Bugatti Veyron: Luftwiderstand intelligent genutzt

10.08.2005

Bugatti Veyron: schwierige aerodynamische Balance zwischen Alltagstauglichkeit und Höchstgeschwindigkeit

Die Anforderungen, einen Sportwagen zu bauen, der eine Spitzengeschwindigkeit von 400 km/h erreicht, ist schon im Rennsport nicht ohne Probleme. Für einen alltagstauglichen Sportwagen, der zudem alle Bedingungen für die Zulassung zum öffentlichen Straßenverkehr einzuhalten hat, sind die Herausforderungen an das Entwicklerteam noch viel höher. Ein besonderes Problem ist es, die Balance des Fahrzeugs in verschiedenen Anforderungsprofilen sicherzustellen. Um auch bei Geschwindigkeiten über 200km/h noch außergewöhnliche Beschleunigungswerte zu ermöglichen und um die Endgeschwindigkeit von 400km/h zu erreichen, muss die Karosserie einen möglichst geringen Luftwiderstand bieten. Damit die Fahrsicherheit auch dann noch gewährleistet ist, müssen die Abtriebsverhältnisse an Vorder- und Hinterachse maximiert werden. Trotz dieses aerodynamischen Feinschliffs sind immer noch 1000 PS Antriebsleistung notwendig, die nach Kühlung verlangen, Luft-Ein- und Auslaßöffnungen passenden Formats haben aber wieder Rückwirkungen auf den Luftwiderstand und den Abtrieb. Und letzlich soll der Kunde auch noch bequem in sein Auto einsteigen, es einfach bedienen und problemlos fahren können. Das Aerodynamik-Management des Bugatti Veyron stellt die Entwickler daher vor ganz besondere Herausforderungen. Dabei wurden reichlich Anleihen bei alter Rennsporttechnik gemacht, erstmals so kombiniert und mit neuen Verfahren realisiert.

Herzstück des Regelwerks ist ein computergesteuertes zentrales Hydrauliksystem. Es reguliert die Bodenfreiheit des allradgetriebenen Bugatti gegenüber der Strasse, wobei drei geschwindigkeitsabhängige Niveaus vorgesehen sind. Zur Erhöhung der Abtriebskräft vorne ist im Unterboden auf beiden Seiten jeweils eine Diffusorklappe installiert. Diese Klappen werden über zwei Hydraulikzylinder geöffnet und geschlossen. Mit weiteren Diffusoren im Unterboden und einem Heckflügel werden die hinteren Abtriebskräfte reguliert.

Die hohe Kunst der Luftführung: der Spagat zwischen Abtrieb und Lufwiderstand

Bei alltäglicher Fahrweise im Stadverkehr, über Landstrasse und auf Autobahnen betragen die Abstände zur Strasse in Höhe der Vorder- und Hinterachse 125 Millimeter. Dabei sind die Diffusorklappen offen, Heckflügel und Spoiler bleiben karosseriebündig abgelegt. Das Normalfahrniveau bleibt bis zu einer Geschwindigkeit von 220km/h unverändert. Steigt die Abgastemperatur des Motors auf einen bestimmten Wert, so wird automatisch die "Cool-down"-Position eingenommen, der über dem Motor liegende Flügel öffnet einen Spalt und verbessert so die Zufuhr von Kühlluft in den Motorraum.

Oberhalb von 220 km/h wird die Bugatti-Karosserie automatisch auf 80 Millimeter Bodenfreiheit vorne und 95 Millimeter hinten abgesenkt, der Wagen wird "in den Wind gestellt". Die Diffusorklappen bleiben weiter offen, der Heckflügel und die Spoiler fahren selbsttätig aus, es werden sowohl vorne als auch hinten am Fahrzeug deutlich höhere Abtriebskräfte aufgebaut, die Achslastverteilung von 45:55 Prozent zwischen Vorder und Hinterachse bleibt erhalten. Diese Einstellung bleibt bis zu einer Geschwindigkeit von 375km/h bestehen, sie wird in die Grundposition zurückgesetzt, wenn die Geschwindigkeit unter 140km/h fällt. Sie kann aber auch vom Fahrer bei Geschwindigkeiten von unter 220 km/h manuell durch Tastendruck abgerufen werden. Einfache Systeme, die nur mit dynamischen Federkennlinien arbeiteten, verhalfen den Formel-1-Rennwagen der Ground-Effekt-Aera in den frühen Achziger Jahren zu einer regelkonformen Bodenfreiheit in der Boxengasse und zu einer optimalen Aeordynamik am Unterboden im Rennbetrieb.

Geschwindigkeiten von mehr als 375 km/h können nur gefahren werden, wenn vorher einige manuelle und automatische Prüf- und Freigabemechanismen erfolgreich durchlaufen werden. Mit einem zweiten Schlüssel links neben dem Sitz erteilt der Fahrer die Zugangsberechtigung für die Endgeschwindigkeit jenseits von 400 km/h. Dann wird der Reifendruck überprüft und die Karosserie weiter abgesenkt. Die Bodenfreiheit beträgt nun nur noch 65mm vorne und 70 Millimeter hinten. Die Diffusorklappen bleiben geschlossen, der Heckflügel wird flacher gestellt. Der dadurch reduzierte Luftwiderstand wird allerdings mit einem deutlich reduzierten Abtrieb erkauft, der Anpressdruck, der bei 375 km/h noch 350kg betrug, reduziert sich nun fast auf 0. Man wird eine sehr lange Gerade brauchen, um die Endgeschwindigkeit des Veyron einigermaßen gefahrlos zu erreichen.

Experimente seit 50 Jahren: die Vorbilder aus dem Rennsport

Runter kommt man immer, auch mit dem Veyron. Um aus diesen Geschwindigkeiten schnell und sicher herunterbremsen zu können , wird die Carbon-Keramik-Hochleistungsanlage über eine aerodynamische Bremsfunktion des Heckflügels ergänzt, die den hohen Luftwiderstand bei über 200km/h nutzt. Airbrakes dieser Art gab es erstmals im Mercedes-Benz 300SL, der 1955 in Le Mans eingesetzt wurde, eine hydraulisch ausfahrbare Luftbremse am Heck des Wagens verhalf zu deutlcih verbesserten Bremsleistungen, allerdings auf Kosten der Fahrstabilität. Der nächste Ansatz lieferte Jim Halls beweglicher Flügel, den er 1965 im Chapparal 2E einsetzte. Über ein Pedal konnte der Pilot den Anstellwinkel selbst wählen. Die letzte Variante beweglicher aerodynamischer Hilfsmittel hatte der Porsche 917 in der 1969er Version: An die Hinterachskinematik mechanisch gekoppelte Flaps am Wagenheck stellten sich durch den geänderten Anstellwinkel des Chassis beim Bremsen hoch um so die Bremsen zu unterstützen und den Anpressdruck auf der Hinterachse zu verstärken. Die moderne Variante im Veyron nimmt diese Idee wieder auf, übersetzt sie aber mit in das Jahr 2005. Aktiviert wird die Luftbremse ausschließlich im Geschwindigkeitsbereich zwischen 220km/h und 375km/h, wenn ein bestimmter Bremspedaldruck überschritten wird. In nur 0,4 Sekunden stellt sich der Heckflügel mit 115 Grad zur Fahrrichtung auf. Der Luftwiderstand des Fahrzeugs wächst, der Abtrieb im Heck steigt auf 300kg zugunsten höherer Bremsmomente an den Hinterreifen. Damit werden bei starkem Verzögern Radlastverlagerungen zur Vorderachse hin reduziert.

(Text: Dieter Roßbach )
(Fotos: Bugatti )

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