การศึกษาในพายุ

เราอยู่ในห้องปฏิบัติการทดสอบลับสุดยอดแห่งหนึ่งของ Volvo Cars อาคารโลหะสีเทาเหล็กในปีกตะวันออกของที่ตั้งโรงงานขนาดใหญ่บนเกาะ Hisingen เป็นที่ตั้งของอุโมงค์ลมในตํานานของบริษัท ซึ่งมีพนักงานประมาณ 20 คนทํางานภายใต้ความลับที่เข้มงวด เป็นเวลาสองถึงสามปีที่พวกเขาทดสอบและวิเคราะห์รถยนต์รุ่นใหม่ตั้งแต่ต้นแบบดินเหนียวยุคแรกไปจนถึงผลิตภัณฑ์สําเร็จรูป

อุโมงค์นี้ล้ําสมัยอยู่แล้วเมื่อเปิดตัวในปี 1986 ตั้งแต่นั้นมาก็ได้รับการตกแต่งใหม่และออกแบบใหม่หลายครั้งเพื่อให้ทันสมัย ปัจจุบันเป็นหนึ่งในอุโมงค์ลมที่ทันสมัยที่สุดในโลกทําให้สามารถจําลองได้ว่ายานพาหนะได้รับผลกระทบจากความเร็วลมสูงถึง 250 กม. / ชม. และอุณหภูมิสูงถึง 60 องศาเซลเซียส เครื่องชั่งบนพื้นขนาดใหญ่ช่วยให้สามารถวัดแรงทิศทาง XYZ และศึกษาการเปลี่ยนแปลงของแรงต้านอากาศได้

"มันมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวในการเป็นทั้งอุโมงค์ลมตามหลักอากาศพลศาสตร์และอุโมงค์ภูมิอากาศแบบอุ่น นอกจากนี้เรายังเป็นผู้ขับเคลื่อนในช่วงต้นในการสร้างระบบที่ให้ภาพแรงต้านอากาศที่แม่นยํายิ่งขึ้น ประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์ของแรงต้านอากาศเกิดขึ้นรอบล้อ ดังนั้นความสามารถในการวัดจึงเป็นสิ่งสําคัญ" Daniel Strömberg ผู้ดูแลอุโมงค์ลมที่ Volvo Cars กล่าว

การทดสอบตามหลักอากาศพลศาสตร์มีความสําคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์ ปัจจุบันเป็นก้าวสําคัญในการลดการปล่อยมลพิษและการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล และสร้างยานพาหนะที่ปลอดภัยและสมดุลบนท้องถนน เนื่องจากรถยนต์เบนซินและดีเซลกําลังถูกแทนที่ด้วย EVs มากขึ้น แม้แต่การปรับการออกแบบเพียงเล็กน้อยเพื่อลดแรงต้านของอากาศลงเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ก็อาจหมายถึงความแตกต่างอย่างมากในระยะการเดินทาง

"การทดสอบแรงลมเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังอย่างเหลือเชื่อในการเพิ่มประสิทธิภาพของรถยนต์ ฉันจําผู้ผลิตรถยนต์รายนี้ที่ไม่มีปีกบนกระโปรงท้าย ซึ่งทําให้รถไม่เสถียรเมื่อใช้ความเร็วสูง" แดเนียลกล่าวขณะที่เขากดปุ่มบนแบบจําลองมาตราส่วนของอุโมงค์ที่แสดงให้เห็นว่าอากาศเคลื่อนผ่านใบพัดนําทางไปยังหุ่นเลโก้ที่ถือธงที่ปลิวไปตามสายลม

เขาวางแผนที่จะเป็นวิศวกรการบิน แต่การโจมตี 9/11 สะกดการล่มสลายของอุตสาหกรรมการบิน แดเนียลอยู่กับ Volvo Cars มา 20 ปีแล้ว โดย 15 คนสุดท้ายอยู่ที่อุโมงค์ลม เขาอธิบายว่าเป็นงานที่ดีที่สุดในโลกโดยมีงานแตกต่างกันไปตั้งแต่การพัฒนาบริการและวิธีการไปจนถึงการสาธิตอุโมงค์ให้กับทุกคนตั้งแต่นักเรียนในโรงเรียนไปจนถึงนักลงทุน

"อุโมงค์นี้เปิดให้บริการตั้งแต่เวลา 06:00 น. ถึงเที่ยงคืนวันจันทร์ถึงวันพฤหัสบดี และในวันศุกร์และวันเสาร์ เราจะให้บริการตั้งแต่เวลา 06:00 น. ถึง 18:00 น. นั่นทําให้เรามีชั่วโมงสอบทั้งหมด 96 ชั่วโมง/สัปดาห์ และโดยพื้นฐานแล้วเราถูกจองเต็มแล้ว เมื่อเราไม่ได้ทดสอบรถของเราเอง เราก็เปิดรับคําขอจากรถยนต์ยี่ห้ออื่นๆ นักสกีความเร็ว นักปั่นจักรยานที่แข่งขันได้ หรือสําหรับการทดสอบสัญญาณไฟจราจร และวงร็อคยุโรปก็ถ่ายทํามิวสิกวิดีโอที่นี่จริงๆ!"

การเยี่ยมชมภายในสภาพแวดล้อมการทดสอบก็เหมือนกับการถูกปล่อยให้เข้าไปในฉากภาพยนตร์ไซไฟ อุโมงค์โค้งยาว 165 ม. เป็นวงและลึกเข้าไปข้างในเป็นพัดลมสีแดงและสีดําสูง 8.15 ม. พร้อมใบมีดคาร์บอนไฟเบอร์ ลมที่เกิดจากพัดลมนั้นปั่นป่วนดังนั้นจึงถูกป้อนผ่านชุดของห้องโครงสร้างและหน้าจอตาข่ายเพื่อสลายกระแสน้ําวนทุกตัวเพื่อให้การไหลของอากาศที่ราบรื่นและราบเรียบ ในที่สุดลมก็มาถึงห้องสุดท้ายที่เรียกว่า 'การหดตัว'

"ภายในการหดตัวความเร็วลมเพิ่มขึ้นหกเท่า หากเราเปิดพัดลมด้วยความเร็วสูงสุด เราจะบรรลุ 250 กม./ชม. ในส่วนการทดสอบ ซึ่งเทียบเท่ากับ 70 ม./วินาที ซึ่งหมายถึงพายุเฮอริเคนที่รุนแรง ยานพาหนะถูกยึดกับสายพานเหล็กกลิ้งและเพื่อความสมดุลที่วัดกองทัพอากาศ เครื่องชั่งมีความละเอียดอ่อนอย่างไม่น่าเชื่อ: คุณสามารถชั่งน้ําหนักส่วนผสมสําหรับเค้กฟองน้ําได้" แดเนียลกล่าว

นอกเหนือจากการทดสอบตามหลักอากาศพลศาสตร์แล้วโรงงานยังทําการทดสอบสภาพภูมิอากาศอีกด้วย ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดมหึมาและเครื่องจําลองดวงอาทิตย์พวกเขาสามารถจําลองการขับขี่ในทะเลทรายที่ร้อนที่สุด แต่ยังรวมถึงวิธีที่ยานพาหนะได้รับผลกระทบจากสารปนเปื้อนและมลพิษต่างๆ

"ฝน หิมะ ฝุ่น สิ่งสกปรก – เราทดสอบทุกอย่างที่ส่งผลต่อสมรรถนะบนท้องถนนของรถยนต์" Daryosh Farin วิศวกรควบคุมการปนเปื้อนของ Volvo Cars กล่าว "เราตรวจสอบให้แน่ใจว่าสิ่งสกปรกจะไม่ไปถึงที่จับประตู และมุมมองผ่านกระจกประตูจะไม่ถูกบดบังเมื่อขับรถท่ามกลางสายฝน หากลูกค้าไม่สังเกตเห็นอะไรเลย นั่นหมายความว่าเราทําได้ดี"

ระบบพื้นดินเคลื่อนที่ของอุโมงค์เป็นอีกปัจจัยสําคัญ สายพานเหล็กแบนสี่เส้นทําให้ล้อทั้งหมดหมุนในขณะที่ลูกกลิ้งตรงกลางจําลองพื้น และเมื่อมันเคลื่อนที่ มันจะดึงอากาศเข้าไปใต้ท้องรถ การวัดลมด้วยล้อหมุนซึ่งต่างจากล้อแบบคงที่สร้างความแตกต่างอย่างมาก

"เราได้ภาพที่สมจริงยิ่งขึ้นเพราะเราสามารถวัดได้ทั้งความต้านทานการหมุนและแรงที่ต้องใช้ในการขับเคลื่อนล้อและทุกสิ่งที่หมุนไปพร้อมกับล้อ นอกจากนี้เรายังสามารถเบรกรถเพื่อจําลองความลาดชันหรือการลากจูงหนัก ด้วยวิธีนี้ เราสามารถนําระบบระบายความร้อนผ่านจังหวะของพวกเขาได้อย่างแท้จริง" Max Sundén ผู้เชี่ยวชาญด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานของ Volvo Cars อธิบาย

ผลลัพธ์ทั้งหมดได้รับการวิเคราะห์อย่างรอบคอบและเปรียบเทียบกับการทดสอบที่ดําเนินการทั้งในคอมพิวเตอร์รุ่นและโลกแห่งความเป็นจริง จากนั้นพวกเขาก็ปะติดปะต่อปริศนาข้อมูลขนาดมหึมา เพียงวันเดียวในอุโมงค์ลมอาจเกี่ยวข้องกับการกําหนดค่าที่แตกต่างกัน 100 แบบและการทดสอบกับรุ่นใหม่จะดําเนินการเป็นเวลาหลายปี

"โดยเฉลี่ยแล้ว เราลดการลากบนรถได้มากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ สําหรับ EV สิ่งนี้มีความสําคัญยิ่งกว่าเพราะหากคุณขับรถด้วยความเร็ว 120 กม./ชม. สองในสามของการชาร์จแบตเตอรี่จะถูกใช้จนหมดโดยการลาก ในสาขานี้ เราทํางานอย่างใกล้ชิดกับทีมออกแบบ อาจมีรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ เช่น รูปทรงของไฟท้ายหรือกระจกมองข้างที่ต้องปรับเปลี่ยน" Kaveh Amiri วิศวกรอากาศพลศาสตร์ของ Volvo Cars อธิบาย

เรากําลังจะได้สัมผัสกับอุโมงค์ลมในทางปฏิบัติ แดเนียลให้สัญญาณไปยังห้องควบคุมและสัญญาณเตือนจะดับลง เราได้ยินเสียงก้องต่ําหลังจากนั้นสายลมเบา ๆ จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็นความดันคงที่ระหว่างผนัง ลมพัดเพียง 30 km/ชม. ประมาณ 9 ม./วินาที แต่การไหลที่กะทัดรัดหมายความว่ารู้สึกเหมือนมากขึ้น

ผมของเราลอยขึ้นกระดาษหมุนไป "คุณสามารถทนได้ 70 กม./ชม. แต่คุณจะต้องรักษาความปลอดภัยด้วยเชือกคล้องนิรภัย" แดเนียลตะโกน เคราพลิ้วไหวไปตามสายลม "ถ้าเราเปิดเครื่องพัดลมให้ถึงขีดสุด พัดลมจะทํางานประมาณ 10 เมกะวัตต์ต่อชั่วโมง ซึ่งเป็นการบริโภคประจําปีของบ้านเดี่ยวขนาดเล็กในสวีเดน แต่การทดสอบยังช่วยประหยัดพลังงานได้มากอีกด้วย โดยส่วนตัวแล้วฉันไม่สามารถรับอุโมงค์ได้เพียงพอ การติดตามและปรับปรุงยานพาหนะใหม่จากภาพร่างแรกเป็นความตื่นเต้นอย่างแท้จริง"