Bessere Aerodynamik – Bugatti Bolide mit Dimple Airscoop

Mit dem Bugatti Bolide stellte der französische Luxusautomobilhersteller vor einigen Wochen ein extremes technologisches Konzept vor. Ein nur um den ikonischen 8,0-Liter-W16 herum entwickeltes Fahrzeug mit 1.850 PS und 1.240 Kilogramm. Das sorgt für ein unglaubliches Leistungsgewicht von 0,67 kg/PS, eine Höchstgeschwindigkeit von weit über 500 km/h, perfektes Handling und maximale Agilität.

Bugatti Bolide mit Dimple Airscoop

Der Hypersportwagen steckt zudem voller technologischer Innovationen. Eine davon: die Dimple Airscoop. Eine neue Technologie, die vor wenigen Wochen Nils Ballerstein als Schutzanmeldung beim Patentamt einreichte. Seit Anfang 2020 entwickelte der Ingenieur als Doktorand im Bereich Neue Technologien bei Bugatti diese spezielle morphbare Außenhaut, die erstmals beim Bugatti Bolide Einsatz findet. Die Idee für seine Erfindung kam ihm 2019 bei seiner Masterarbeit. Der junge Ingenieur forschte bei Bugatti an neuen 3D-Druck Bremssätteln aus Titan, die im Inneren mit Wasser durchströmt und dadurch gekühlt werden. Um den Wärmeübergang zu verbessern und damit Wärme schneller gezielt abzuleiten, verwendet er ein Dimple-Muster im Inneren der Kanäle. Ähnlich einem Golfball produzieren die runden Dellen in der Grenzschicht Turbulenzen. Folge: Die Flüssigkeit durchmischt sich besser in den Kanälen – die Temperatur im Bremssattel sinkt. „Die Ergebnisse der Oberflächenmuster haben mich positiv überrascht. Daraufhin habe ich mir überlegt, ob sich dieser Effekt auch mit umströmender Luft wiederholen lässt“, erzählt Ballerstein.

Effekt wie bei einem Golfball

Den Effekt kennen auch Nicht-Wissenschaftler vom Golfball: Seine Dimple minimieren den Luftwiderstand so stark, dass er bei gleicher Abschlagskraft rund doppelt so weit fliegt, wie ein gleicher Golfball ohne. Grund auch hier: Dank der Dimple entstehen an der Oberfläche des Golfballs Turbulenzen, so dass die Luft besser an der Oberfläche anhaftet, wodurch die Wirbelströmung im Windschatten des Balls und damit der Widerstand verringert wird.

Nils Ballerstein simuliert Testkörper mit Dimple-Mustern, um Fakten für seine Idee zu schaffen. Nach der Masterarbeit bleibt er bei Bugatti, promoviert gleichzeitig am Institut für Flugzeugbau und Leichtbau der TU Braunschweig. In dem Projekt Bolide sieht er ein ideales Fahrzeug, um seine Idee weiter voranzutreiben. „Alles am Bolide ist außergewöhnlich und extrem. Mit den Dimple wird die schon hervorragende Aerodynamik nochmals verbessert, wodurch sich Agilität und Effizienz steigern“, erklärt Frank Götzke, Leiter Vorentwicklung und neue Technologien bei Bugatti.

Eine Weltneuheit wird die variable und morphbare Außenhaut der Ansaughutze auf dem Dach. Diese bietet eine aktive Strömungsoptimierung: Bei langsamer Fahrt bleibt die Oberfläche der Hutze glatt, bei schneller Fahrt wölbt sich ein Feld von Dimple aus. Die 60 einzelnen Elemente fahren geschwindigkeitsabhängig variabel bis zu 10 Millimeter aus – wenn es für den Fahrzustand vorteilhaft ist. Ab etwa 80 km/h ist der Luftwiderstand der dominierende Fahrwiderstand, ab etwa 120 km/h verbessern die Dimple die Aerodynamik des Fahrzeugs nennenswert und reduzieren so dessen Fahrwiderstand. Das Muster bewirkt dann wie beim Golfball eine turbulentere Grenzschicht, wodurch die umströmende Luft länger der Oberfläche anhaftet und sich erst später ablöst. Dadurch verkleinern sich Ablösungen und Rezirkulationsgebiete, so dass der c_W-Wert der Fahrzeuge sinkt. Um schnell auf Geschwindigkeitswechsel zu reagieren, fahren die Dimple, wie beispielsweise auch der aktive Heckflügel von Veyron und Chiron, innerhalb von Zehntelsekunden sehr schnell aus und wieder ein.

Zehn Prozent weniger Widerstand

Das Ergebnis: Mit den Dimple reduziert sich der Luftwiderstand der Hutze um 10 Prozent und sorgt für einen um 17 Prozent geringeren Auftrieb⁴, zudem wird die Anströmung des hinteren Flügels optimiert; bei 320 km/h liegt der Abtrieb am hinteren Flügel bei 1.800 Kilogramm und am vorderen bei 800 Kilogramm⁴. Weiterer Vorteil: Mit dem niedrigeren Luftwiderstand sinkt auch der Kraftstoff- oder Energieverbrauch des Fahrzeugs. „Daher hat die neue Technologie eine grundlegende Bedeutung für Fahrzeuge, nicht nur für Bugatti“, erklärt Nils Ballerstein. Mit der Strömungsoptimierung lasse sich bei allen Fahrzeugen Energie sparen. „Wir sind noch in der Entwicklungsphase, aber die bisherigen Tests zeigen, dass die Dimple die Aerodynamik verbessern und damit den Luftwiderstand verringern und so die Effizienz steigern“, erklärt Nils Ballerstein.

„Der Bugatti Bolide bildet unbestritten die absolute Spitze des verbrennungsmotorbasierten Automobilbaus. Neben der einzigartigen Kombination aus 1.850 PS und 1.240 Kilogramm Trockengewicht ist es vor allem die Vielzahl an technischen Innovationen, die das Konzept des rennstreckentauglichen Hypersportwagens ausmachen, und genau für diesen immer wieder beeindruckenden Innovationsgehalt steht Bugatti schon seit mehr als 110 Jahren“, sagt Frank Götzke.

Das war’s natürlich längst noch nicht gewesen!

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