30.10.2013
BSD und BMW Technologiepartnerschaft ein Erfolgsmodell.
 

Aerodynamische Optimierung für optimale Startbedingungen – Im Interview mit Christoph Langen, Bundestrainer Bobsport, und Dr. Norbert Grün, BMW Aerodynamik- und Simulationsexperte.

Mit der offiziellen Präsentation des neuen Zweierbobs beginnt die entscheidende Phase in den Vorbereitungen auf die Olympischen Winterspiele 2014 im russischen Sotschi. Zugleich markiert die Vorstellung des in der Zusammenarbeit mit der FES entwickelten neuen Sportgeräts, einen weiteren Meilenstein in der Technologie-Partnerschaft zwischen dem Bob- und Schlittenverband für Deutschland (BSD) und BMW.

Bei der Entwicklung der neuen Olympia-Bob-Generation, die bereits in der kommenden Weltcup-Saison und bei den Olympischen Winterspielen in Sotschi eingesetzt wird, wurde die Technologie-Kompetenz von BMW und FES Ingenieuren genutzt. Hierfür wurden die Forschungseinrichtungen der BMW Group genutzt, fokussiert wurde dabei auf die Optimierung im Aerodynamischen Versuchszentrum (AVZ). Bei den Tests im Windkanal wurden Parallelen zwischen der Bob- und der Automobilentwicklung deutlich. Technologie, die den Serienautomobilen von BMW zu mehr Effizienz und den Rennfahrzeugen für das Deutsche Tourenwagen Masters (DTM) zu perfekter aerodynamischer Balance verhilft, sorgt nun auch für den entscheidenden Feinschliff am Olympia-Zweierbob.

Die Verbundenheit zwischen BMW und dem Bob- und Schlittensport hat Tradition. Bereits seit Ende der 1980er-Jahre bietet BMW den Kufensportlern die Gelegenheit zu Tests im Windkanal des Premium-Automobilherstellers. Diese Form der Unterstützung für die Bob-, Rodel- und Skeleton-Athleten hat einen hohen Stellenwert, weil sie einen unmittelbaren Einfluss auf ihre Erfolgsaussichten bei internationalen Wettkämpfen hat. Im Windkanal gewinnen sie innerhalb kürzester Zeit wichtige Erkenntnisse, die sich beim anschließenden Training im Eiskanal umgehend umsetzen lassen.

Mit der Eröffnung des Aerodynamischen Versuchszentrums in München 2009 und der im Jahr darauf geschlossenen Technologiepartnerschaft zwischen BMW und dem BSD hat die Kooperation erheblich an Intensität und Effektivität gewonnen. Das AVZ gehört zu den modernsten Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen im Automobilbereich weltweit. "Mit diesem Bob werden wir technisch und sportlich weit vorn sein", sagt Bundestrainer Christoph Langen.

Die BMW Group hat rund 170 Millionen Euro in den Bau und die Einrichtung des Aerodynamischen Versuchszentrums investiert. Die Einrichtung, zu der neben einem Windkanal zur Untersuchung von Fahrzeugen in Originalgröße auch ein als Aerolab bezeichneter Modellwindkanal gehört, bietet einzigartige Möglichkeiten zur Analyse von Aerodynamik-Eigenschaften unter realitätsnahen Bedingungen. Dort lassen sich die Auswirkungen einer gezielten Luftführung auf die Fahrdynamik und die Effizienz eines Automobils mit außergewöhnlicher Präzision analysieren.

Parallel zur Arbeit im Windkanal werden auch computergestützte Analysemethoden eingesetzt. Die Entwickler der BMW Group nutzen die so genannte CFD-Berechnung (Computational Fluid Dynamics), um die aerodynamischen Eigenschaften eines virtuellen 3-D-Modells zu ermitteln. Mit hochkomplexen Programmen können sie Fahrzeugbereiche erkennen, an denen unerwünschte Verwirbelungen, Luftstromabrisse oder Druckverluste entstehen, die den Luftwiderstand erhöhen. Auch diese Verfahren wurden bei der Entwicklung des Olympia-Bobs intensiv genutzt. "Impulse kommen auch von den Entwicklern aus Berlin und werden mit dem BMW Supercomputer", sofort nachgerechnet, so dass Fehlerquellen gänzlich auszuschließen sind sagt Dr. Norbert Grün, BMW Aerodynamik- und Simulationsexperte, "erst danach gehen wir zum Feintuning in den Windkanal."

Die Optimierung der Aerodynamikeigenschaften gehört im Rahmen der Strategie Efficient Dynamics zu den besonders wirksamen Maßnahmen, die eine Steigerung der Fahrfreude bei gleichzeitiger Reduzierung der Verbrauchs- und Emissionswerte ermöglichen. Ein um ein Zehntel gesenkter Luftwiderstand führt in der Fahrpraxis des Kunden zu einer durchschnittlichen Verbrauchsreduzierung um mehr als 2,5 Prozent. BMW hat bereits in der Vergangenheit permanente Fortschritte bei der Verringerung des Luftwiderstands erzielt. So weist beispielsweise das aktuelle BMW 3er Cabrio einen Luftwiderstandsbeiwert (Cw-Wert) von 0,27 auf. Beim BMW 3er Cabrio des Modelljahrs 1987 lag dieser Wert noch bei 0,39. Mit den Möglichkeiten, die das AVZ bietet, lassen sich weitere Verbesserungen realisieren. Zu den jüngsten Innovationen im Bereich der Aerodynamik gehören die bei aktuellen BMW Modellen umgesetzten Maßnahmen Air Curtain und Air Breather, die für eine präzise gelenkte Luftführung und eine Reduzierung von Verwirbelungen im Bereich der Radhäuser sorgen.

Auch im Motorsport gehören die Aerodynamik-Eigenschaften zu den wichtigsten Erfolgsfaktoren. Daher profitieren die BMW Werksfahrer Martin Tomczyk und Bruno Spengler, die DTM-Champions der Jahre 2011 und 2012, ebenso wie ihre Teamkollegen vom Knowhow der Ingenieure im AVZ. Die aerodynamische Balance ihrer BMW M3 DTM wurde detailliert im Windkanal in München verfeinert. Ähnlich wie im Bobsport agieren die Aerodynamik-Experten der BMW Group auch bei der Optimierung der Rennfahrzeuge innerhalb eines Rahmens, den das Reglement setzt. So gehört beispielsweise das sogenannte Drag Reduction System (DRS) seit Beginn der DTM-Saison 2013 zu den vorgeschriebenen Merkmalen aller Wettbewerbsfahrzeuge. Das verstellbare Heckleitwerk kann vom Fahrer per Knopfdruck abgesenkt werden, wodurch sich der Luftwiderstand reduziert und die erzielbare Höchstgeschwindigkeit erhöht. Die ideale Abstimmung der DRS-Verstellung und die Wechselwirkung des Spoilers mit der Luftführung in anderen Karosseriebereichen wurden im Windkanal des AVZ präzise analysiert.

Die Fähigkeit der Ingenieure, durch Computersimulationen und Arbeit im Windkanal die Luftführung in kleinsten Details zu optimieren, hat auch die Entwicklung des neuen Olympia-Zweierbobs maßgeblich geprägt. Das strenge Reglement sorgt dafür, dass die Bobsport-Entwicklung nicht zu einer kostenintensiven Materialschlacht wird und fordert die Ingenieure von FES und BMW damit zu akribischer Feinarbeit heraus. Der neue Olympia-Bob weise daher eine Vielzahl von Verbesserungen gegenüber seinem Vorgänger auf, betont Dr. Nobert Grün, "aber mit bloßem Auge werden Sie das kaum erkennen".

Messbar sind die Fortschritte bei der Reduzierung des Luftwiderstands dagegen sehr wohl. Dabei gilt: Je schneller die Bahn, desto wirksamer die aerodynamische Optimierung. Für den Eiskanal in Königssee hat Grün errechnet, dass eine Reduzierung des Luftwiderstands, also des Produkts aus Cw-Wert und Stirnfläche, um zehn Prozent den Zweierbob um 0,25 Sekunden schneller machen könnte.

Auch jenseits der unmittelbaren Aerodynamik-Optimierung fließt Knowhow aus dem Automobilbau in die Bob-Entwicklung ein. So erfolgt beispielsweise die Gewichtsverteilung nach einem bewährten Prinzip: Der Bob wird durch intelligenten Materialeinsatz – und im Rahmen des Reglements – im oberen Bereich möglichst leicht und im unteren Bereich möglichst schwer konstruiert. Auch der je nach Gewicht der Mannschaft erlaubte Ballast wird tief im Fahrzeug untergebracht. Ein tiefer Schwerpunkt wirkt sich besonders positiv auf das Fahrverhalten aus. Dadurch lässt sich der Bob präziser lenken und weist eine höhere Fahrstabilität auf.

Quelle: BMW Presse Mitteilung 30.10.2013

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