Aerodynamický rozvoj automobilov AUDI súťažiacich v Le Mans

Práve tento víkend sa uskutočnil slávny  pretek  24 h Le Mans, ktorý oslavil už svoje 90. výročie. Počas posledných 14. rokov sa značke Audi podarilo 11. krát vyhrať slávny pretek . Tento rok nebol výnimkou, kedže trom vozidlám  Audi R18 e-tron quattro sa podarilo dostať na začiatok štartovacieho poradia a posádka týmu Audi Sport Team Joest vyhrala tento pretek . Audi vždy patrilo popredné miesto v aerodynamickom vývoji a aj vďaka tomu získalo ďalšie víťazstvo do zbierky. Pri pohľade na prototyp Audi R8R z roku  1999 a na súčasné pretekárske vozidlo Audi R18 e-tron quattro je zretelný rozdiel medzi týmito vozidlami a to nielen, kvôli tomu, že Audi R8R malo odkrytý kokpit a Audi R18 e-tron quattro má uzavretý kokpit.

Audi R8R prototype and Audi R18 e-tron quattro

Vľavo prototyp Audi R8R a vpravo Audi R18 e-tron quattro.

Od prvého prototypu Audi R8R, až k terajšiemu Audi R18 e-tron quattro prešli pretekárske vozidlá Audi dlhou a náročnou cestou vo vývoji aerodynamiky.  Pri vývoji neostala jediná časť vozidla, ktorá by za tie roky nebola zmenená a vylepšená.

audi_motorsport-130515-3728 Chladiče umiestnené v prednej časti vozidla Audi R8R.

Chladiče motora R8R boli uložené v prednej časti vozidla. Teplo z chladičov vystupovalo z kapoty vpredu a prúdilo ponad otvorený kokpit pretekára a čiastočne sa rozdeľovalo na pravú a ľavú stranu vozidla smerom k bočniciam  až k zadnej časti vozidla. Pre optimalizáciu prúdenia vzduchu k zadnej časti vozidla, vrátane zadného krídla sa inžinieri rozhodli integrovať niektoré chladiče a medzichladiče do bočných panelov. Toto riešenie bolo použité na vozidle Audi R8 v roku 2000 a zlepšilo prúdenie vzduchu a chladenie vozidla.

Zavedením vznetových motorov s priamym vstrekovaním nafty v Audi R10 TDI v roku 2006 prinieslo zvýšenie nárokov na chladenie asi o 30 percent. Okrem toho, Audi R18 e-tron quattro, ktoré bolo predstavené v roku 2012, potrebovalo nízko teplotné chladenie pre hybridné ústrojenstvo, čo predstavovalo ďalšiu výzvu pre konštruktérov.

Napriek týmto zložitým podmienkam sa podarilo konštruktérom postaviť aerodynamicky najefektívnejšie vozidlo Audi z kategórie LMP.  Významný podiel majú na tom inovatívne micro-trubicové chladiče, ktoré posunuli Audi o ďalší krok vpred v aerodynamickom vývoji.

Micro-tube radiator of Audi R18 e-tron quattro

Konvečná hliníková mriežka chladiča, ktorá vytvára vysoký odpor vzduchu je minulosťou. Chladiaca kvapaliny Audi R18 e-tron quattro prúdi cez systém zložený z viac ako 11 000 malých trubiek v chladiči. Chladič je voľne nastavitelný a pri rovnakej veľkosti chladiča sa podarilo znížiť tlak prúdiaceho vzduchu o viac ako 25 percent. Prípadne sa tlak prúdiaceho vzduchu nezmení ale veľkosť chladiča  sa zmenší.

 

Micro-trubicový chladič z Audi R18 e-tron quattro

S ohľadom na pomer medzi prítlakom a aerodynamickým odporom, Audi neustále optimalizuje svoje pretekárske vozidlá LMP. Tento pomer vyjadruje , o koľko sa zlepší aerodynamický prítlak vozidla bez zvýšenia aerodynamického odporu. Audi sa podarilo dosiahnuť tento pokrok aj napriek sprísneným predpisom, ktoré obmedzili voľnosť v aerodynamickom riešení vozidla. Napríklad , keď Audi začalo s projektom v roku 1999 boli stanovené maximálne rozmery zadného krídla 2000 mm (šírka) x 400 mm (dĺžka) x 150 mm (výška). V súčasnej dobe boli tieto rozmery znížené na 1600 x 250 x 150 mm. Na základe radu mnohých aerodynamických riešení, ako je napríklad uchytenie zadného krídla odvrchu (prvý krát použité v Audi R15 TDI v roku 2009) sa podarilo kompenzovať hlavnú časť strateného prítlaku. Umožnilo to výrazné zlepšenie  prúdenia vzduchu k zadnému krídlu.

 

Rear wing of Audi R15 TDI Uchytenie zadného krídla odvrchu prvykrát  predstavené u Audi R15 TDI.

Zmeny v predpisoch sa výrazne dotkli aj špecifikácií pre podlahy pretekárskych automobilov. Napriek obmedzenia dosahujú moderné vozidlá kategórie LMP takú úroveň aerodynamické prítlaku, že by boli schopné jazdiť aj po strope tunela.

Rozloženie aerodynamického prítlaku na pretekárske vozidlo má mnoho zaujímavostí ako napríklad, že predný difúzor spolu so zadným krídlom generujú polovicu z celkového aerodynamické prítlaku vozidla a druhú polovicu zabezpečuje podlaha so zadným difúzorom.  Tento prítlak neutralizuje vztlak , ktorý je generovaný prúdením vzduchu okolo kokpitu a karosérie, čo zodpovedá štvrtine z celkového prítlaku.

 

Audi R18 e-tron quattro

Najlepšiu výpovednú hodnotu o aerodynamickom napredovaní vozidiel majú časy na jedno kolo dosiahnuté jednotlivými vozidlami v ich aktívnych rokoch. Samozrejme zlepšenie časov ovplyvnili aj iné faktory, ako hnacie ústrojenstvo, pneumatiky, podvozky, ultra-ľahké materiály v konštrukcii vozidla a rozloženie hmotnosti.  Pre porovnanie v roku 2006 malo najrýchlejšie kolo pretekov Le Mans hodnotu 3:31,211s  a dosiahlo ho vozidlo Audi R10 TDI s 12 valcovým vznetovým motorom o objeme 5,5 l a výkonom 650k. V roku 2013 predstavoval najrýchlejší čas hodnotu 3:22,746 dosiahnutý vozidlo Audi R18 e-tron quattro s motorom 3,7 V6 TDI s výkon viac ako 490k.

Autor: Maroš Uhrin

 

About marosito

Leave a Reply

Your email address will not be published.