technische Daten

Die Motoren

Die Aerodynamik I

Die Aerodynamik II



Auf dieser Seite wird nun näher auf die Aerodynamik des Calibra eingegangen und erläutert wie sich dieses Fahrzeug zu einem Weltmeister im Bereich der Aerodynamik entwickeln konnte. Als Einleitung wird eine kurze Definition der Aerodynamik vorgestellt:

„Aerodynamik, die Lehre von den Bewegungen der Gase (Luft); im heutigen erweiterten Sinn die Lehre von den Kräften, die auf in Luft bewegte Flugkörper einwirken. Die Bewegungsgesetzte für Gase sind dieselben wie für Flüssigkeiten (à Hydrodynamik). Die Aerodynamik untersucht die Vorgänge in strömenden idealen, d.h. inkompressiblen u. zähigkeitslosen Gasen u. ergänzt diese Betrachtungen durch die Theorie der Grenzschicht (der an Körpern im Gas aufgrund der inneren Reibung haftenden Gasschicht) sowie durch die Berücksichtigung der Kompressibilität von Gasen vor allem bei hohen Geschwindigkeiten“ (Adams u.a. 2000, Band 3, S. 93).

Weiterhin ist der cw-Wert die Maßeinheit, mit der der Luftwiderstand von Kraftfahrzeugen angegeben wird. Vor allem in den 80er Jahren wurden niedrige cw-Werte bei verschiedenen Fahrzeugen sehr stark angepriesen um diese besser verkaufen zu können. Nachfolgend wird eine kurze Definition des cw-Wertes vorgestellt:

„cw-Wert [„c“ für Koeffizient, „W“ für (Luft-)Widerstand], Luftwiderstandsbeiwert, Kennziffer für die „aerodynamische Qualität“ eines Körpers in Bezug auf den Luftwiderstand in seiner Bewegungsrichtung. Aus cw-Wert, Stirnfläche A des Körpers, seiner Relativgeschwindigkeit zur Luft v und der Luftdichte ρ lassen sich Luftwiderstand FL, gemessen in Newton, und Luftwiderstandsleistung PL, gemessen in kW, berechnen:“

FL = 0,5 ρ cw A v2,

PL = 0,5 ρ cw A v³

Der cw-Wert komplexer Körper, wie z.B. Fahrzeugkarosserien, kann nur experimentell, exakt nur in Windkanälen, bestimmt werden“ (Adams u.a. 2000, Band 4, S. 70).

Um zu verdeutlichen, wie komplex die Aerodynamik eines Fahrzeugs ist, verdeutlichet Abbildung 1 dies.

So erreichte der Automobilhersteller Opel durch einen erheblichen Forschungsaufwand im Windkanal 1989 einen cw-Wert von 0,26 bei dem Sportcoupé Calibra. Dieser Wert stellte einen neuen Weltrekord und damit den niedrigsten Luftwiderstandsbeiwert dar, welcher je bei einem Großserienfahrzeug gemessen wurde. Mithilfe dieses Spitzenwertes konnten einhergehend Verbrauchswerte von durchschnittlich 7,65 Liter Superbenzin auf 100 Kilometern bei einer Leistung von 204 PS erreicht werden.

Auf den folgenden Abbildungen soll nun deutlich werden, mit welchen Mitteln die Opeldesigner diesen Rekordwert bei dem Calibra erreicht haben. Weiterhin soll dieser Artikel ein Appell sein, dieses Auto möglichst im Originalzustand zu belassen und somit das einzigartige Design zu erhalten!

Abbildung 2 verdeutlicht nun, wie die Serienfront konstruiert wurde um einen möglichst geringen Luftwiderstand zu erreichen. Der mittige Spoilerausschnitt sowie die seitlich unter dem Frontspoiler angebrachten Spoiler ergeben eine Verbesserung des cw-Wertes von addiert -0,014. Vor allem die Front ist daher für den weiteren Weg der Luft um das Fahrzeug von großer Bedeutung. Auch hier sei erwähnt, dass sich die Messungen auf die Serienfront beziehen. Darum auch hier wieder ein Appell an alle Calibrafahrer, welche eine Cliff-, oder Last-Edition besitzen. Die seitlichen Spoilerecken sind von nicht zu unterschätzender Bedeutung, was den cw-Wert angeht. Diese können auch nachträglich an die Cliff- sowie Last-Edition Front montiert werden.

Abbildung 2. Spoilerentwicklung am Opel Calibra
a) optimaler mittiger Spoilerausschnitt
b) verlängerte Spoiler-Ecken

Abbildung 3 zeigt die Anströmung an die Spoilerecken der Serienfront. Diese haben, wie zu erkennen ist, die Funktion die Luft seitlich an den Vorderrädern vorbeizuleiten.

Abbildung 3. Schräganströmung der Vorderräder an einem Opel Calibra über mitlaufendem Boden im Deutsch-Niederländischen Windkanal (DNW), mit Rauch sichtbar gemacht.

Abbildung 4 bezieht sich auf die seitlichen Schweller und verdeutlicht, warum diese seitlich heruntergezogen sind. Auch hier wird eine optimale Strömung durch die Schweller gewährleistet. Weiterhin zeigt Abbildung 4b den Heckdiffusor, welcher hinter dem Tank sitzt. Dieser hat nicht etwa die Primäraufgabe Spritzwasser abzuleiten, was auch schon des Öfteren behauptet wurde. Wie durch die Abbildung 4b eindeutig aufgezeigt wird, ist die Primäraufgabe diese Diffusors Luftverwirbelungen hinter dem Tank zu vermeiden und eine saubere und verwirbelungsfreie Abströmung am Heck zu gewährleisten.

Abbildung 4a. Herunterziehen des Schwellers

Abbildung 4b. Heckdiffusor

 

Abbildung 5 ist durchaus sehr interessant, da die Heckhöhe des Calibra nicht willkürlich gewählt wurde. Durch eine Höhe von 940 mm ist das Heck des Calibra optimal ausgelegt und verringert auch hier noch einmal den cw-Wert um -0.02. Somit hat ein Tieferlegen des Calibra um 30mm, womit wieder die Cliff- und Last-Edition gemeint ist, einen Anstieg des Luftwiderstandes zu Folge. Auch die Anbringung eines Heckspoilers hat unmittelbare Folgen auf den Luftwiderstand und ist daher nicht zu empfehlen.

Abbildung 5. Optimale Heckhöhe h für den Opel Calibra

Abbildung 6 zeigt abschließend das "Boat-tailing" am Calibra. Mit "Boat-tailing" ist hierbei die Form der Heckpartie des Calibra gemeint, was durch die Abbildung 6 im Bereich y aufgezeigt wird. Dadurch wird ebenfalls noch einmal der cw-Wert um -0,011 verringert.

Abbildung 6. "Boat-tailing", angewandt auf das Coupé Opel Calibra