Mobile Zukunft (VI): Scheibenwischer mit Spoiler und Kameras statt Seitenspiegel

Leipzig – Ein Forscher und Entwickler wie Ulrich Hackenberg muss es wissen: „Je stromlinienförmiger ein Fahrzeug gestaltet ist“, so das Mitglied im Volkswagen-Markenvorstand und dort zuständig eben für den Geschäftsbereich Forschung und Entwicklung in einer „Viavision“-Ausgabe der Volkswagen-Gruppe, „desto geringer ist sein Verbrauch.“

Motor muss dann stärker arbeiten

Fest steht: Luft beeinflusst Bewegung. Den Effekt, dass Luft bremst, dürfte in der Tat jeder kennen, der schon mal bei Gegenwind Fahrrad gefahren ist und dabei kräftig in die Pedale treten musste. Das gilt, wissen Experten, auch für Autos: „Mit steigendem Luftwiderstand muss der Motor stärker arbeiten, und der Kraftstoffverbrauch erhöht sich“, heißt es dazu im „Viavision“-Bericht über „Aerodynamik“ und „Werksspionage im Reich der Natur“.

Im Kampf gegen bremsende Widerstände

Aerodynamik rückt jedenfalls bei der Gestaltung von Pkw immer mehr ins Zentrum. Und Vorbilder finden dafür verantwortliche Designer in der Natur. Um die aerodynamischen[foto id=“432268″ size=“small“ position=“left“] Eigenschaften von Prototypen zu verbessern, werden Tests in Windkanälen gemacht und Berechnungen angestellt – „immer im Kampf gegen die bremsenden Luftwiderstände“.

Pinguin ist noch stromlinienförmiger

Lange Zeit galt der Wassertropfen als aerodynamisch unschlagbar. Mittlerweile weiß man aber, dass der Pinguin noch stromlinienförmiger ist: Beim Wassertropfen, betonen beispielsweise Forscher der Universität Ilmenau, liegt die dickste Stelle recht weit vorn, beim Pinguin hingegen ist die Verdickung lang gezogen. Aerodynamisch betrachtet würden sich Luft und Wasser nur in ihrer Dichte unterscheiden. „Deshalb kann der Pinguin als Vergleichsobjekt herangezogen werden.“

Vorreiter war Rumpler-Tropfenwagen

Als historischer Vorreiter gilt der Rumpler-Tropfenwagen, den Konstrukteur Edmund Rumpler 1921 vorgestellt hat. Mit einem Luftwiderstandsbeiwert von 0,28 war er sogar deutlich windschnittiger als viele heutige Pkw. „Aerodynamische Messungen in einem Windkanal sind aufwändig, weil die Versuchsbedingungen so realitätsnah wie möglich sein müssen“, hält der Bericht fest. Alle relevanten Kräfte und Momente, die auf das Fahrzeug einwirkten, seien dort messbar. Die großen Automobilhersteller hätten meist eigene Anlagen, in denen sie ihre Tests machten. Um den genauen Verlauf der Luftströmung um den Wagen herum sichtbar zu machen, werde der Luft Nebel beigemischt. „So werden Verwirbelungen und Durchströmungen besser erkannt.“

Bis hin zur Stirnfläche des Wagens

Doch die Silhouette eines Fahrzeugs lasse noch nicht auf seinen Luftwiderstandsbeiwert schließen. Formel-1-Fahrzeuge etwa seien nicht so sehr auf Aerodynamik ausgelegt. Als besonders windschnittig wird in diesem Zusammenhang das Ein-Liter-Auto von VW genannt.[foto id=“432269″ size=“small“ position=“right“] Messwerte, die eine Rolle spielen, sind den Angaben zufolge die Widerstandskraft, die Luftdichte, die Fahrgeschwindigkeit und die Stirnfläche des Wagens.

Auch der Spritverbrauch sinkt dann

Sinkt der Luftwiderstandsbeiwert um 0,01, rechnet das Aachener Institut für Kraftfahrzeuge vor, senkt das den Spritverbrauch um 0,04 Liter und damit den Kohlendioxid-Ausstoß um ein Gramm. In der Realität könne ein zehntel, bei hohem Autobahn-Tempo sogar bis zu einem halben Liter gespart werden. Je geringer die im Schnitt gefahrene Geschwindigkeit sei, desto geringer falle auch der Luftwiderstand aus. „Bei schnellem Fahren muss mehr Luft verdrängt werden.“

Von den Scheiben bis zum Heck

Zu den stomlinienförmigen Bauteilen, die dazu beitragen können, weniger Widerstandsfläche aufzuweisen, gehören Scheibe und A-Säule (bis zu fünf Prozent), Lüftung (fünf bis zehn Prozent), Räder und Boden (fünf Prozent) sowie das Heck (fünf bis fünfzehn Prozent)

„Wind verfängt sich auch in Unebenheiten“

Die Form der Karosserie jedenfalls habe den größten Effekt auf die Aerodynamik eines Fahrzeugs. Aber auch viele Details ließen sich so gestalten, dass sie dem Wind so wenig Angriffsfläche wie möglich bieten. „Denn der verfängt sich auch in kleinen Unebenheiten, setzen Hersteller bereits auf Scheibenwischer mit Spoiler oder auf Kameras statt Seitenspiegel.