Een van de grootste uitdagingen voor Solar Team Twente is het ontwerpen en produceren van een zonneauto die zo min mogelijk luchtweerstand ervaart. Hoe ziet dit ontwerpproces eruit? Hoe testen we de aerodynamische eigenschappen van de zonneauto? Wat zijn de resultaten van de huidige zonneauto?
Onze aerodynamici zijn verantwoordelijk voor de buitenkant, ook wel de shell genoemd, van de zonneauto. Het ontwerp hiervan is een iteratief proces. De teamleden tekenen de vorm van een auto uit en rekenen deze vervolgens door met behulp van CFD-berekeningen. Bij een CFD-berekening worden stromingen gesimuleerd met numerieke computermodellen.
De resultaten van de berekening worden geanalyseerd door onze aerodynamici. Zij moeten werkelijk overal op letten: van de luchtdruk op en rondom de auto tot de luchtstroming langs de auto. Ook downforce wordt bekeken, maar in tegenstelling tot bij de Formule 1 willen we die juist niet bij de zonneauto. We hoeven immers geen bochten te nemen met hoge snelheden. Alles wordt meegenomen bij het analyseren van de resultaten en gebruikt om een nieuwe auto te tekenen. En dan begint het hele proces opnieuw.
De wind van voren
Is de auto af, dan wordt hij in een windtunnel getest bij de Duits-Nederlandse Windtunnels (DNW). In de windtunnel staat de zonneauto op een grote weegschaal. Deze weegschaal kan in verschillende richtingen de kracht heel exact meten. Vervolgens wordt de auto onder verschillende windsnelheden en aanstroomcondities getest, waardoor je de krachten op de auto kunt uitlezen. De resultaten van deze test worden gebruikt om te voorspellen hoeveel energie het kost om tijdens de Bridgestone World Solar Challenge bepaalde snelheden te rijden onder verschillende omstandigheden.
Daarnaast wordt een test uitgevoerd met rook. Dat levert spectaculaire beelden op, maar de rook laat vooral ook zien hoe de stroming zich gedraagt over de auto. De aerodynamici kunnen dan vaststellen of dit overeenkomt met berekeningen die ze vooraf aan het model van de auto hadden uitgevoerd.
RED E in de windtunnel
Sinds de vorige editie van de zonnerace zetten we de hele zonneauto in de windtunnel. Voor 2017 waren de zonneauto’s hier nog te groot voor en gebruikten we schaalmodellen. Door de auto zelf in de tunnel te plaatsen zijn de resultaten veel nauwkeuriger. De auto zelf bevat namelijk details (kitrandjes, deellijnen, het zonnepaneel) die invloed hebben op de luchtweerstand.
Daarnaast zijn de krachten die worden gemeten erg klein. Op een schaalmodel is dat nog een stuk kleiner, waardoor de meetfout in vergelijking groter wordt.
Luchtweerstand van een colablikje
De resultaten van de wintunneltest zijn erg positief. De weerstand die zonneauto RED E ervaart is vergelijkbaar met die van een colablikje. Hiermee is de luchtweerstand zelfs nog lager dan de weerstand die RED Shift, de auto uit 2017, ondervindt. Minder luchtweerstand betekent een meer efficiënte zonneauto, wat voordelig is tijdens de Bridgestone World Solar Challenge.
Tekst: Frances van Elburg
Fotografie: Johan de Jong
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.