měřítka 1 : 4 jsou u velkého funkčního auta nutné jisté kompromisy, přesto je hodnota z větrného tunelu působivá. Plně funkční bionický Mercedes dosáhl koeficientu Cd 0,19. Možné to bylo také díky dalším aerodynamickým „vychytávkám“, jako jsou výrazně krytá zadní kola, vnější kliky splývající s povrchem dveří nebo použití kamer namísto vnějších zpětných zrcátek.

Německý koncept byl na svou dobu velmi úsporný a výkonný. O jeho pohon se stará vznětový motor s přímým vstřikováním o výkonu 103 kW (140 koní) a nejvyšším točivém momentu 300 Nm, který si v kombinovaném provozu řekne o 4,3 litru nafty. Při ustálené rychlosti 90 km/h je spotřeba jenom 2,8 litru. Nejvyšší rychlost vozu činí 190 km/h.

Pevně a lehce

Příroda vývojáře inspirovala nejen v oblasti aerodynamiky, ale i při vývoji lehkých a pevných materiálů. Tak například ono popisované „brnění“ havýšů nebo struktury koster dalších živočichů nám ukazují, jak příroda dokáže vytvořit nejvyšší možnou pevnost při použití co nejmenšího objemu materiálu. Tak třeba ty kosti: jsou vždy „konstruovány“ s ohledem na jejich zatížení.

Jako příklad si vezměme lidskou stehenní kost. Její umístění a množství hmoty přesně odpovídá tažným a tlakovým silám, které končetina musí snášet a vydržet. Těmito biologickými principy se řídí třeba také růst kořenů a větví stromů, které jsou dokonalou ukázkou lehkých a vysokopevnostních materiálů.

Ve spolupráci s odborníky na bioniku výzkumníci koncernu DaimlerChrysler vytvořili počítačem řízený proces přenesení zákonitosti přírody do automobilového průmyslu. Metodě se říká Soft Kill Option (SKO). Pomocí počítačového simulování se díly podvozku a zavěšení navrhují tak, že části s menším zatížením jsou méně odolné, a dokonce je možné je úplně vynechat („kill“), zatímco hodně namáhaná místa jsou zvlášť zesílená.

Například právě ty šestiúhlé šupiny havýšů odpovídají požadavku na co nejvyšší pevnost při nízké váze. Přeneseme-li to na automobilové dveře, výsledkem je voštinová konstrukce, která je asi o 40 procent pevnější než běžná řešení. Pokud navrhneme celou karosérii metodou SKO, snížíme její hmotnost zhruba o 30 procent při zachování stability, bezpečnosti při nárazu a provozní pevnosti. Což je další příspěvek bioniky ke snižování spotřeby moderních aut.

, , , ,



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Anti SPAM *

Buďme v kontaktu

Sledujte VVAutomotive na síti LinkedIn a na Facebooku – buďte v kontaktu s profesionály z oboru. Odebírejte aktuální informace a rozšiřte komunitu odborníků.

LinkedIn Facebook