Share a little biographical information to fill out your profile. This may be shown publicly.

 

We sturen je per e-mail een wachtwoord toe. Soms komt deze e-mail in je spambox terecht.

Deel 1 van een drieluik over weerstandscoëfficiënt, lift en downforce

Je kunt er bijna niet meer om heen. Anno 2015 passeert bijna elk model de windtunnel om vervolgens te kunnen pronken met waarden als Cd-waarde, lift en downforce. Ongetwijfeld sterke verkoopsargumenten en belangrijke waarden, al zijn er – net als ondergetekende – waarschijnlijk niet veel die hun vinger op de exacte betekenis kunnen leggen van zo’n decimaaltje.

mercedes-cla-wind-tunnel

Niet dat het begrip ‘weerstandscoëfficient’ (Cw, Cd of Cx) an sich zo moeilijk te verklaren is. De term wordt gedefinieerd als de weerstand die een voorwerp ondervindt in een stromend medium zoals lucht of water. Met als grootste parameters de vorm van het voorwerp en de structuur van z’n oppervlak.

Hoe je dat dan aan een leek kunt uitleggen? Het gaat ‘m eigenlijk om hoe vlot een object door de lucht klieft en hoeveel weerstand het daarbij ondervindt. Zo resulteert een goede stroomlijning in een lage coëfficiënt, terwijl bij hoekige vormen de coëfficiënt vele malen hoger is. Denk maar aan het verschil tussen een glazen bol (Cd < 0,5) en een ruwe baksteen (Cd: 2,1). Met andere woorden: hoe kleiner en gladder het oppervlak, des te aerodynamischer het voertuig.

weerstandscoëfficiënt

Maar hoe verklaar je dan dat een F1-bolide een hogere Cd-waarde heeft dan een Hummer H2 (0,7 à 1,1 tov 0,57)? Omdat de rekensom eerlijkheidshalve nog niet volledig is. Eigenlijk moet je de Cd-waarde nog vermenigvuldigen met de oppervlakte van de voorzijde om uiteindelijk tot de drag area te komen, waardoor het masker van de Hummer al snel afvalt. De F1-koets moet namelijk ook voldoende downforce genereren om de lift te neutraliseren.

Niet dat het zo eenvoudig is. Het komt veelal neer op een evenwichtsoefening tussen lage weerstand, lift en hoge downforce. Hou je alle overige parameters constant en opteer je resoluut voor minder weerstand, dan kun je echter wel snellere sprinttijden, lagere verbruikscijfers en hogere topsnelheden verwachten – wegligging niet verzekerd.

De gemiddelde personenwagen realiseert een Cd tussen de 0,30 en 0,35, al tekent de rasechte RACR meestal een hogere waarde op door bredere banden, koelsystemen en extra spoilers om de gecreëerde lift te neutraliseren. Iets wat het F1-Hummer-voorbeeld ook mooi benadrukt. Enkele andere praktijkvoorbeelden ter verduidelijking:

1. BMW i8 – Cd 0,26

BMW-i8

Vermoedelijk een benchmark voor de toekomstige sportauto’s, met een sprintje naar de honderd in nog geen 4,5 seconden en een theoretisch vrij bescheiden verbruik. Een knap evenwicht tussen lage weerstand en stabiliteit dankzij de voorbumper, de aerodynamische wielkasten en de platte bodemplaat. Bewijst ook meteen dat efficiënt niet meteen saai of lelijk hoeft te zijn.

2. Nissan GTR – Cd 0,26

2013_nissan_gtr_15

Waarschijnlijk een van de grootste raadsels op vlak van weerstandscoëfficiënten, gezien de gigantische hoeveelheid downforce die Godzilla nodig heeft om het rubber op te warmen. Niet alleen de aero blades zorgen voor een optimale luchtstroom, ook de voorbumper en diffuser zorgen voor een vlijmscherpe luchtsplitsing.

3. Volkswagen XL1 – Cd 0,19

2014_vw_xl1_10

De Volkswagen XL1 kon onmogelijk in dit lijstje ontbreken. De revolutionair lijkt wel volledig rond z’n aerodynamica te zijn ontwikkeld. Kijk daarvoor maar naar de gesloten wielkasten, het ontbreken van spiegels, elektronisch geregelde luchtinlaten en de dolfijnvormige staart. We present you: the future.

mini vision concept 2

Wist je trouwens dat veel concepten het moeilijk hebben met spiegels? Louis De Fabribeckers vertelde het aan DRIVR: “Most designers start drawing the concept without the mirrors. This results in a bigger problem later in the process, where they have to ‘stick’ them on. A method like that disturbs the design. I myself am a very technical designer. I like to implement every necessary aspect from the moment I start drawing, ensuring the homogeneous aspect of the drawing and the proportions. With this approach I am able to minimize the drag coefficient from the very beginning.”