Aerodynamiczne innowacje Porsche 911 Turbo S

Nowe Porsche 911 Turbo S: konfiguracja aerodynamiczna idealnie dopasowana do każdej sytuacji na drodze

Najmocniejsze, najbardziej dynamiczne i wygodniejsze niż kiedykolwiek: najnowsze 911 Turbo S ustanawia nowe standardy w wielu obszarach. Dotyczy to także adaptacyjnej aerodynamiki, którą na potrzeby flagowego wydania 911 Porsche po raz kolejny udoskonaliło. Obecnie aktywna aerodynamika (PAA – Porsche Active Aerodynamics) jeszcze precyzyjniej dostosowuje charakterystykę aerodynamiczną samochodu do sytuacji na drodze, prędkości oraz wybranego trybu jazdy. PAA świętowała swój globalny debiut w poprzedniej generacji 911 Turbo, wprowadzonej na rynek w 2014 r. Aktywnymi elementami aerodynamicznymi dysponują teraz wszystkie linie modelowe – od 718 aż po modele Panamera i Taycan.

Żaden inny samochód sportowy nie reaguje na różne sytuacje z taką elastycznością aerodynamiczną jak nowe 911 Turbo S. Jako inżynierowie do spraw aerodynamiki zwykle mamy do czynienia z dylematem: dla rozwinięcia wysokiej prędkości maksymalnej i uzyskania niskiego zużycia paliwa korzystny jest niski współczynnik oporu powietrza, a dla dynamiki jazdy – wysoka siła docisku. To jednak cechy, które są ze sobą sprzeczne” – wyjaśnia dr Thomas Wiegand, dyrektor Porsche ds. rozwoju aerodynamiki. „PAA rozwiązuje konflikty między tymi interesami. Kompleksowa rozbudowa inteligentnego systemu w 911 Turbo S pozwala na uzyskanie znacznie większej rozpiętości pomiędzy konfiguracjami aerodynamiki, z myślą o uzyskaniu optymalnej dynamiki jazdy i minimalnego oporu. Co więcej, komponenty aerodynamiki odznaczają się większym potencjałem, jeśli chodzi o wspieranie specyficznych wymagań w zakresie dynamiki jazdy – w każdej sytuacji na drodze”.

Nowością są aktywne klapy powietrza chłodzącego. W efekcie, w połączeniu z ruchomą krawędzią przedniego spojlera oraz wysuwanym i pochylanym tylnym skrzydłem, nowy topowy model dysponuje trzema elementami aktywnej aerodynamiki. Prócz podstawowych konfiguracji aerodynamicznych 911 Turbo – PAA Speed (prędkość) i PAA Performance (osiągi/wydajność) – dodatkowo pozwala to na realizację konfiguracji Eco.

PAA wzbogacono również o funkcję trybu Wet, która przesuwa równowagę aerodynamiczną w kierunku tylnej osi celem uzyskania większej stabilności jazdy w warunkach mokrej nawierzchni, a także o funkcję hamulca powietrznego, która zwiększa opór i siłę docisku w przypadku pełnego hamowania z wysokiej prędkości. Rezultat: krótsza droga hamowania oraz większa stabilność jazdy. PAA reaguje też na zmieniony przepływu powietrza wokół pojazdu, gdy otwarty jest odsuwany lub rozkładany dach. Oznacza to, że łącznie istnieje osiem różnych konfiguracji aerodynamicznych, a każdą z nich opisuje określona kombinacja aktywnych komponentów.

Udoskonalenia przeprowadzono nie tylko z myślą o przystosowaniu aerodynamiki do specyficznych wymagań podczas jazdy, ale także w odniesieniu do samych właściwości aerodynamicznych: nowo zaprojektowane przedni spojler i tylne skrzydło pozwoliły zwiększyć docisk o 15%, zapewniając lepszą stabilność oraz dynamikę jazdy przy wyższych prędkości. Maksymalna siła docisku w pozycji Performance (włączony tryb Sport Plus) wynosi teraz około 170 kg.

Współczynnik oporu powietrza (Cd) 911 Turbo S zmienia się w zależności od konfiguracji aerodynamiki. Ta najbardziej efektywna, z minimalną wartością Cd równą 0,33, jest osiągana przy zamkniętych klapach oraz złożonych spojlerach (przednim i tylnym).

Klapy powietrza chłodzącego: płynna regulacja
Nowo opracowane, ruchome klapy powietrza chłodzącego pozwalają na zmniejszenie oporu jazdy, a tym samym – na ograniczenie zużycia paliwa. Klapy znajdują się w prawym i lewym wlocie powietrza przedniego zderzaka. Są bezstopniowo regulowane i kontrolują dopływ powietrza chłodzącego do chłodnic.

Za uzyskanie stanu równowagi pomiędzy aktualnym zapotrzebowaniem na chłodzenie, ilością prądu wymaganą do obsługi chłodnicy i korzyściami aerodynamicznymi wynikającymi z ustawieniami klap odpowiada inteligentny system zarządzania energią. W rezultacie od prędkości jazdy 70 km/h klapy powietrza chłodzącego są zamknięte na tyle, na ile to tylko możliwe. Daje to korzyści w zakresie zużycia paliwa podczas codziennej jazdy.

Od prędkości 150 km/h wzwyż klapy liniowo się otwierają z myślą o uzyskaniu optymalnej równowagi aerodynamicznej przy wysokich prędkościach. Priorytetem jest tu także dynamika jazdy – z tego względu klapy powietrza chłodzącego są otwierane po włączeniu trybów Sport, Sport Plus lub Wet oraz gdy kierowca wyłączy system Porsche Stability Management (PSM) lub wciśnie przycisk spojlera.

Przedni spojler: pneumatyczna regulacja poszczególnych segmentów
Także aktywny przedni spojler 911 Turbo został poddany znacznej modernizacji. W stosunku do poprzednika wzrosła jego efektywna powierzchnia aerodynamiczna, a wydłużanie lub chowanie następuje teraz szybciej i przy niższym ciśnieniu. Trzy segmenty są osobno regulowane za pomocą siłowników. Dwa zewnętrzne siłowniki zawsze działają synchronicznie. Przedni spojler wykonano z elastycznego tworzywa sztucznego (elastomeru), dlatego środkowy segment może być złożony lub wysunięty, gdy zewnętrzne są już wysunięte. W sumie przewidziano kilka możliwości jego regulacji:
• W pozycji podstawowej spojler jest całkowicie schowany i przyjmuje swoją pozycję dzięki wstępnemu obciążeniu elastomeru oraz magnesom w podwoziu 911 Turbo S.
• W pozycji Speed wysunięte zostają tylko dwa zewnętrzne segmenty. Efekt: więcej powietrza przepływa wokół nadwozia, a unoszenie przedniej osi zostaje ograniczone.
• W pozycji Performance wysunięte są wszystkie trzy segmenty. Pozycja ta zapewnia aerodynamikę zorientowaną na osiągi przy maksymalnej możliwej sile docisku przedniej osi. W tej pozycji widoczne jest logo „911 turbo S” wytłoczone pośrodku spojlera.
Jednostka sterująca i sprężarka zostały zamontowane z boku bagażnika. Ponieważ moduł pneumatyczny ma bardziej kompaktowe gabaryty niż w poprzedniku, bagażnik oferuje pojemność większą o 3 l. Ruchomy przedni spojler zwiększa również kąt natarcia, poprawiając użyteczność na co dzień: w pozycji podstawowej prześwit jest większy, dlatego nadaje się ona do przeprowadzania manewrów parkowania lub przejeżdżania progów zwalniających.

Tylne skrzydło: teraz z jeszcze większą liczbą funkcji
Tylne skrzydło – wizytówka Turbo – ma lekką konstrukcję. Waży o 440 gramów mniej niż jego odpowiednik w poprzedniku, ale jego efektywny obszar jest o 8% większy. Podstawę skrzydła stanowi piankowy rdzeń z kutymi wstawkami. Struktura skrzydła składa się z górnej strony z dwiema warstwami z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym (dwuosiowa tkanina CFRP) oraz z dolnej strony, z jedną warstwą tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (trójosiowa tkanina GFRP). Elektryczna regulacja skrzydła – które może być rozkładane i pochylane – odbywa się przede wszystkim w zależności od prędkości i wybranego trybu jazdy.

Zależnie od trybu jazdy poza znanymi pozycjami Speed i Performance dostępne są pozycje dodatkowe:
• Pozycja Eco ze złożonym skrzydłem jest teraz dostępna w dużym zakresie prędkości – pojazd stawia wówczas minimalny opór.
• Pozycja Performance II o zmniejszonym kącie natarcia, dla prędkości powyżej 260 km/h, zmniejsza opór i ogranicza obciążenie opon tylnej osi, co pozwala uniknąć wzrostu ciśnienia w oponach. W rezultacie ogumienie ma duży potencjał w zakresie dynamiki wzdłużnej i poprzecznej, pod kątem osiągów oraz szczególnie sportowej eksploatacji pojazdu, np. na torach wyścigowych. Odpowiednie dostosowanie ciśnienia w oponach korzystnie wpływa również na codzienne użytkowanie i komfort jazdy.
• W kolejnej nowej pozycji – Wet – skrzydło jest znacznie wysunięte, ale nie pochylone. Po wybraniu trybu Wet, w połączeniu z całkowicie schowanym przednim spojlerem, równowaga aerodynamiczna zostaje przesunięta w kierunku tylnej osi. Rezultatem jest większa stabilność tylnej części samochodu oraz wzrost stabilności jazdy, co zapewnia wyższy poziom bezpieczeństwa na mokrych nawierzchniach.

Nowe funkcje: tryb Wet i hamulec powietrzny
Nowy tryb Wet kładzie nacisk na stabilność jazdy w warunkach mokrej nawierzchni. Jeśli na podstawie rozpylonej cieczy czujniki, standardowo montowane w przednich nadkolach, wykryją istotnie mokrą nawierzchnię, w zestawie wskaźników pojawi się odpowiedni komunikat. Następnie kierowca może samodzielnie włączyć tryb Wet za pomocą obrotowego przełącznika na kierownicy. Oprócz opisanego wyżej dostosowania elementów aerodynamicznych również wszystkie odpowiednie układy sterowania samochodu zostają ustawione z myślą o uzyskaniu maksymalnej stabilności prowadzenia.

Kolejna nowa funkcja to hamulec powietrzny, aktywowany automatycznie w przypadku pełnego hamowania z wysokich prędkości prędkościach. Przedni spojler i tylne skrzydło zajmują wówczas pozycję Performance. Większy opór i zwiększony docisk mogą skrócić drogę hamowania. Poprawia się także stabilność podczas hamowania.

Strategia sterowania: szeroka rozpiętość aerodynamiki
Konfiguracje w skrócie:

Strategia sterowania PAA w przypadku wciśnięcia przycisku spojlera jest taka sama jak w trybie Sport Plus.

Oprócz opisanych pozycji bazowych PAA reaguje również na otwarcie odsuwanego lub rozkładanego dachu. Wyróżnia się zatem siedem pozycji tylnego skrzydła. W konfiguracjach dla poszczególnych pozycji uwzględniane są także różne warianty wyposażenia.

Ponadto strategia sterowania pozwala określić, czy samochód jest w wersji Coupé, czy Cabriolet, i czy z przodu i z tyłu zamontowano elementy pakietu Sport Design o odmiennych konturach nadwozia.

Aerodynamiczne innowacje Porsche
Porsche konsekwentnie, z pokolenia na pokolenie, ulepsza aerodynamikę 911. Co więcej, producent sportowych samochodów w wielu przypadkach nadawał i nadaje tempo w dziedzinie aerodynamiki. Oto jego najważniejsze osiągnięcia:
• Już w 1971 r., w 911 S, Porsche zamontowało pierwszy przedni spojler. Przyspieszyło to przepływ powietrza pod pojazdem i pozwoliło poprowadzić część strumienia po bokach, ograniczając w ten sposób zjawisko unoszenia przedniej osi.
• Rok 1972 przyniósł kamień milowy w rozwoju aerodynamiki – model Carrera RS 2.7, zbudowany z myślą o sporcie motorowym, był wyposażony nie tylko w nisko poprowadzony przedni zderzak, ale także w charakterystyczny spojler nad tylną pokrywą, legendarny „kaczy kuper”.
• W 1975 r. swoją premierę świętowało pierwsze 911 Turbo, którego wyróżnikiem był zamontowany na stałe duży tylny spojler z czarną powłoką wykonaną z poliuretanu (PU).
• W 1989 r. zadebiutował pierwszy model z elektrycznie wysuwanym tylnym spojlerem – 911 Carrera 4 z serii 964. Był to pierwszy krok w kierunku adaptacyjnej aerodynamiki.
• W 2014 r. Porsche zaprezentowało 911 Turbo z adaptacyjną aerodynamiką. Jego przedni i tylny spojler były wysuwane w zależności od prędkości oraz wybranego trybu jazdy.

Artur Jakubczak