Ko se borite za milisekunde na krog, je pomemben vsak ovinek in vsak milimeter.
Ta ista obsedenost nam je pomagala izboljšati aerodinamično učinkovitost našega novega srednje velikega električnega pickupa (velja za trg v ZDA) za več kot 15 % v primerjavi z drugimi pickupi, ki so danes na trgu, kar bo našim strankam omogočilo večji doseg in manjše stroške.
Vpliv F1: hiter neuspeh, še hitrejše učenje
Da bi naš novi srednje velik električni pickup zaživel, nismo iskali navdiha le v avtomobilski industriji, ampak tudi na dirkališčih. S prilagoditvijo razvojnega cikla, navdihnjenega s formulo 1, smo se osredotočili na mentaliteto ‘hiter neuspeh, še hitrejše učenje’.
V preteklosti so vetrovnike uporabljali na koncu projekta za potrditev zasnove, ko je bilo mogoče spremeniti bore malo. Pri nas je drugače. Vetrovnik uporabljamo kot razvojno orodje, ko oblikovalci šele začenjajo risati, in delujemo z zagnanostjo dirkaške ekipe v boksih.
Da bi to dosegli, smo za naše testno vozilo uporabili modularno konstrukcijo, podobno LEGO kockam. To nam je omogočilo, da smo v nekaj minutah zamenjali 3D-tiskane in strojno obdelane dele – od zaščitnih plošč za podvozje do sprednjega odbijača in vzmetenja. Testirali smo več tisoč 3D-tiskanih komponent, vključno z različicami vzmetenja in pogonskih enot, ki še niso obstajale kot funkcionalni prototipi. Na 1,2 mm debelem jeklenem tekalnem traku, prilagojenem velikosti avtomobila, ki je zagotovil hitrost zraka kot pri vožnji s 140 km/h, smo merili sile in njihovo spreminjanje v navpični, vzdolžni in prečni smeri.
Ker so bili ti 3D-tiskani deli v naših simulacijah natančni do nekaj tisočink milimetra, nam je to omogočilo, da smo razvili globlje, na podatkih temelječe razumevanje, kako vsak posamezen detajl vpliva na doseg in učinkovitost v realnem svetu.
3D-tiskani deli, ki jih je ekipa uporabila za hitro zamenjavo delov med testiranjem. Ilustracija prototipa.
Ta hiter tempo nam je omogočil, da smo nenehno sledili našim ‘optimiziranim ciljem’ – številčnim merilom, ki jih uporabljamo za neposredno pretvorbo izboljšav učinkovitosti v prihranke baterije in ocenjeni doseg. Pomagal nam je tudi zbrati podatke, ki smo jih potrebovali za izboljšanje naših simulacijskih zmogljivosti v pozitivnem ciklu, zasnovanem za izboljšanje naših zmogljivosti predvidevanja v računalniški dinamiki tekočin.
A hitrejše testiranje je le polovica bitke; prav tako morate hitreje razmišljati.
Da bi obdelali ogromen pritok podatkov iz naših povečanih senzorskih nizov, smo od temeljev prenovili naš aerodinamični digitalni komplet orodij. Zgradili smo modernizirane podatkovne poti in prilagojene vizualizacije, s čimer smo ustvarili nemoten pretok informacij v ekipi za aerodinamiko. Vsi, bodisi v Michiganu ali Kaliforniji, so lahko v realnem času spremljali podatke iz vetrovnika in jih primerjali s simulacijami. In za razliko od formule 1 nismo bili omejeni s pravili o tem, koliko računalniške moči, koliko ur ali kakšen tip superračunalnika lahko uporabljamo.
Ta digitalna orodja ne le pospešujejo naše delo, ampak postavljajo temelje za prihodnje oblikovanje, ki ga bo poganjala umetna inteligenca. Omogočajo nam, da natančno določimo, katere spremembe lahko najbolj vplivajo na stroške in doseg baterije, ter nam pomagajo razumeti vzročnost fizikalnih temeljev. Navsezadnje je zrak neviden.
Z uporabo našega orodja, navdihnjenega s formulo 1, smo lahko našli aerodinamične prednosti na mestih, ki bi jih drugi morda spregledali. Tukaj so trije načini, kako smo ‘lovili fiziko’, da bi povečali doseg našega novega električnega pickupa:
Obsedenost z aerodinamiko
Virtualna površina
Linijo strehe smo oblikovali tako, da zrak pri visoki hitrosti skrbno usmerja v kapljico, ki se razteza nad tovorni prostor. Tako je nastala ‘virtualna površina’, ki omogoča, da zrak v celoti preskoči tovorni prostor pickupa. Za zrak to ni več pickup, ampak elegantna, aerodinamična silhueta.
Ogledalo poveča doseg za 2,4 kilometra
Inovacije pogosto temeljijo na poenostavitvah. Namesto da bi za nastavitev stekla in električno zlaganje ogledal uporabili ločene motorje, smo te funkcije združili v en sam pogon. Ker ohišje ogledala ne potrebuje več notranjega ‘prostora za gibanje’, da bi se steklo lahko premikalo neodvisno, smo lahko celotno ohišje skrčili za več kot 20 %. To zmanjšanje sprednje površine in mase omogoča bolj aerodinamično obliko, kar poveča doseg za približno 2,4 kilometra. To se morda ne zdi veliko, vendar se ti majhni prihranki seštevajo.
Nezaznavno (stealth) podvozje
Spodnja stran pickupa je običajno aerodinamična mora. Mi smo jo obravnavali kot dno dirkalnika, glave vijakov smo vgradili v miniaturne žepke, tako da so poravnani s tlemi, in skrbno oblikovali podvozje, da usmerja zrak okoli sprednjih pnevmatik in vzmetenja. Čeprav ne morete popolnoma odpraviti brazde zračnega toka pnevmatik, jo lahko upravljate. Mi smo brazdo zračnega toka sprednjih pnevmatik usmerili neposredno proti zadnjim pnevmatikam, s čimer smo zadnja kolesa učinkovito ‘skrili’. Ker smo preprečili, da bi zadnja kolesa sama ustvarjala zračni upor, smo pridobili dodatnih 7,2 kilometra dosega.
80 kilometrov razlike
To vozilo je edinstven integriran sistem. Nismo mogli preprosto uporabiti obstoječe karoserije pickupa, saj fizika tega ne bi dopustila. Da bi kupcem zagotovili doseg in dostopnost, je bilo treba karoserijo skrbno oblikovati od samega začetka.
Rezultat?
Če bi isto baterijo združili z aerodinamiko najbolj aerodinamično učinkovitega srednje velikega pickupa z bencinskim pogonom v ZDA, verjamemo, da bi naš novi električni pickup imel dobrih 80 kilometrov ali za 15 % večji doseg. In 30-odstotno izboljšanje pri avtocestnih hitrostih.
Prehajamo na testiranje v realnem svetu na dirkališčih in mestnih ulicah, saj se želimo prepričati, da je vsaka podrobnost popolna. Ti vpogledi nam bodo pomagali izpopolniti našo proizvodnjo in usmerjati naslednjo generacijo naše univerzalne platforme za električna vozila.
Morda ne boste videli zraka, ki smo ga uspeli obvladati, vendar boste zagotovo občutili razliko v vožnji.
VIR: Ford Magazine
Za zagotavljanje boljše uporabniške izkušnje, ta spletna stran uporablja piškotke
