Zasadniczo dwie główne siły oporu uniemożliwiają nam jazdę z nieskończoną prędkością: opór toczenia FRoll i opór powietrzaFLuft. Są to dwie siły, które na płaskim odcinku drogi działają przeciwnie do siły napędowej pojazdu i dosłownie hamują samochód.
Źródło: Wikipedia (https://bit.ly/2EVmSyR)
Sposób działania wymienionych oporów zależy w dużym stopniu od prędkości jazdy. Przy prędkości około 30 km/h wpływ oporu toczenia wynosi około 90%, a oporu powietrza tylko około 10%. Można by więc jeździć nawet z szafą na dachu samochodu i nie odnotowaćby się znacząco wyższego zużycia paliwa. Pod warunkiem, że szafa jest lekka.
Przy prędkości około 100 km/h wpływ oporu powietrza wynosi już aż 63%, a przy 160 km/h – aż 81%. Przy jeszcze wyższych prędkościach siła napędowa pojazdu zmaga się praktycznie wyłącznie z oporem powietrza.
Aby więc zaprojektować bagażnik dachowy, który nawet przy dużych prędkościach nie wpływa negatywnie na osiągi pojazdu, niezbędny jest aerodynamiczny kształt.
Siła docisku
Właśnie pojazdy o sportowej sylwetce, dzięki swojej konstrukcji, wywierają nacisk na nawierzchnię. Chociaż powoduje to nieznaczny wzrost zużycia paliwa, to jednak siła działająca prostopadle do drogi zapewnia lepsze osiągi na zakrętach i większe bezpieczeństwo. Jest to czynnik, którego nie należy lekceważyć, zwłaszcza w przypadku nowoczesnych pojazdów o większej mocy silnika.
Ciekawostka: Samochód Formuły 1 przy dużej prędkości wytwarza tak dużą siłę docisku, że gdyby odwrócić tor wyścigowy do góry nogami, nadal „przyklejałby się” do asfaltu.
Jak dotąd wszystko w porządku. Podczas realizacji projektu wzorowaliśmy się na Matce Naturze, ponieważ natura jest najlepszym przewodnikiem, jeśli chodzi o wydajność. Przez miliony lat ewolucji natura doskonale dostosowała się do swojego otoczenia. Nie jest więc przypadkiem, że pingwin o kształcie kropli wody ma idealną aerodynamikę. Ta wiedza dotarła zresztą w międzyczasie również do świata inżynierii!
Wynik
Efekt naszej pracy jest imponujący: zoptymalizowany bagażnik dachowy, wyprodukowany w Niemczech, bez żadnych kompromisów. Wykonany z włókna węglowego lub wysokiej jakości włókien naturalnych o neutralnym bilansie CO2. Zaprojektowany tak, aby stworzyć idealną symbiozę między samochodem a bagażnikiem dachowym.
Źródło: CD support (https://bit.ly/3lKLpro)
Współczynnik oporu powietrza (Cw) bagażnika dachowego ASPHALTKIND wynosi zaledwie 0,11 (poziom „kropli wody”) i jest tym samym o około 30% niższy niż w przypadku tradycyjnych bagażników dachowych. Na pierwszy rzut oka nie wydaje się to zbyt wiele. Należy jednak pamiętać, że dzięki geometrycznej konstrukcji generowany jest siła dociskająca, a nie siła nośna, jak w przypadku tradycyjnych bagażników dachowych (lub nawet niezwykle aerodynamicznego skrzydła samolotu). W ujęciu liczbowym, przy prędkości 160 km/h bagażnik dachowy dociska pojazd pionowo do jezdni z siłą około 110 N (ok. 10 kg). Dla porównania: tradycyjny bagażnik dachowy lekko unosi pojazd do góry. Powoduje to zmniejszenie przyczepności podczas jazdy autostradą, co z kolei stanowi zwiększone ryzyko wypadku, zwłaszcza na mokrej nawierzchni. Wynik ten można obrazowo przedstawić w następujący sposób:
Tradycyjny bagażnik dachowy z dużym obszarem martwej wody (czarna plama)
W przypadku tradycyjnych bagażników dachowych w tylnej części występuje wysoka intensywność turbulencji (turbulencja = zła). Powoduje to powstanie dużego obszaru tzw. martwej wody, który zajmuje około 1/3 długości bagażnika, zanim strumienie powietrza ponownie połączą się w przepływ laminarny (laminarny = dobry). Takie efekty turbulencyjne mają negatywny wpływ na osiągi bagażnika dachowego i powodują zwiększone zużycie paliwa/energii poprzez powstające podciśnienie.
Bagażnik dachowy ASPHALTKIND o znacznie mniejszej powierzchni martwej
W przypadku bagażnika dachowego ASPHALTKIND aerodynamiczny kształt w kształcie kropli powoduje znacznie mniejsze odrywanie się strumienia powietrza w tylnej części, a tym samym znacznie niższe zużycie paliwa/energii. W rezultacie powstaje znacznie bardziej jednolity model przepływu o wyraźnie laminarnym przebiegu. Prawie tak jak u pingwina.
Ogólnie rzecz biorąc, oczywiście obowiązuje zasada: tylko dzięki doskonałej aerodynamice i wysokiej stabilności, jaką zapewnia zastosowanie włókna węglowego, można bez żadnych kompromisów w kwestii prędkości poruszać się (super)sportowym samochodem podczas przejażdżki, podróży samochodem, a nawet w drodze na wakacje.