Έρευνες στη θύελλα

Βρισκόμαστε μέσα σε ένα από τα άκρως απόρρητα εργαστήρια δοκιμών της Volvo Cars. Ένα μεταλλικό κτίριο από γκρι χάλυβα, στην ανατολική πτέρυγα του τεράστιου εργοστασίου, στο νησί Hisingen, στεγάζει τη θρυλική αεροδυναμική σήραγγα της εταιρείας, όπου περίπου 20 άτομα εργάζονται υπό αυστηρή μυστικότητα. Για δύο έως τρία χρόνια δοκιμάζουν και αναλύουν τα νέα μοντέλα αυτοκινήτων, από τα πρώτα πρωτότυπα από πηλό μέχρι το τελικό προϊόν.

Η σήραγγα ήταν ήδη πρωτοποριακή όταν εγκαινιάστηκε, το 1986. Από τότε, έχει ανακαινιστεί και επανασχεδιαστεί αρκετές φορές για να διατηρηθεί υπερσύγχρονη. Σήμερα, είναι μία από τις πιο προηγμένες αεροδυναμικές σήραγγες στον κόσμο, επιτρέποντας την προσομοίωση του τρόπου με τον οποίο ένα όχημα επηρεάζεται από ταχύτητες ανέμου έως 250 km/h και θερμοκρασίες έως 60°C. To μεγάλo σύστημα εξισορρόπησης στο δάπεδο επιτρέπει τη μέτρηση των κατευθυντικών δυνάμεων X-Y-Z και τη μελέτη των μεταβολών στην αντίσταση του αέρα.

«Είναι μοναδική, καθώς είναι τόσο αεροδυναμική σήραγγα όσο και θερμαινόμενη κλιματική σήραγγα. Ήμασταν επίσης πρωτοπόροι στην κατασκευή ενός συστήματος που παρέχει μια πιο ακριβή εικόνα της αντίστασης του αέρα. Περίπου το 25% της αντίστασης του αέρα συντελείται γύρω από τους τροχούς, οπότε είναι ζωτικής σημασίας να μπορούμε να το μετρήσουμε», λέει ο Daniel Strömberg, ο οποίος επιβλέπει την αεροδυναμική σήραγγα στη Volvo Cars.

Οι αεροδυναμικές δοκιμές αποκτούν όλο και μεγαλύτερη σημασία στην αυτοκινητοβιομηχανία. Σήμερα, αποτελούν ένα κρίσιμο βήμα για τη μείωση των εκπομπών και της κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων, καθώς και την κατασκευή οχημάτων που είναι ολοκληρωμένα και ασφαλή για κυκλοφορία. Δεδομένου ότι τα βενζινοκίνητα και πετρελαιοκίνητα οχήματα αντικαθίστανται πλέον όλο και περισσότερο από ηλεκτρικά,, ακόμη και μια μικρή αλλαγή στον σχεδιασμό, ώστε να μειωθεί η αντίσταση του αέρα κατά ένα μικρό ποσοστό, μπορεί να κάνει τεράστια διαφορά στην αυτονομία.

«Οι αεροδυναμικές δοκιμές είναι ένα απίστευτα ισχυρό εργαλείο για τη βελτιστοποίηση του οχήματος. Θυμάμαι εκείνον τον κατασκευαστή αυτοκινήτων που δεν έβαλε αεροτομή σε κάποιο αυτοκίνητο, κάτι που το έκανε ασταθές σε υψηλές ταχύτητες», λέει ο Daniel καθώς πιέζει το κουμπί σε ένα μοντέλο κλίμακας στη σήραγγα, που δείχνει πώς ο αέρας κινείται μέσα από πτερύγια-οδηγούς προς μια φιγούρα LEGO, η οποία κρατά σημαία που ανεμίζει.

Σχεδίαζε να γίνει μηχανικός αεροσκαφών, αλλά οι επιθέσεις της 9/11 έφεραν την κατάρρευση της αεροπορικής βιομηχανίας. Ευτυχώς, ο Daniel είναι πλέον στη Volvo Cars εδώ και 20 χρόνια, τα τελευταία 15 από τα οποία στην αεροδυναμική σήραγγα. Την περιγράφει ως την καλύτερη δουλειά στον κόσμο, με καθήκοντα που ποικίλλουν από την ανάπτυξη υπηρεσιών και μεθοδολογίας έως την επίδειξη της σήραγγας σε όλους, από μαθητές έως επενδυτές.

«Από τη Δευτέρα μέχρι την Πέμπτη, η σήραγγα λειτουργεί από τις 06:00 έως τα μεσάνυχτα, ενώ τις Παρασκευές και τα Σάββατα από τις 06:00 έως τις 18:00. Αυτό μας κάνει συνολικά 96 ώρες δοκιμής/ εβδομάδα και βασικά είμαστε πλήρως κλεισμένοι. Όταν δεν δοκιμάζουμε τα δικά μας οχήματα, είμαστε ανοιχτοί σε αιτήματα από άλλους κατασκευαστές αυτοκινήτων, σκιέρ ταχύτητας, ποδηλάτες ή για δοκιμές φωτεινού σηματοδότη. Επίσης, το ροκ συγκρότημα Europe έχει γυρίσει εδώ ένα μουσικό κλιπ!»

Το να επισκεφτείς το περιβάλλον δοκιμών είναι σαν να σε αφήνουν να μπεις σε ένα σετ ταινιών επιστημονικής φαντασίας. Η σήραγγα μήκους 165 μέτρων κάνει έναν κύκλο και στο βάθος υπάρχει ένας κόκκινος και μαύρος ανεμιστήρας ύψους 8,15 μέτρων, με λεπίδες από ανθρακονήματα. Ο άνεμος που παράγεται από τον ανεμιστήρα είναι δυνατός και με ακανόνιστη ροή, οπότε διοχετεύεται μέσω μιας σειράς θαλάμων, δομών και πλεγμάτων, ώστε κάθε δίνη να διασπαστεί, για ομαλή, στρωτή ροή αέρα. Τέλος, ο άνεμος φτάνει στον τελευταίο θάλαμο, γνωστό ως «συστολή».

«Μέσα στη συστολή, η ταχύτητα του ανέμου αυξάνεται έξι φορές. Εάν λειτουργήσουμε τον ανεμιστήρα στη μέγιστη ταχύτητά του, επιτυγχάνουμε 250 km/h στο τμήμα δοκιμών, ισοδύναμο με 70 m/s. Αυτό είναι ισχυρότατος τυφώνας. Το όχημα είναι δεμένο σε κυλιόμενους χαλύβδινους ιμάντες και σε σύστημα εξισορρόπησης που μετρά τις δυνάμεις του αέρα. Το σύστημα εξισορρόπησης είναι εξαιρετικά ευαίσθητο: θα μπορούσατε να ζυγίσετε σε αυτό τα συστατικά για ένα κέικ σφουγγαριών», λέει ο Daniel.

Εκτός από δοκιμές αεροδυναμικής, στις εγκαταστάσεις διεξάγονται επίσης κλιματικές δοκιμές. Με τη βοήθεια ενός κολοσσιαίου εναλλάκτη θερμότητας και ενός προσομοιωτή ήλιου, μπορεί να προσομοιωθεί η οδήγηση στις πιο καυτές ερήμους, αλλά και ο τρόπος με τον οποίο επηρεάζεται το όχημα από διάφορους ρύπους.

«Βροχή, χιόνι, σκόνη, βρομιά – δοκιμάζουμε όλα όσα επηρεάζουν την απόδοση του οχήματος στον δρόμο», λέει ο Daryosh Farin, μηχανικός ελέγχου μόλυνσης στη Volvo Cars, «και διασφαλίζουμε ότι η βρομιά δεν φτάνει μέχρι τη λαβή της πόρτας και ότι διατηρείται η θέα από το πλευρικό παράθυρο όταν οδηγείτε στη βροχή. Εάν ο πελάτης δεν παρατηρήσει απολύτως τίποτα, αυτό σημαίνει ότι έχουμε κάνει καλή δουλειά.»

Το σύστημα κινούμενου δαπέδου της σήραγγας είναι ένας άλλος σημαντικός παράγοντας. Τέσσερις επίπεδες χαλύβδινες ζώνες κάνουν όλους τους τροχούς να περιστρέφονται, ενώ ένας κύλινδρος στη μέση προσομοιώνει το έδαφος και καθώς κινείται τραβάει αέρα κάτω από το όχημα. Η μέτρηση του ανέμου με περιστρεφόμενους τροχούς, αντί για στατικούς, κάνει τη μεγάλη διαφορά.

«Παίρνουμε μια πολύ πιο ρεαλιστική εικόνα, επειδή μπορούμε να μετρήσουμε τόσο την αντίσταση κύλισης όσο και τη δύναμη που απαιτείται για την κίνηση των τροχών και οτιδήποτε περιστρέφεται μαζί τους. Μπορούμε επίσης να φρενάρουμε το αυτοκίνητο για να προσομοιώσουμε απότομες κλίσεις ή βαριά ρυμούλκηση. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε πραγματικά να δοκιμάσουμε εξονυχιστικά τα συστήματα ψύξης», εξηγεί ο Max Sundén, ειδικός ενεργειακής απόδοσης στη Volvo Cars.

Όλα τα αποτελέσματα αναλύονται προσεκτικά και συγκρίνονται με δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν τόσο σε υπολογιστικά μοντέλα όσο και στον πραγματικό κόσμο. Στη συνέχεια συνθέτουν ένα γιγαντιαίο παζλ δεδομένων. Μόνο μία ημέρα στην αεροδυναμική σήραγγα μπορεί να περιλαμβάνει 100 διαφορετικές διαμορφώσεις και οι δοκιμές σε ένα νέο μοντέλο διεξάγονται για αρκετά χρόνια.

«Κατά μέσον όρο, μειώνουμε την αντίσταση του οχήματος κατά περισσότερο από 10%. Για τα ηλεκτρικά οχήματα αυτό είναι ακόμη πιο κρίσιμο, διότι εάν οδηγείτε με 120 km/h, τα δύο τρίτα της ενέργειας της μπαταρίας καταναλώνονται από την οπισθέλκουσα. Σε αυτόν τον τομέα, συνεργαζόμαστε στενά με την ομάδα σχεδίασης – μπορεί να υπάρχουν μικρές λεπτομέρειες, όπως το περίγραμμα των πίσω φώτων ή οι εξωτερικοί καθρέπτες, που χρειάζονται ρύθμιση», εξηγεί ο Kaveh Amiri, μηχανικός αεροδυναμικής στη Volvo Cars.

Ετοιμαζόμαστε να βιώσουμε την εμπειρία της αεροδυναμικής σήραγγας στην πράξη. Ο Daniel δίνει σήμα στην αίθουσα ελέγχου και χτυπάει συναγερμός. Ακούμε ένα χαμηλό βουητό και μετά ένα ελαφρύ αεράκι που αυξάνεται γρήγορα σε σταθερή πίεση μεταξύ των τοίχων. Ο άνεμος φυσάει μόνο με 30 km/h, περίπου 9 m/s, αλλά η συμπαγής ροή του σε κάνει να τον αισθάνεται σαν να είναι πιο ισχυρός.

Τα μαλλιά μας ανεμίζουν, το χαρτί στροβιλίζεται.
«Μπορείς να αντέξεις 70 km/h, αλλά θα πρέπει να δεθείς με κορδόνια ασφαλείας», φωνάζει ο Daniel, με τη γενειάδα του να κυματίζει στον άνεμο. «Αν ενεργοποιήσουμε τον ανεμιστήρα στο μέγιστο, θα λειτουργεί με περίπου 10 MW ανά ώρα, που είναι η ετήσια κατανάλωση μιας μικρής μονοκατοικίας στη Σουηδία, αλλά οι δοκιμές εξοικονομούν επίσης τεράστια ποσότητα ενέργειας. Προσωπικά, δεν χορταίνω το τούνελ. Το να παρακολουθείς και να βελτιώνεις ένα νέο όχημα από το πρώτο κιόλας σκίτσο δίνει πραγματική συγκίνηση.»