Studier i stormen

Vi er inne i et av Volvo Cars' topphemmelige testlaboratorier. En stålgrå metallbygning i østfløyen på det enorme fabrikkområdet på øya Hisingen huser selskapets legendariske vindtunnel der rundt 20 personer jobber under strengt hemmelighold. I to til tre år tester og analyserer de nye bilmodellene fra prototyper av tidlig leire til ferdig produkt.

Tunnelen var allerede banebrytende da den ble innviet i 1986. Siden da har det blitt renovert og rekonstruert flere ganger for å holde det toppmoderne. I dag er det en av de mest avanserte vindtunnelene i verden, og tillater simulering av hvordan et kjøretøy påvirkes av vindhastigheter på opptil 250 km / t og temperaturer opp til 60 grader C. Den store gulvvekten gjør det mulig å måle X-Y-Z-retningskrefter og studere endringer i luftmotstand.

– Det er unikt ved å være både en aerodynamisk vindtunnel og en oppvarmet klimatunnel. Vi var også tidlig ute med å bygge et system som gir et mer presist bilde av luftmotstanden. Rundt 25 prosent av luftmotstanden skjer rundt hjulene, så det er avgjørende å kunne måle det, sier Daniel Strömberg, som har ansvaret for vindtunnelen i Volvo Cars.

Aerodynamisk testing har blitt stadig viktigere i bilindustrien. I dag er det et avgjørende skritt for å redusere utslipp og forbruk av fossilt brensel og konstruere kjøretøy som er trygge og balanserte på veiene. Etter hvert som bensin- og dieselbiler nå i økende grad erstattes av elbiler, Selv en liten designjustering for å redusere luftmotstanden med noen få prosent kan bety en stor forskjell i reiserekkevidde.

"Vindtesting er et utrolig kraftig verktøy i kjøretøyoptimalisering. Jeg husker denne ene bilprodusenten som ikke hadde vinger på bagasjerommet, noe som gjorde bilen ustabil i høye hastigheter», sier Daniel mens han trykker på knappen på en skalamodell av tunnelen som demonstrerer hvordan luften beveger seg gjennom ledeskovlene til en LEGO figur som holder et flagg som blåser i vinden.

Han planla å bli luftfartsingeniør, men etter 9/11-angrepene ble det en nedgang i luftfartsindustrien. Heldigvis har Daniel nå vært med Volvo Cars i 20 år, hvorav de siste 15 i vindtunnelen. Han beskriver det som verdens beste jobb, med oppgaver som varierer fra tjeneste- og metodeutvikling til å demonstrere tunnelen for alt fra skoleelever til investorer.

– Tunnelen er bemannet fra klokken 06.00 til midnatt mandag til torsdag, og fredager og lørdager er vi i drift fra 06.00 til 18.00. Det gir oss totalt 96 testtimer/uke, og vi er stort sett fullbooket. Når vi ikke tester våre egne kjøretøy, er vi åpne for forespørsler fra andre bilmerker, fartskjørere, konkurransesyklister eller for trafikklystesting. Og rockebandet Europa spilte faktisk inn en musikkvideo her!»

Et besøk i testmiljøet er som å bli sluppet inn i et sci-fi-filmsett. Den 165 m lange tunnelkurven i en sløyfe og dypt inne er en 8,15 m høy rød og svart vifte med karbonfiberblader. Vinden som genereres av viften er turbulent, så den mates gjennom en rekke kamre, strukturer og nettingskjermer for å bryte ned hver virvel for jevn, laminær luftstrøm. Til slutt når vinden det siste kammeret, kjent som 'sammentrekningen'.

– Inne i sammentrekningen øker vindhastigheten seks ganger. Hvis vi kjører viften med makshastighet, oppnår vi 250 km/t i testdelen, noe som tilsvarer 70 m/s, altså en ekstrem orkan. Kjøretøyet er forankret til rullende stålbelter og til balansen som måler luftstyrkene. Balansen er utrolig følsom: Du kan veie ingrediensene til en svampekake på den», sier Daniel.

I tillegg til de aerodynamiske testene, utfører anlegget også klimatiske tester. Ved hjelp av en kolossal varmeveksler og solsimulator kan de gjenskape kjøring i de varmeste ørkenene, men også hvordan kjøretøyet påvirkes av ulike forurensninger og forurensninger.

"Regn, snø, støv, skitt - vi tester alt som påvirker kjøretøyets veiytelse," sier Daryosh Farin, en forurensningskontrollingeniør hos Volvo Cars, "vi sørger for at smuss ikke når opp til dørhåndtaket, og at utsikten gjennom dørglasset ikke blir skjult når du kjører i regn. Hvis kunden ikke merker noe i det hele tatt, betyr det at vi har gjort en god jobb.

Tunnelens bevegelige grunnsystem er en annen viktig faktor. Fire flate stålbelter setter alle hjulene i spinn mens en rulle i midten simulerer bakken, og når den beveger seg, trekker den luft under kjøretøyet. Måling av vind med roterende hjul, i motsetning til statiske, gjør en stor forskjell.

"Vi får et langt mer realistisk bilde fordi vi kan måle både rullemotstanden og kraften som kreves for å drive hjulene og alt som spinner sammen med dem. Vi kan også bremse bilen for å simulere bratte skråninger eller tung tauing, På den måten kan vi virkelig teste kjølesystemene», forklarer Max Sundén, spesialist på energieffektivitet hos Volvo Cars.

Alle resultatene blir nøye analysert og sammenlignet med tester utført i både datamodeller og den virkelige verden. Deretter setter de sammen et gigantisk datapuslespill. Bare en enkelt dag i vindtunnelen kan innebære 100 forskjellige konfigurasjoner, og tester på en ny modell er gjennomført i flere år.

– I snitt reduserer vi luftmotstanden på bilen med over 10 prosent. For elbiler er dette enda mer kritisk, fordi hvis du kjører i 120 km/t, brukes to tredjedeler av batteriladingen opp av luftmotstanden. På dette feltet jobber vi tett med designteamet – det kan være små detaljer som konturering av baklykter eller sidespeil som må justeres», forklarer Kaveh Amiri, aerodynamikkingeniør hos Volvo Cars.

Vi skal oppleve vindtunnelen i praksis. Daniel gir et signal til kontrollrommet og en alarm går. Vi hører et lavt drønn, hvorpå en lett bris raskt øker til jevnt trykk mellom veggene. Vinden blåser i bare 30 km/t, ca 9 m/s, men den kompakte strømmen gjør at det føles som mer.

Håret vårt flyr opp, papir virvler bort.
– Du tåler 70 km/t, men du må sikre deg med sikkerhetssnorer, roper Daniel mens skjegget blafrer i vinden. – Hvis vi skrur opp viften opp til maks, går den på rundt 10 MW i timen, som er årsforbruket til en liten enebolig i Sverige, men testene sparer også enormt mye energi. Personlig kan jeg ikke få nok av tunnelen. Å følge og forbedre et nytt kjøretøy fra den aller første skissen er en virkelig spenning."