Com seu túnel de vento de mais de 70 anos em Stuttgart-Untertürkheim, a Mercedes-Benz foi a primeira fabricante de automóveis a possuir uma instalação desse tipo. Com o novo túnel de vento aeroacústico instalado no centro de desenvolvimento de Sindelfingen, a empresa mais uma vez se posiciona na vanguarda da pesquisa aerodinâmica.
Demonstrando a confiança da empresa no futuro, a decisão de construir o novo túnel aeroacústico foi tomada em 2008 - em meio a mais severa crise econômica em muitas décadas. A partir da metade de 2013, os técnicos da Mercedes-Benz terão acesso pela primeira vez às instalações necessárias diretamente no centro de desenvolvimento de automóveis de passageiros em Sindelfingen. Juntamente com o túnel climatizado que iniciou operações há dois anos e o novo centro de simulação de direção, ele completa as novas instalações de testes do Centro de Tecnologia da Mercedes-Benz e reforça o potencial de desenvolvimento da marca na Alemanha.
Ventilador: velocidade do ar de até 265 km/h, potência de 5 MW
O novo túnel de vento é configurado segundo o chamado design Göttingen, isto é, o ar é redirecionado para o ventilador após o corredor de medições e reacelerado, o que poupa uma grande quantidade de energia. O ventilador tem nove metros de diâmetro e 18 lâminas que colocam o ar em movimento. O torque máximo do motor elétrico do ventilador, 202.150 Nm, é aproximadamente mil vezes maior que o de um automóvel potente.
Com o vento circulando a 250 km/h, o consumo de eletricidade é de cinco megawatts. Nessas condições, o ventilador roda a 238 rpm e o volume de ar passante é de 2.000 m³ - o equivalente ao interior de três residências familiares - por segundo. A velocidade máxima do vento é 265 km/h.
A temperatura do ar no túnel de vento é mantida entre 23 e 24° C. Para assegurar que as medições são precisas mesmo quando a temperatura externa é baixa, no inverno, o revestimento de concreto é circundado por uma parede externa de isolamento. Durante a operação, o motor do ventilador aquece o ar circulando no interior do túnel. Em condições de temperatura externa mais alta, o ar é refrigerado por um trocador de calor localizado após o ventilador.
Antes que o ar acelerado pelo ventilador atinja o corredor de medição, por meio de um sistema de aberturas cobrindo 28 metros quadrados, ele precisa ser direcionado e suavizado para eliminar turbulências e redemoinhos indesejáveis. Isto é feito por retificadores e telas.
Amplas medidas para isolar ruídos foram tomadas para permitir o uso como túnel acústico, no qual os ruídos internos e externos do veículo podem ser medidos. Mesmo a 140 km/h, o fluxo de ar na área de medições é tão silencioso como um sussurro.
Reta de medições: cinco esteiras transportadoras a até 265 km/h
O elemento central da reta de medições de 19 metros no túnel de vento é o sistema de pesagem e esteiras transportadoras com mesa giratória, pesando cerca de 90 toneladas. O novo túnel de vento tem um sistema de cinco esteiras para simular a movimentação do carro na estrada. Uma pequena esteira corre sob cada roda e uma esteira central com nove metros de comprimento e um metro de largura passa entre as rodas. Todas as cinco correias são sincronizadas com o vento. Assim, até 265 km/h elas simulam exatamente as condições da estrada. A balança de 24 toneladas onde os veículos são posicionados é extremamente sensível. A precisão de pesagem é de algumas gramas. Até mesmo a fiação que liga os instrumentos de medição tem que ser roteada de forma a não introduzir forças estranhas ao sistema. Os valores obtidos com a ajuda da balança aerodinâmica são usados como base para o cálculo dos coeficientes de resistência aerodinâmica, forças laterais e força ascensional em cada eixo, além de movimentos de inclinação longitudinal, rolagem e desvios longitudinais.
O sistema de esteiras transportadoras e balança é integrado numa mesa giratória com 12 metros de diâmetro. Isto permite que os veículos testados possam ser submetidos a um fluxo de ar em ângulo, simulando ventos laterais. A mesa também permite que a troca dos veículos na área de testes seja feita com maior rapidez. Os veículos de teste são preparados em oficinas dentro do prédio do túnel de vento, adjacentes à reta de testes. Uma grande atenção é dispensada à rápida troca dos carros a serem testados, para que o túnel de vento possa ser usado da maneira mais eficiente possível.
Sistema de fixação de instrumentos: medidas precisas mesmo a 265 km/h
O sistema de fixação por meio de travessas suspensas permite que os engenheiros posicionem uma variedade de sensores aerodinâmicos e microfones ao redor do objeto testado com alto grau de precisão, de forma que as medições de pressão, acústicas e de velocidade sejam exatas. O sistema no novo túnel de vento de Sindelfingen tem sete eixos (três de translação para movimentos paralelos e quatro eixos de rotação), permitindo cobrir uma área de medições de 19 x 14 x 5 metros. O peso desse sistema é de 26 toneladas, pois os sensores de medição precisam permanecer em seu lugar exato, sem vibrações, mesmo quando o vento está em sua velocidade máxima.
Além de programas de simulação avançados, agora a Mercedes-Benz possui todas as instalações necessárias para consolidar ainda mais sua posição de liderança em eficiência aerodinâmica e também melhorar o conforto acústico de seus veículos. O Dr. Teddy Woll, chefe do departamento de Aerodinâmica / Túneis de Vento da Daimler AG, explica: "Computadores e túneis de vento são ferramentas muito importantes que complementam umas às outras perfeitamente. Utilizando cálculos de fluxo numéricos, conseguimos examinar fenômenos aerodinâmicos muito complexos e acompanhar até a menor turbulência para descobrir sua fonte. Já no túnel de vento, conseguimos testar um grande número de variações com muita rapidez. Um dia de trabalho no túnel de vento frequentemente leva a grandes melhorias tanto fora como dentro do veículo."
