Mercedes inaugura le nuove gallerie del vento climatiche

Dai tropici all’artico dentro un bunker
Mercedes-Benz ha inaugurato due nuove gallerie del vento climatiche a Sindelfingen, capaci di riprodurre al proprio interno le situazioni climatiche più estreme. Temperature comprese tra i -40 °C ai +60 °C, uragani con venti fino a 265 km/h, acquazzoni tropicali e violente tempeste di neve fanno parte del repertorio attualmente a disposizione degli ingegneri di ricerca. Le nuove gallerie del vento climatiche permettono agli ingegneri di velocizzare i processi di ottimizzazione di veicoli o componenti già in fase di sviluppo a tutte le condizioni atmosferiche. In futuro, si arriverà alle reali prove su strada, nel gelo artico o nel caldo del deserto, con prototipi ad un livello di sviluppo avanzato, preventivamente sottoposti a test intensivi nelle condizioni climatiche più estreme, consentendo di raggiungere standard qualitativi di livello superiore.

La perfezione dei test automobilistici Mercedes
Una delle due gallerie climatiche è stata concepita come ‘galleria a freddo’, con un’escursione termica che va da dai -40 ai +40°C. Nella ‘galleria a caldo’ invece l’escursione termica disponibile va da -10 a +60°C. Entrambe le gallerie dispongono di un banco di prova a due assi integrato e permettono velocità fino a 265 km/h, sufficiente ad accogliere sui propri rulli persino le vetture sportive.
Le nuove gallerie climatiche sostituiscono sia la galleria a freddo finora utilizzata, che consentiva di raggiungere temperature fino a -20 °C con velocità fino a 64 km/h, che quella a caldo, con un valore termico limite di +40 °C e 100 km/h di velocità massima.
Il Dott. Thomas Weber, membro del Board di Daimler AG e Responsabile Group Research eMercedes-Benz Cars Developmentsi ha dichiarato: “Temperature tanto basse quanto quelle necessarie per le prove dei nostri veicoli non vengono talvolta raggiunte nemmeno nelle regioni artiche della Svezia. Allo stesso modo, non possiamo confidare nemmeno nella famigerata Valle della Morte statunitense per le elevate temperature estive necessarie alle nostre esigenze. Nelle nostre due nuove gallerie climatiche possiamo ricreare qualsiasi condizione climatica in qualsiasi giorno dell’anno, ogni qual volta se ne presenti la necessità. E possiamo farlo con valori di tolleranza minimi, così da poter rilevare in qualsiasi momento le misurazioni, cosa che, all’aperto, non è sempre possibile”.
Ulrich Mellinghoff, Responsabile Mercedes Safety Development, ha infine aggiunto: “Le nuove gallerie climatiche non vanno a sostituire le prove su strada, ma le possono ridurre, permettendoci di affrontarle con una preparazione maggiore. Nella galleria climatica possiamo ad esempio escludere le varianti che non darebbero l’effetto sperato per la schermatura del motore da una gamma di 20 paratie, andando poi a condurre le prove tradizionali sulle due o tre varianti più promettenti.  In questo modo evitiamo innanzitutto una grande quantità di prove su strada e i nostri prototipi raggiungono un livello di sviluppo più elevato. Ciò significa che possiamo raggiungere in anticipo i nostri obiettivi”.

Pronte i sistemi di propulsione alternativa del futuro
Un ulteriore vantaggio delle nuove gallerie climatiche è dato dal fatto che possono accogliere propulsori ad idrogeno, prestandosi quindi ad essere utilizzate per tutti i sistemi di propulsioni del futuro. Grazie a speciali sensori ed ad un efficiente sistema di aspirazione anche i veicoli equipaggiati con celle combustibili possono, infatti, essere sottoposti ai consueti ed intensivi cicli di test.
In ciascuna galleria potenti motori elettrici azionano quattro rulli ad elevata precisione di quasi due metri di diametro che rendono possibile la simulazione del fondo stradale. Possono dunque essere testate, in condizioni realistiche, anche le vetture a trazione integrale. Le nuove gallerie del vento climatiche sono inoltre progettate in modo da essere utilizzate per un’ampia gamma di vetture e veicoli, da smart a Sprinter.

Dalla brezza all’uragano
Una regola generale: i veicoli ed i componenti vengono sempre testati in condizioni realistiche, in presenza di correnti d’aria, indipendentemente dal profilo del percorso. A questo provvedono le due potenti gallerie del vento, presenti in ciascuna delle due strutture di prova. Le turbine sono in grado di produrre qualsiasi tipo di vento di marcia, dall’uragano alla leggera brezza. Un esempio estremo è costituito dalla possibilità di riprodurre tempeste di neve con venti che soffiano fino a 200 km/h. Già a 100 km/h un essere umano necessita di un appiglio per mantenere la posizione eretta.
Va da sé come anche la velocità del vento sia regolabile. Ciò è reso possibile da un ventilatore a velocità variabile, oltre che da bocchette a sezione modulabile. Una regola empirica: minore la sezione trasversale della bocchetta, maggiori le velocità raggiungibili. Per le prove sulle vetture si utilizza di solito una sezione trasversale di 8 metri quadrati, per veicoli come Sprinter questa raggiunge i dodici metri quadrati. Per Mercedes-Benz SLS AMG ed altre vetture sportive gli ingegneri di ricerca optano per un’apertura ridotta a sette metri quadrati.
La sensibilità nella regolazione delle condizioni meteorologiche è resa possibile dalla possibilità di impostare l’umidità nelle due gallerie su un valore compreso tra il 5% ed il 95%, caratteristica che va a sommarsi alla possibilità di regolazione della velocità del vento. Le altre specifiche delle due gallerie differiscono, per soddisfare tutte le possibile necessità degli ingegneri.

Gelo artico e bufere di neve nella galleria a freddo
La gamma di temperature possibili nella galleria a freddo va da -40 a +40 °C e riproduce quindi la maggior parte delle condizioni climatiche, garantendo così un buon margine in condizioni di impiego reali. Con temperature superiori a 0 °C si possono riprodurre precipitazioni piovose pari a 80 litri orari per m2. Con temperature inferiori a 0 °C è invece possibile riprodurre le più forti tormente, con fiocchi che si muovono vorticosamente intorno al veicolo alla velocità di 200 km/h.
Un aspetto critico della galleria a freddo è rappresentato dal processo di sghiacciamento. Durante questa procedura il sistema di riscaldamento deve sciogliere nel minor tempo possibile il ghiaccio presente sui cristalli di veicoli esposti a temperature rigidissime. Una videocamera documenta scrupolosamente la procedura di sghiacciamento.
La galleria a freddo è inoltre dotata di apparecchiature utilizzate per la simulazione dell’accumulo di sporco. Durante questa procedura il veicolo viene cosparso con un liquido visibile agli ultravioletti, rendendo così possibile l’individuazione di eventuali punti deboli attraverso i dati audio e video raccolti automaticamente durante ciascun test.

Simulazione del calore del deserto nella galleria a caldo
Nella galleria a caldo si possono raggiungere temperature comprese tra -10 e +60 °C. È inoltre presente un simulatore di luce solare.
Le sue 32 lampadine forniscono una gamma di radiazioni pari a quella della luce solare. La potenza delle radiazioni emesse dalla sua superficie di 8 metri per 2,5 è compresa tra 200 e 1200 W/m2. Per quanto riguarda il valore massimo, in natura se ne trovano di paragonabili soltanto prendendo in considerazione alcuni dei luoghi più caldi della terra: la Valle della Morte statunitense, ad esempio, o alcune particolari località desertiche. Persino in quei luoghi questi valori vengono rilevati soltanto durante le ore più calde, con sole allo zenith e temperature superiori a 50 C°. Nella nuova galleria a caldo Mercedes-Benz è possibile inoltre ribaltare lateralmente l’intero dispositivo di simulazione solare fino a 5° all’orizzonte. Diventa così possibile riprodurre il comportamento naturale del sole durante l’arco di un’intera giornata o condurre test conclusivi con forti illuminazioni laterali. Il programma di ricerca prevede inoltre repentini sbalzi di luminosità e temperatura, simili a quelli causati dalla comparsa di nubi o dalla percorrenza di gallerie. Sottili filtri a reticella, fatti scorrere davanti alle lampade, simulano l’azione delle nuvole, mentre la discesa di pannelli permette di riprodurre l’improvviso cambiamento della luminosità che si verifica all’ingresso in un tunnel.
La possibilità di simulazione del riscaldamento del fondo stradale costituisce un ulteriore strumento a disposizione dei ricercatori. Ribattezzata “Hot Road”, può essere regolata su valori compresi tra 50 e 70 °C. La sua funzione è quella di simulare il calore rilasciato dal fondo stradale durante la stagione estiva e di permettere la raccolta di dati che si avvicinino il più possibile a quelli che si riscontrerebbero in natura.

Test su strada più efficaci in tutto il mondo
I risultati delle gallerie climatiche devono essere confermati dalle prove su strada effettuate nelle condizioni climatiche più estreme al mondo, si tratti del deserto del Dubai o della Namibia, del caldo della Valle della Morte, del freddo e della neve della Svezia settentrionale, del caldo e dell’umidità della giungla tropicale. Ma non devono più essere effettuati così in anticipo, servendo da ulteriore conferma dei dati precedentemente raccolti. Da qui ulteriori vantaggi quali, da un lato la minore necessità che gli ingegneri si rechino con i prototipi in zone così remote della Terra e, dall’altro, la riduzione del numero di chilometri di test necessari. Tutto ciò si traduce a sua volta in un miglior bilancio ecologico per ciascun veicolo.

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