Der Motor läuft auf Volllast, der Wind peitscht über die Karosserie und lässt das Fahrzeug satt auf der Straße kleben – was wie eine rasante Testfahrt auf der Nordschleife klingt, findet tatsächlich im AEROLAB der BMW Group statt. Bei den Motoren handelt es sich allerdings um die Turbinen des Windkanals und bei der Straße um das 1 Millimeter dünne Laufband aus Edelstahl.
Erprobungen im Windkanal gehören zu den Höhepunkten in der Entwicklung von neuen Automobilen. BMW betreibt mehrere eigene Windkanäle – unter anderem das AEROLAB in München. Wir haben uns dort mit Markus Schadow, dem Verantwortlichen für Aerodynamik und Kühlung bei BMW M, und dem BMW Aerodynamik-Experten Dr. Alexander Hennig getroffen.
WHO IS WHO.
WHO IS WHO.
Markus Schadow
Leitung Team Aerodynamik und Wärmetechnik bei der BMW M GmbH
Seit 20 Jahren im Unternehmen
Was waren Ihre wichtigsten Projekte?
Alle M Automobile, am liebsten M2/M3/M4 und die jeweiligen Sondermodelle!
Was war Ihr letztes Projekt?
Der BMW M8.
Dr. Alexander Hennig
Derivatsverantwortung Aerodynamik bei der BMW AG
Seit fünf Jahren im Unternehmen
Was waren Ihre wichtigsten Projekte?
Alle BMW 3er Modelle.
Was war Ihr letztes Projekt?
Die BMW 3er Limousine und der 3er Touring.
BMW M Magazin: Aerodynamik ist eines der wichtigsten Gebiete beim Design von Fahrzeugkarosserien. Ist der Windkanaltest für Sie heute noch ein Highlight in der Entwicklung?
Dr. Alexander Hennig: Die Fahrzeugentwicklung im Windkanal ist für mich definitiv ein Highlight. Bereits in der ganz frühen Entwicklungsphase beschäftigen wir uns mit den Fahreigenschaften des zukünftigen Gesamtfahrzeugs. In den späteren Entwicklungsschritten werden dann an ersten Prototypfahrzeugen die aerodynamischen Maßnahmen immer detaillierter. Für mich ist es immer wieder ein besonderes Highlight, wenn Markus mir berichtet, dass die im Windkanal erarbeiteten Maßnahmen auf der Rennstrecke Wirkung zeigen.
Markus Schadow: Der Windkanal ist ein wichtiges Hilfsmittel bei der Entwicklung und, ganz klar, die Arbeit hier macht uns großen Spaß. Für mich persönlich ist das Highlight aber eigentlich dann die Erprobung des fast fertigen Fahrzeugs auf der Rennstrecke.
Für ein neues Fahrzeug von BMW M verbringen wir gut und gerne 200 Arbeitsstunden allein im Windkanal.
Welche Fahrzeugbereiche sind für die Aerodynamik am wichtigsten?
Dr. Alexander Hennig: Einen entscheidenden Einfluss hat die Gestaltung der Fahrzeugfront, des Unterbodens und der Kühlluftführungen. Speziell in diesen Bereichen optimieren wir im Windkanal die Fahrzeuggeometrie teilweise im Millimeterbereich, um die Strömung nach unseren Prämissen zu beeinflussen. An manchen Stellen kann das bedeuten, dass wir die Fahrzeuggeometrie runder gestalten, um beispielsweise eine Ablösung der Strömung zu vermeiden. An anderen Stellen bringen wir wiederum gezielt Abrisskanten an das Fahrzeug, wie zum Beispiel einen Frontspoiler.
Gibt es Fahrzeugbereiche, die heute genauer auf ihre aerodynamischen Eigenschaften geprüft werden als früher?
Dr. Alexander Hennig: Die aerodynamische Grundform der Karosserie hat sich in den letzten Jahrzehnten immer weiter verbessert. Umso wichtiger werden heutzutage andere Dinge wie die aerodynamische Optimierung des Unterbodens sowie die strömungsgünstige Auslegung der Felgen, Reifen und Anbauteile. Gerade in diesen Bereichen wird heute viel mehr aerodynamische Detailarbeit geleistet als in der Vergangenheit.
Wie viele Stunden Entwicklungszeit verbringen Sie im Windkanal allein für die Aerodynamik eines Bereichs wie etwa der Frontschürze?
Dr. Alexander Hennig: Man kann die Entwicklungszeit schwer auf einzelne Bauteile herunterbrechen, da man immer das gesamte Fahrzeug im Auge behalten muss. Eine Änderung an der Fahrzeugfront kann die Umströmung am Heck komplett verändern – oder auch umgekehrt. Ganz pauschal lässt sich aber sagen, dass die Bereiche Fahrzeugfront und Unterboden bestimmt 75 Prozent der Entwicklungszeit im Windkanal beanspruchen.
Haben Sie und Ihre Kollegen hin und wieder unterschiedliche Meinungen, wie ein Bauteil am Fahrzeug im Idealfall designt sein sollte?
Markus Schadow: Unterschiedliche Ansprüche an die Form eines sichtbaren Bauteils gibt es natürlich immer wieder. Deswegen arbeitet man in Teams zusammen, um Lösungen zu erarbeiten, mit denen alle zufrieden sein können. Wir haben schließlich alle das gleiche Ziel.
Warum ist ein realer Test im AEROLAB trotz aller Computersimulationen immer noch so wichtig? Machen Digitalisierung und Künstliche Intelligenz einen Windkanal nicht überflüssig?
Markus Schadow: Die strömungsmechanischen Simulationen am Computer liefern sehr gute Ergebnisse bei der Ermittlung der zur Kühlung benötigten Luftmassenströme, sodass hier heutzutage der Aufwand im Windkanal deutlich gesunken ist. Bei der Ermittlung des Luftwiderstands und des Auf- beziehungsweise Abtriebs kann sie jedoch nur auf Basis von Messwerten aus dem Windkanal Vorabbeurteilungen liefern. Die Messung im Windkanal wird dadurch auf absehbare Zeit nicht zu ersetzen sein.
Dr. Alexander Hennig: So ist es. Gerade in der frühen Entwicklungsphase ist der Einsatz von Computersimulationen sehr wertvoll, da grundlegende Änderungen am Fahrzeug in der digitalen Welt leichter vorgenommen werden können und mit jeder Simulation umfassende Kenntnisse über das Strömungsfeld um das Fahrzeug gewonnen werden. Damit sind wir in der Lage, verlässliche Ergebnisse zu liefern, lange bevor es Hardware für Windkanalversuche gibt.
In der späteren Phase liegt der Fokus der Computersimulation eher auf der Durchströmung des Fahrzeugs (Kühlung des Automobils). Der große Vorteil des Windkanals liegt in dieser Phase darin, dass in sehr kurzer Zeit viele Änderungen betrachtet werden können und man so sehr schnell das Verhalten des Automobils kennenlernt und Lösungsszenarien entwickeln kann.
Eine komplett virtuelle Aerodynamik-Entwicklung wird es meiner Einschätzung nach in naher Zukunft nicht geben. Die eigentliche Kunst ist es, die Erkenntnisse aus dem Windkanal und der Computersimulation effizient zu vereinen und richtig zu interpretieren, um sie zur Optimierung des Fahrzeugs zu nutzen.
Gab oder gibt es Fahrzeuge, die Ihnen als Aerodynamik-Entwickler besonders viel Spaß bereitet haben?
Markus Schadow: Das ist in der überwiegenden Anzahl der Projekte der Fall, besonders natürlich bei Sondermodellen, bei denen man sich aufgrund der noch stärkeren Orientierung am Rennstreckeneinsatz bei der Fahrzeugabstimmung richtig „austoben“ kann.
Unsere Leser wünschen sich natürlich einen Blick in die Zukunft: An welchen Modellen arbeiten Sie aktuell?
Markus Schadow: Genaue Informationen dürfen wir hier natürlich noch nicht verraten. Sicher ist jedoch: Das Modell, das wir gerade testen, gehört zum Sportlichsten, was die BMW M GmbH zu bieten hat.
Markus, Alexander, vielen Dank für das Interview!
