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Nachweis · Aerodynamik

Evidenzstufe A, Unabhängige Prüfung

Windkanal,
Prof. Ralph Pütz.

Windkanalversuche an Heckflügeln aus Aluminium und Kunststoff im BELICON-Modellwindkanal der Hochschule Landshut, verglichen mit einer Placebo-Referenz.

Versuch
Windkanal, Heckflügel
Durchgeführt von
Prof. Ralph Pütz
Hochschule Landshut
Jahr
2019
Art der Auswertung
Windkanalmessung mit Placebo-Referenz

+30 %

Aerodynamische Effizienz

Aluminium-Heckflügel bei 20 Grad, Variante 4 nach 18 Stunden, gegenüber Placebo. ε-Aero stieg von rund 4,3 auf 5,6, aus dem Originaldiagramm abgelesen.

3 von 3

Aluminium-Varianten über Placebo

Alle drei programmierten Varianten lagen beim Aluminium-Heckflügel im gesamten gemessenen Winkelbereich über der Placebo-Referenz.

Gemischt

beim Kunststoff-Heckflügel

Variante 6 lag über der Placebo-Referenz, Variante 3 darunter. Gegenüber dem unbehandelten Original überwogen die Verschlechterungen.

Was gemessen wurde

Im BELICON-Modellwindkanal der Hochschule Landshut hat Prof. Ralph Pütz Heckflügel aus Aluminium und aus Kunststoff untersucht. Verglichen wurden eine Placebo-Referenz mit unprogrammiertem Konverter, beim Kunststoff-Heckflügel zusätzlich das unbehandelte Original, und mehrere unterschiedlich programmierte Snipptec-Konverter nach unterschiedlichen Einwirkzeiten.

Gemessen wurden der Luftwiderstand (Drag) und der Abtrieb (Downforce) bei Anstellwinkeln von 0 bis 40 Grad. Aus beiden Werten ergibt sich die aerodynamische Effizienz ε-Aero, also das Verhältnis von Abtrieb zu Luftwiderstand. Je höher der Wert, desto effizienter arbeitet der Flügel.

Damit die Ergebnisse leichter verständlich sind, zeigen wir die Veränderungen zusätzlich in Prozent gegenüber der jeweiligen Placebo-Referenz. Die technischen Ausgangswerte bleiben daneben stehen.

Übersicht der prozentualen Veränderungen

Aerodynamische Effizienz ε-Aero gegenüber der jeweiligen Placebo-Referenz, aus den Originaldiagrammen abgelesen und gerundet. Höher ist besser.

Aluminium bei 20 Grad, Variante 4 nach 18 Stunden +30 %
Aluminium bei 20 Grad, Variante 6 nach 60 Minuten +16 %
Aluminium bei 0 Grad, Variante 4 nach 18 Stunden +27 %
Aluminium bei 0 Grad, Variante 5 nach 80 Minuten +17 %
Kunststoff bei 20 Grad, Variante 6 nach 60 Minuten +5 %
Kunststoff bei 20 Grad, Variante 3 nach 90 Minuten −7 %

So sind die Prozentwerte berechnet, am Beispiel Aluminium bei 20 Grad: (5,6 − 4,3) ÷ 4,3 × 100 = rund +30 %. Die Angabe beschreibt nur die relative Veränderung von ε-Aero gegenüber der jeweiligen Placebo-Referenz.

Aluminium-Heckflügel bei 20 Grad

Aerodynamische Effizienz ε-Aero, aus den Originaldiagrammen abgelesen und gerundet. Höher ist besser.

Placebo Behandelt

Variante 4 nach 18 Stunden

+30 %
Placebo
4,3
Behandelt
5,6

Variante 6 nach 60 Minuten

+16 %
Placebo
4,3
Behandelt
5,0
Aluminium-Heckflügel bei 0 Grad

Aerodynamische Effizienz ε-Aero, aus den Originaldiagrammen abgelesen und gerundet. Höher ist besser.

Placebo Behandelt

Variante 4 nach 18 Stunden

+27 %
Placebo
3,15
Behandelt
4,0

Variante 5 nach 80 Minuten

+17 %
Placebo
3,15
Behandelt
3,7
Kunststoff-Heckflügel bei 20 Grad

Aerodynamische Effizienz ε-Aero, aus den Originaldiagrammen abgelesen und gerundet. Hier zeigt sich kein einheitliches Bild.

Placebo Behandelt

Variante 6 nach 60 Minuten

+5 %
Placebo
6,75
Behandelt
7,1

Variante 3 nach 90 Minuten

−7 %
Placebo
6,75
Behandelt
6,25

Ergebnis

Bei den dargestellten Aluminium-Messpunkten zeigt sich gegenüber der Placebo-Referenz eine höhere aerodynamische Effizienz von rund +16 % bis +30 %.

Beim Kunststoff-Heckflügel sind die Ergebnisse gemischt: Eine Variante liegt bei rund +5 %, eine andere bei rund −7 %. Gegenüber dem unbehandelten Original überwogen beim Kunststoff die Verschlechterungen.

Diese Prozentwerte beziehen sich ausschließlich auf die aerodynamische Effizienz der untersuchten Heckflügel im Modellwindkanal.

Wie dieser Test einzuordnen ist

Die Werte gelten für die untersuchten Heckflügel. Gemessen wurde im Modellwindkanal an einzelnen Bauteilen. Auf ein ganzes Fahrzeug lassen sich die Ergebnisse nicht übertragen, ein cw-Wert oder eine Verbrauchsersparnis lässt sich daraus nicht ableiten.

Material, Programmierung und Einwirkzeit spielten eine Rolle. Beim Aluminium-Heckflügel zeigten alle Varianten Verbesserungen gegenüber der Placebo-Referenz. Beim Kunststoff-Heckflügel gab es auch Verschlechterungen, gegenüber dem unbehandelten Original sogar überwiegend.

Die Zahlen auf dieser Seite sind abgelesen. Sie stammen aus den Diagrammen der Originalfolien und sind gerundet. Die Diagramme selbst stehen unten auf dieser Seite.

Aus der Tonspur derselben Versuche haben wir später eine eigene Frequenzanalyse gerechnet. Sie ist kein Teil dieses Tests und steht als eigene Auswertung unter Windkanal, Frequenzanalyse.

Einordnung der Ergebnisse. Die dargestellten Ergebnisse beziehen sich ausschließlich auf die untersuchten Bauteile, den beschriebenen Versuchsaufbau und die jeweiligen Messbedingungen. Sie zeigen die im Versuch gemessenen Veränderungen und stellen keine pauschale Aussage für andere Bauteile oder vollständige Fahrzeuge dar.

RP
Prof. Ralph Pütz

Windkanalversuche, Hochschule Landshut, 2019

Versuch und Auswertung der Messreihen stammen von Prof. Pütz. Die Veröffentlichung ist mit ihm abgestimmt.

Dieselbe Technologie, andere Anwendung

Dieser Test betrachtet Heckflügel im Windkanal. Dieselbe Grundlage wurde auch an ganz anderen Bauteilen gemessen, teilweise mit ganz anderen Größen. Die Werte sind untereinander nicht übertragbar.

Aerodynamik

Windkanal, Frequenzanalyse Unsere eigene Auswertung der Tonspur

Reifen

IDIADA, Fahrbewertung Unabhängiges Prüfinstitut, Spanien

Nutzfahrzeug

Volvo Sattelzug 96.767 Kilometer im Speditionsalltag

Grundlagen

Stimmgabel Dämpfung zum Anschauen

Das Video aus dem Windkanal, rund eine Minute.

1 Minute

Der Versuch im Video

Spintronik im Windkanal, Hochschule Landshut 2019.

Die Aufnahme stammt aus den Versuchen im BELICON-Modellwindkanal der Hochschule Landshut. Zu sehen sind die Doppelflügel aus Aluminium und aus Kunststoff, jeweils als Placebo und mit Spintronik. Welcher Durchgang gerade läuft, ist im Bild eingeblendet.

Das Video zeigt den Versuchsaufbau. Die Messwerte zu Abtrieb, Luftwiderstand und aerodynamischer Effizienz stammen aus den Messreihen und stehen oben auf dieser Seite.

Einordnung

So ist dieser Test einzuordnen.

Jede Testseite folgt demselben Raster. Damit lässt sich auf einen Blick vergleichen, wie belastbar ein Ergebnis ist, ohne dass man den ganzen Bericht lesen muss.

Fragestellung
Verändert sich die aerodynamische Effizienz eines Heckflügels im Windkanal, wenn er mit programmierten Snipptec-Konvertern behandelt ist, verglichen mit einer Placebo-Referenz?
Prüfobjekt
Heckflügel aus Aluminium und aus Kunststoff im BELICON-Modellwindkanal der Hochschule Landshut. Placebo-Referenz mit unprogrammiertem Konverter, beim Kunststoff zusätzlich das unbehandelte Original, dazu mehrere programmierte Konverter.
Prüfer
Prof. Ralph Pütz, Hochschule Landshut, im BELICON-Modellwindkanal.
Datum
Vorgestellt 2019 im Vortrag MSWE.
Methodik
Gemessen wurden Luftwiderstand (Drag) und Abtrieb (Downforce) bei Anstellwinkeln von 0 bis 40 Grad. Daraus wurde die aerodynamische Effizienz ε-Aero als Verhältnis von Abtrieb zu Luftwiderstand berechnet und für jede Variante über den Anstellwinkel aufgetragen.
Bedingungen
Modellwindkanal mit einzelnen Heckflügeln. Laut Originalfolie unterscheiden sich die untersuchten Konverter nicht in ihren mechanischen Eigenschaften und nicht in ihrem physikalischen oder chemischen Aufbau, sondern nur in der Behandlung. Die Varianten wurden nach unterschiedlichen Einwirkzeiten zwischen 60 Minuten und 18 Stunden gemessen.
Ergebnis
Aluminium-Heckflügel: Alle drei programmierten Varianten lagen im gesamten Winkelbereich über der Placebo-Referenz. Bei 20 Grad entspricht das gegenüber Placebo rund +30 % (Variante 4 nach 18 Stunden, ε-Aero von rund 4,3 auf 5,6) und rund +16 % (Variante 6 nach 60 Minuten), bei 0 Grad rund +27 % und +17 %. Kunststoff-Heckflügel bei 20 Grad: Variante 6 nach 60 Minuten rund +5 %, Variante 3 nach 90 Minuten rund −7 %. Gegenüber dem unbehandelten Original überwogen beim Kunststoff die Verschlechterungen. Alle Werte sind aus den Diagrammen abgelesen und gerundet.
Grenzen
Die Werte gelten für die untersuchten Heckflügel im Modellwindkanal und lassen sich nicht auf ein ganzes Fahrzeug übertragen. Ein cw-Wert oder eine Verbrauchsersparnis lässt sich daraus nicht ableiten. Die Ergebnisse hingen von Material, Programmierung und Einwirkzeit ab, beim Kunststoff-Heckflügel gab es auch Verschlechterungen. Die Zahlen auf dieser Seite sind aus den Diagrammen der Originalfolien abgelesen und keine exportierten Messwerte. Die Prozentwerte beziehen sich ausschließlich auf die aerodynamische Effizienz der untersuchten Heckflügel.
Originalquelle
Fünf Originalfolien aus dem Vortrag von Prof. Pütz, unten auf dieser Seite, dazu der vollständige Vortrag als PDF. Die Veröffentlichung ist mit Prof. Pütz abgestimmt.

Der Beleg

Die Originalfolien

Fünf Folien aus dem Vortrag von Prof. Pütz: der Versuchsaufbau, die Placebo-Kontrolle und die Zusammenfassungen der Messreihen. Der vollständige Vortrag steht als Datei daneben.

Originalfolien ansehen 5 Seiten, unverändert AufklappenZuklappen
Originalfolien ansehen, Seite 1
Versuchsaufbau im Windkanal
Originalfolien ansehen, Seite 2
Placebo und Konverter im Vergleich
Originalfolien ansehen, Seite 3
Zusammenfassung, Aluminium
Originalfolien ansehen, Seite 4
Zusammenfassung, Kunststoff mit Placebo
Originalfolien ansehen, Seite 5
Zusammenfassung, Kunststoff mit Konverter

Der vollständige Vortrag als Datei, rund 3,8 MB.

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Unabhängig geprüft

Ein Test allein beweist wenig.

Deshalb liegt hier nicht einer, sondern das ganze Archiv. Jede Auswertung mit denselben Angaben, denselben Diagrammen und derselben ehrlichen Einordnung.

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