Una delle gallerie del vento più avanzate del mondo è il nuovo strumento di Volvo Cars per cercare di ridurre il consumo di carburante e le emissioni di anidride carbonica.
Volvo Cars è la prima casa automobilistica a possedere una galleria del vento che simuli totalmente il flusso d'aria attorno ad una vettura in movimento.
"Il nostro investimento di 200 milioni di euro sta già dando velocemente i primi frutti. Siamo riusciti a ridurre la resistenza all'aria nella nuova Volvo C30 DRIVe di oltre il 10%, il che equivale a circa 3 grammi in meno di emissioni di CO2 al km", spiega Tim Walker, esperto di aerodinamica di Volvo Cars.
Tradotta in consumo di carburante, tale riduzione è leggermente superiore a 0,1l/100 km secondo il ciclo combinato EU ufficiale. Tuttavia, in una situazione reale di guida dove la velocità e quindi la resistenza all'aria sono spesso più elevate, il risparmio effettivo di carburante può essere di oltre il doppio, attorno a 0,3l/100 km. Ciò significa che se un automobilista percorre 15.000 km all'anno, il risparmio sarà di circa 45 litri di carburante, quasi un pieno in una Volvo C30. È quindi un vantaggio economico molto apprezzato anche per l'ambiente.
"Dedicandoci in particolare alle proprietà ambientali per il prossimo futuro, la nostra galleria del vento recentemente ristrutturata si rivelerà uno strumento particolarmente utile. I miglioramenti aerodinamici alla carrozzeria e al fondo vettura contribuiranno a ridurre le emissioni di CO2 sull'intera gamma di modelli", afferma Magnus Jonsson, vicepresidente senior di Ricerca e Sviluppo di Volvo Cars.
Struttura all'avanguardia
La galleria del vento di Volvo Cars era una struttura all'avanguardia già quando è stata costruita nel 1986 e 20 anni dopo, dopo essere stata completamente ristrutturata, rappresenta ancora il punto di riferimento del settore automobilistico per le sue precise misure di aerodinamica.
Poiché il fondo vettura e le ruote rappresentano oltre il 50% della forza di resistenza all'avanzamento totale di una vettura, una galleria del vento tradizionale dove il veicolo sta fermo in un flusso d'aria può fornire un quadro incompleto nelle proprietà aerodinamiche generali del veicolo.
"È come misurare le proprietà aerodinamiche di una vettura parcheggiata, e quindi ferma, durante un forte temporale. La nostra nuova galleria del vento, invece, è stata progettata per riprodurre esattamente il flusso d'aria intorno e sotto la vettura che corre in strada a velocità fino a 250 km/ora. La nostra galleria del vento utilizza sofisticate tecniche all'avanguardia della tecnologia aerodinamica", rivela Tim Walker.
Tappeto mobile e ruote che girano
Le principali migliorie apportate alla galleria del vento precedente possono essere riassunte in tre punti:
La vettura testata viene collegata ad un bilancia altamente sensibile mediante quattro piccoli puntelli. Questi puntelli mantengono la vettura in posizione mentre il peso della vettura viene trasferito dagli pneumatici alla bilancia attraverso i nastri piatti in acciaio.
"Ciò consente di caricare le ruote e gli pneumatici esattamente come quando si guida la vettura su strada. La bilancia è talmente sensibile che reagisce persino al lancio del più piccolo cellulare del mondo sul sedile anteriore", afferma Tim Walker.
La flessibilità è un altro vantaggio importantissimo in un settore sottoposto ad una pressione sempre maggiore sui tempi di sviluppo dei prodotti. Gli esperti di Volvo Cars sono in grado di gestire più di 100 diverse configurazioni di prova in sole 16 ore.
Un potenziale notevole
Nel ciclo di guida combinato EU con una velocità media di soli 33 km/ora, la forza di resistenza all'avanzamento rappresenta poco più di un quarto del consumo totale di carburante. Ad una velocità costante di 90 km/ora, tale valore aumenta fino a superare il 50%. Queste cifre dimostrano quanto è importante l'efficacia aerodinamica per il consumo di carburante di una vettura e per le proprietà ambientali.
Per i nuovi modelli DRIVe con emissioni di CO2 di 115 gr/km (C30) e 118 gr/km (S40 e V50), i test eseguiti nella galleria del vento hanno portato a piccole ma efficaci modifiche agli spoiler anteriori, ai pannelli sotto pavimento, al tetto e al portellone / sportello del portabagagli. Le modifiche variano naturalmente da modello a modello.
Sulla Volvo C30 DRIVe, ad esempio, i miglioramenti coordinati allo spoiler sul tetto, al paraurti posteriore e ai pannelli sotto pavimento hanno ridotto la forza di resistenza all'avanzamento di oltre il 10% rispetto all'attuale C30 1.6D.
"Nella prima galleria del vento l'attenzione era rivolta alla carrozzeria. In questa nuova galleria, siamo in grado di ottenere un quadro generale che tiene conto anche del fondo vettura e delle ruote. Grazie alle migliorate tecniche di simulazione offerte dalla nuova galleria del vento, la resistenza aerodinamica è stata probabilmente migliorata di un terzo ed è proprio in questo ambito che si osserveranno i principali miglioramenti in futuro. Ritengo che i prossimi sviluppi nell'efficacia del fondo vettura e delle ruote saranno una rivoluzione. Sì, perché in fondo è molto più di un'evoluzione", afferma Tim Walker.
Caratteristiche della nuova galleria del vento:
Potenza ventilatore: 5 MW (6.800 hp)
Dimensione ventilatore (diametro): 8,15 m
Tipo di ventilatore: 9 pale in fibra di carbonio
Velocità del vento: 250 km/ora
Precisione velocità del vento: +/-0,05 m/s
Tappeto mobile: 2-72.22 m/s (260 km/ora)
Dimensioni sezione di prova: lunghezza 15,8 m, larghezza 6,6 m, altezza 4,1 m
Piattaforma girevole (diametro): 6,6 m
Angolo di rotazione del test: +/- 30 gradi
Carico max sulla bilancia: 3.000 kg
Carico max per ruota: 1.000 kg
Sensibilità bilancia: +/- 30 grammi
