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E_1935_Zeitung_Nr.067

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20 AUTOMOBIL-REVUE

20 AUTOMOBIL-REVUE 1935 - N« 67 verlaufende Aussenlinien und oft die bekannte Zigarrenform ... > Der Karosserie-Techniker K. Reise gibt in seinen Heften « Karosseriebau » (R. C. Schmidt &. .Co., Berlin, 1921) nur ein Bild von einem «torpedoförmigen » Sportwagen. Sogar in der 10. Auflage des « Automobiltechnischen Handbuchs » (M. Krayn, Berlin, 1921) sind die Angaben über den Luftwiderstand ganz allgemein gehalten. Man findet dort: « Der Luftwiderstand ist nur bei schnellfahrenden Fahrzeugen, Personenwagen, Rennwagen in Rechnung zu setzen. Er beträgt...» Es folgt der bekannte Ansatz mit der Bemerkung über die Luftwiderstandszahl f. « Erfahrungszahl, liegt zwischen 1 und 3... 1,86 (nach Grashof). Ferner: «Zur Verringerung des Luftwiderstandes sind die Wagenformen glatt und abgerundet, nach hinten schlank verlaufend auszuführen. Vorsprünge sind zu vermeiden oder verlaufend nach hinten zu führen. > Aus diesen Feststellungen ergibt sich, dass die Bedeutung des Luftwiderstandes beim fahrenden Automobil noch vor rund 14 Jahren nur einigen Wenigen bekannt war, so dass es durchaus begreiflich ist, dass diese Erkenntnis trotz vielfacher Bemühungen und Veröffentlichungen, erst heute Allgemeingut zu werden beginnt. Die Formen, die die heutigen Rennwagen der Auto Union A.-G. und der Mercedes-Benz A.-G. haben, sind allgemein bekannt. Ebenso, dass man gegenwärtig bestrebt ist, diese Formen dadurch zu verbessern, dass man zu geschlossenen Stromlinienaufbauten übergeht. Es steht für den Aerodynamiker seit vielen Jahren ganz ausser Zweifel, dass die vollendete aerodynamische Formgebung auch den geschlossenen Rennwagen erzwingen wird, genau so, wie sich der geschlossene Reisewagen schon vor Jahren durchgesetzt hat. Die angeblichen Mängel der geschlossenen Rennwagen lassen sich durchwegs auf Konstruktions- oder Baufehler zurückführen. Berücksichtigt man wirklich alle, zum Teil schon vor vielen Jahren mit gut gebauten Stromlinienwagen gewonnenen Erfahrungen, so lassen sich geschlossene Rennwagenkarosserien bauen, die nicht die geringsten Nachteile, dafür aber vielo Vorteile aufweisen. Ich darf hier erwähnen, dass ich, als ich mir 1922 die Aufgabe stellte, einen Stromlinien-Rennwagen zu entwerfen, zuerst eine geschlossene Karosserie zeichnete, weil sich aus meinen Windkanalversuchen, ohne weiteres ergab, dass der Luftwiderstand eines solchen Wagens wesentlich unter dem meines gleichartig gebauten offenen Wagens liegen musste. Das mitleidige Lächeln, dem mein Entwurf damals überall begegnete, bewog mich allerdings, den geschlossenen Hauben-Aufbau zunächst wegzulassen. So entstand der in Bild 1 wiedergegebene offene Rennwagen. Die die Maschinenanlage, das Fahrgestell und die Räder überdeckende Karosserie hat die Form eines halben Stromlinienkörpers mit im wesentlichen ebener, der Fahrbahn paralleler Bodenfläche, dessen Heck in eine horizontale Kante ausläuft. Etwa an ihrer höchsten Stelle besitzt die Karosserie einen Ausschnitt für den Kopf des Fahrers. Dieser Ausschnitt ist derart gestaltet, dass der von ihm geführte Luftstrom über den Kopf des Fahrers hinweggeht. 1 ) Diese Konstruktion wurde im Frühjahr 1923 von iden Ley-Werken in Arnstadt ausgeführt, mit dem Erfolg, dass der Wagen sich gleich beim ersten *) DRP. 446040 vom 31. Oktober 1922. Rennen (Herkules-Rennen in Kassel) den zweiten Preis holte, während er kurz darauf beim Pöllberg- Rennen in Sachsen und beim Strassenrennen «Rund um Beizig» gegen schärfste Konkurrenz überlegen siegte. Von den Apollo-Werken wurde im nächsten Jahre ein ähnlicher Wagen gebaut. Die Aerodynamik der Weltrekord-Rennwagen. Kurze Zeit darauf wurde aus bekannten Gründen der Rennwagenbau in Deutschland vorübergehend eingestellt. Im Ausland aber wurden verschiedentlich das gleiche Prinzip verkörpernde Rennwagen konstruiert, unter anderem von Bugatti, der damit den französischen Grand Prix von 1924 gewann, und von Major Segrave, der damit im Mai 1927 auf dem Strand von Daytona-Beach zum ersten Male eine Geschwindigkeit von 326 km/St, erzielte. Man darf ruhig sagen, dass die neueren « Stromlinien » - Rennwagen mit ihren unverkleideten Rädern diesen Wagen gegenüber in aerodynamischer Beziehung einen Rückschritt bedeuten. Einen Beweis dafür stellt die Tatsache dar, dass Sir Malcolm Campbeils neuer Weltrekordwagen im grundlegenden Aufbau seiner Karosserie genau den schon 1922 von mir für offene Rennwagen angegebenen Richtlinien entspricht. Bild 2 zeigt, dass auch hier ein halber Stromlinienkörper mit im wesentlichen ebener, der Fahrbahn annähernd paralleler Bodenfläche die Maschinenanlage, das Fahrgestell und die Räder umschliesst, dass dieser Stromlinienkörper an seinem hinteren Ende in eine waagrechte Kante ausläuft, dass er etwa an seiner höchsten Stelle einen Ausschnitt für den Kopf des Fahrers besitzt und dass dieser Ausschnitt so hoch und derart gestaltet ist, dass der Luftstrom über den Kopf des Fahrers hinweggeht. Trotzdem ist Campbells Weltrekordwagen in seiner jetzigen Form vom aerodynamischen Standpunkt aus keineswegs vollkommen. Die damit erzielten Leistungen bleiben denn auch — zum grössten Teil aus diesem Grund — weit hinter den Erwartungen zurück. Einer der wesentlichsten Fehler in der Formgebung besteht darin, dass die Seitenwände oben und unten relativ scharfe Kanten besitzen. Eine aerodynamisch vollkommenere Gestaltung würde sorgsamste Ausrundung dieser Kanten, mit möglichst weichen Uebergängen zur Rückenund Bauchflache, voraussetzen (vgl. Bild 3). Allerdings findet die jetzige Formgebung eine gewisse Rechtfertigung darin, dass die Räder oben und an der Seite freiliegen. Dadurch wird ein wirbelfreies dreidimensionales Umströmen des Gesamtkörpers von vornherein verhindert, so dass eine Abrundung der Seitenkanten ohne gleichzeitige Verkleidung der Räder wenig Wert hätte. Es ist aber leicht, in der aus Bild 3 ersichtlichen Weise die Räder völlig einzuschliessen und die Kanten der Karosserie stark abzurunden. Das gilt hier auch für die Vorderräder, denn Campbells Wagen ist ja in der Hauptsache für Geradeausfahrt bestimmt und deshalb so eingerichtet, dass die Vorderräder einen relativ geringen Einschlag besitzen. — Weiterhin ist der durchsichtige Windschutz vor dem Führersitz ausserordentlich schlecht geformt, obwohl sich durch richtige Formgebung gerade an dieser Stelle der ganze Strömungsverlauf am Heck des Wagens grundlegend beeinflussen lässt. Recht gut ist dagegen die Form der Motorhaube und die Ausbildung des Rückenkiels am Wagenheck. Eine bemerkenswerte Einzelheit 'dieses Weltrekordwagens stellen die aus dem Luftfahrzeugb~au übernommenen Luftbremsen dar. 2 ) Die beiden Bremsflächen sind vermutlich ungefähr 0,5 m 2 gross. In diesem Fall würden sie den gesamten Bremswiderstand des Wagens, wenn er mit der bei guter Formgebung erreichbaren Höchstgeschwindigkeit von etwa 480 km/St, fährt, um etwa 20 bis "25% erhöhen. Sinkt die Geschwindigkeit, so nimmt der Anteil der Luftbremskraft am gesamten Bremswiderstand sehr schnell ab. Bei einer Fahrgeschwindigkeit von 300 km/St, beispielsweise beträgt der Anteil der zusätzlichen Luftbremskraft nur noch etwa 10—15% der Gesamtbremskraft; bei Fahrgeschwindigkeiten unter 200 km/St, wird bei diesem Wagen der Anteil unbedeutend. Die in der Fachpresse mehrfach geäusserte Ansicht, dass eine Luftbremse schon bei den für die Autobahnen vorgesehenen Fahrgeschwindigkeiten unentbehrlich sei, beruht auf einem Trugschluss, bei dem Roll- und Bremswiderstand verwechselt werden. Einfluss der Radverkleidung. Bezüglich der Radverkleidung stellt Campbells Karosserie einen Kompromiss dar zwischen einer aerodynamisch guten Formgebung, wie sie Bild 3 zeigt, und den aerodynamisch ganz unzulänglichen Ausführungen mit freiliegenden Rädern, deren hohen Luftwiderstand man gewöhnlich durch stromlinienförmige Blenden oder Schwänze zu verkleinern sucht. Entsprechende Windkanalversuche haben längst einwandfrei festgestellt, dass beim Automobil der Luftwiderstand freiliegender Räder grösser ist als der Luftwiderstand eines dazwischen angeordneten, aerodynamisch gutgeformten Rumpfes, und dass auch hinter den Rädern angebrachte Blenden nur unter ganz bestimmten Umständen eine nennenswerte Verbesserung bedeuten. Dass man trotzdem von einer Verkleidung der Räder immer noch absieht, wird meist damit begründet, dass die Reifenoberfläche während des Rennens kontrolliert werden muss. Diese Bedingung lässt sich indessen auch bei verkleideten Rädern erfüllen, denn schliesslich gibt es durchsichtiges Material, das wenigstens eine gute Beobachtung von aussen ermöglicht. Zudem arbeitet die Reifenindustrie bereits daran, Reifen zu schaffen, die den neuen Renngeschwindigkeiten gewachsen sind. Damit wird die Notwendigkeit der Reifenkontrolle zu einem guten Teile fortfallen. Eine übermässige Erhitzung der eingeschlossenen Räder braucht man nicht zu befürchten, wenn man in der Radverkleidung Düsen anordnet, die sich von vorn nach hinten erweitern und deren Mündung dem Fahrwind entgegensteht (vgl. die Bilder 3, 5, 6, 7). In diesem Fall wird das umlaufende Rad durch den Fahrwind sehr intensiv gekühlt. Konstruktiv lässt sich die Aufgabe, die Räder einzuschliessen, also zweifellos bewältigen. Das gilt auch für die Vorderräder, denn ein Rennwagen kann ja vorn ruhig so breit sein, wie es der Einschlag der Lenkräder erfordert. Allerdings darf man — und das ist ein sehr wesentlicher Punkt — bei einem Einbau der Räder nicht vergessen, dass freiliegende Räder die Stabilität des fahrenden Wagens günstig beeinflussen, eine Tatsache, über deren Gründe man sich selbst in Fachkreisen selten Rechenschaft eibt. Während 2 ) Der Gedanke, Luftbremsen für schnellbewegte Fahrzeuge zu verwenden, geht mindestens auf das Jahr 1919 zurück; damals wurde dem Verfasser gemeinschaftlich mit dem Luftschiffbau Zeppelin für ein Luftbremssegel ein Patent erteilt (DRP. 375602). WIDMANN" nämlich der Umfang des Rades im Berührungspunkt mit dem Boden gegenüber diesem eine Geschwindigkeit von annähernd null hat, läuft der oberste Punkt des Radumfangs mit doppelter Fahrtgeschwindigkeit gegenüber dem Boden (bei Campbells Weltrekordwagen beispielsweise bewegen sich die obersten Punkte des Radumfangs bei voller Fahrtgeschwindigkeit mit etwa 270 m/sek. gegenüber dem Erdboden, sie haben also fast Schallgeschwindigkeit). Während daher die unteren Teile des Rades, weil sie sich relativ zur umgebenden Luft nur langsam bewegen, nur wenig Luftwiderstand verursachen, bedingen die rasch bewegten oberen Teils einen sehr hohen Luftwiderstand. Stabillsationswlrkung offener Rad er. Auf diese Weise entstehen an einem freiliegenden Rennwagenrad, sobald der Wagen fährt, oben und hinten, aber auch seitlich, ausgedehnte Wirbel, die in ihrer Gesamtheit eine gewisse Stabilisierung bewirken. Darin ist es vermutlich zu einem guten Teil begründet, dass die Rennfahrer allgemein — vielleicht unbewusst — freiliegende Räder vorziehen. Denn deren .stabilisierende Wirkung geht verloren, wenn man den Wagen zwecks weitestgehender Herabsetzung des Luftwiderstandes in der Weise verkleidet, dass ein einziger Stromlinienkörper alle Teile des Fahrgestells, auch die Räder, umschliesst. Bei einem solchen Stromlinienkörper lässt sich aber die Stabilisierung leicht durch ein anderes Organ bewirken, nämlich durch einen Rückenkiel am Wagenheck, der den stromlinienförmigen Aufbau fortsetzt. Dieser Rückenkiel, den Campbells Weltrekordwagen in sehr ausgeprägter Form zeigt, ist das einfachste Mittel zur Stabilisierung des Fahrzeugs ohne wesentliche Erhöhung des Luftwiderstandes; er hat eine ähnliche Wirkung wie die freiliegenden Räder, ohne deren Hauptnachteil — den gewaltigen Luftwiderstand — zu besitzen. Natürlich entfaltet ein solcher Rückenkiel seine Wirkung erst, wenn eine (noch scC geringe) Luftseitenkraft — beispielsweise Seitenwind — den Wagen beeinflusst Auch eine (korrigierende) Steuerbewegung des Fahrers kann eine solche Seitenkraft auslösen. Unter diesen Umständen ist es sehr wohl möglich, dass man im Rennwagenbau, um auch bei Geradeausfahrt mit sehr hohen Geschwindigkeiten etwa zur Stabilisierung nötige Seitenkräfte bewirken zu können, früher oder später dazu, übergehen wird, im Anschluss an den Rückenkiel eine bewegliche Ruderfläche anzuordnen, die der Fahrer beispielsweise durch einen zusätzlichen Griff am Handrad, oder etwa mit den Schultern bedienen kann. Ein besonderes Problem stellt bei Stromlinienrennwagen schliesslich noch die Kompensierung der aerodynamischen Auftriebskräfte dar. Bei Campbells Weltrekordwagen ist das in einer horizontalen Kante auslaufende Heck sehr stark hochgezogeD ^ was an sich schon eine Verringerung des Auftrieb.» bedingt. Schädlich sind dagegen im Hinblick auf die Auftriebswirkung die schon erwähnten relativ scharfen Seitenkanten des Wagenrumpfes. Auch in dieser Hinsicht verhält sich die in Bild 3 dargestellte aerodynamisch vollkommene Form wesentlich günstiger. 4 ) Einen Versuch, zu einem aerodynamisch relaÜT *) Wie gross die Auftriebsverringerung durch den Magnus-Effekt der sich drehenden Räder ist, lässt sich mangels geeigneter Messungen heute noch nicht berechnen. Die bei drehenden Zylindern ermittelten Werte sind wegen der nahezu zweidimensionalen Strömung nicht verwendbar. PRESS ÖER SCHW Europas beste Fahrer und Rennwagen in Bern! 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N° 67 — 1935 AUTOMOBIL-REVUE 21 günstig geformten offenen Rennwagen zu kommen, dabei aber von der gewohnten Form — Rumpf mit Radanbauten — nicht allzusehr abzuweichen, zeigt Bild 5. Dabei handelt es sich um ein Fahrgestell mit vorn liegendem Motor und angetriebener Hinterachse. Selbstverständlich .ist dieser Wagen vom aerodynamischen Standpunkt aus längst nicht so günstig wie die in Bild 3 gezeigte 'Form, auch abgesehen davon, dass es sich hier um einen offenen \Vagen handelt. Schliesst man den Wagen — und zwar in der durch Bild 6 veranschaulichten Form —, so wird er in aerodynamischer Beziehung zwar wesentlich günstiger, erreicht aber immer noch nicht die Güte der Form nach. Bild 3. Eine ähnliche Karosserie für einen Heckmotorrennwagen zeigt Bild 7. Dass diese Mitte 1934 ausgeführten Entwürfe bezüglich ihres Luftwiderstandes und demnach bei sonst gleichen Verhältnissen auch im Hinblick auf die Beschleunigung und die ereichbare Höchstgeschwindigkeit den einheitlich durchgebildeten Stromlinienformen nachstehen — selbst wenn deren .Querschnittsfläche sehr viel grösser ist als bei getrennt stromlinig geformten Wagenteilen —, ist keineswegs erstaunlich. Bei sorgfältiger Durchbildung der gesamten Wagenform kann man nämlich sehr leicht auf einen Luftwiderstandsbeiwert von p = 0,12 5 ) (c = 0,24) kommen, während man bei getrennt stromlinig geformten Wagenteilen günstigstenfalls mit 9 — 0,15 (c = 0,30) rechnen kann. Erst bei einer um rund Yi vergrößerten Querschnittsfläche wäre danach die Fonnverbessernng kompensiert. Dabei darf aber nicht übersehen werden, dass in solchen Fällen eine einfache Addition der Teilwiderstände nicht zulässig ist. Derartige < Kombinationskörper > sind besonders t'ann heikel, wenn sich in der Nachbarschaft aerodynamisch gut geformter Körper mit an sich niedrigem Beiwert andere befinden, die einen hohen Beiwert haben. In solchen Fällen tritt eine gegenseitige Beeinflussung ein, die den Gesamtwiderstand unverhältnismässig stark erhöht. Gerade die im Horlzontals'chnitt stromlinienförmigen Rümpfe mit 5 ) Vg. ATZ. 1934, Heft i, S. 88. relativ nahe seitlich davon angeordneten Rädern stellen sehr ungünstige Kombinationskörper dar, zumal die Vorderräder im Bereich der nahe dem Bug des Rumpfes beschleunigten und mit einer starken Seitenkomponente behafteten Luftströmung liegen. Trotzdem werden gerade diese Wagenformen heute allgemein mit dem schmückenden Beiwort « stromlinienförmig » versehen, obwohl sie sich von älteren Modellen (beispielsweise Walb-Benz, Aga, Djeladin, usw.) nur wenig unterscheiden. Der von v. König-Fachsenfeld entworfene, von Brauchitsch 1932 auf der Avus gefahrene Mercedes- Benz-Rennwagen gehört ebenfalls zu dieser Klasse; es gibt keine Möglichkeit, optimale Widers tands werte zu erhalten, solange freiliegende Räder vorhanden sind. Auch aus dem Klein-Rennwagen ist selbst bei extremem Leichtbau ohne einen die Räder mitüberdeckenden Stromlinienkörper nicht das äusserste herauszuholen. In der deutschen Fachpresse ist Anfang 1935 ein Klein-Rennwagen — Form wie oben erwähnt: Spindelrumpf zwischen freiliegenden Rädern — mehrfach abgebildet und besprochen worden. Dabei wurde eine Spitzengeschwindigkeit von 200 km/St, bei einer Motorleistung von 40 bis 50 PS genannt. Eine einfache Rechnung ergibt jedoch, dass allein zur Ueberwindung des Luftwiderstandes der unverkleideten Räder — Rumpf und Fahrgestell als nicht vorhanden angenommen! — bei 200 km/St, schon rund 40 PS zur Verfügung stehen müssen, während der ganze Klein-Rennwagen bei freiliegenden Rädern für die genannte Spitzengeschwindigkeit je nach der Ausbildung der übrigen Teile 55 bis 70 PS erfordert. Dagegen wurde sich diese Geschwindigkeit mit einem einheitlich gestalteten, auch die Räder überdeckenden Stromlinienkörper tatsächlich mit einer Motorleistung von 40 bis 50 FS erreichen lassen. Dass die Rennwagen bauenden Fabriken diese Tatsache nicht längst nutzbar gemacht haben, ist eine der vielen Merkwürdigkeiten in der Entwicklungsgeschichte des Stromlinienwagens. Wozu Rennwagen? Beispiele aus dem modernen Rennwagenbau. Ein Grossteil der Bevölkerung steht den Motorfahrzeug-Rennen heute noch ohne jedes Verständnis gegenüber. Er erblickt in ihnen nur den Ausdruck einer überspannten Rekordsucht, ein leichtsinniges Spiel auf Leben und Tod, ein Buhlen um Berühmtheit oder ein billiges Streben nach materiellem Gewinn. Dabei liegen gerade solche Absichten dem modernen Rennsport ferner denn je. Der Rennbetrieb einzelner Autofabriken verschlingt heute Hunderttausende von Franken, die auch durclj anhaltende Siege nie mehr eingebracht werden können und die als Propaganda - Ausgaben niemals gerechtfertigt wären. Die wenigen Fahrer, die sich heute noch •privat an Rennen beteiligen, legen ebenfalls in der Regel noch gewaltig drauf. Ganz ausgesprochen sind deshalb die Rennen der letzten Jahre zu Pioniertaten geworden. Sie haben einzig und ausschliesslich den Zweck, die Entwicklung des Automobilbaues zu fördern, ein Unternehmen, dessen Früchte früher oder später unfehlbar auch wieder dem gewöhnlichen Sterblichen zugute kommen. Seit jeher war der Rennwagen der Schrittmacher des Gebrauchswagens. Und so ist es auch heute noch. Man wird dem entgegenhalten, dass Geschwindigkeiten von über 3O0 km/St., wie sie die Rennwagen erreichen, für den Gebrauchswagen doch nie in Frage kommen können. Das mag an sich zutreffen, obwohl man früher auch nie an die Möglichkeit der Reisedurchschnitte von 130 bis 150 km/St, geglaubt hätte, wie sie durch die modernen Spezialautostrassen in den Bereich" der Verwirklichung gerückt worden sind. Die Geschwindigkeit stellt aber gar nicht den Endzweck, sondern nur das Mittel dar, um die Güte der Konstruktion einer Feuerprobe zu unterwerfen. Von den Bauarten und Bauorganen, die sich bei den Spitzengeschwindigkeiten der modernen Rennwagen bewähren, kann man mit Bestimmtheit annehmen, dass sie auch den weit kleineren Anforderungen des Alltagsbetriebes vielfach gewachsen sind. Käme es nur auf die reine Höchstgeschwindigkeit an, so könnte man sich damit begnügen, die Motoren lediglich durch Prüfbank-Versuche auf die gewünschte grössere Leistung zu bringen. Ein solches Verfahren wäre aber ganz einseitig. Da es nicht nur die Motoren, sondern ebenfalls das Fahrwerk, die Bremsen, das Getriebe usw. auf einen einheitlichen Entwicklungsstand zu bringen gilt, ist man unbedingt auf die Strassenversuche angewiesen. Keine noch so sinnreich ausgedachte Prüfungsapparatur wäre imstande, die unendlich vielseitigen Beanspruchungen zu reproduzieren, wie sie die Fahrt auf der Strasse oder auch nur auf der Rennbahn mit sich bringt. Die technische Entwicklungsarbeit besteht fast immer zum grössten Teil aus dem Provozieren und mühseligen Sammeln und Zusammentragen von Erfahrungen. Fortsetzung Seite 24. Unabhängige Vorderrad- Aufhängung Kurvenstabilisator Duo-hydraulische Servo- Bremsen Zentralpunkt-Steuerung Ganzstahl-Dach aus einem Stuck Zugfrei» Fisher-Ventilatim Original-Synchrongetriebe, vollständig geräuschlos Die eleganten Fisher- Karosserien. 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