Die Renaissance des Langhecks
Zusammenfassung
Im Jahr 2015 zeigte Mercedes-Benz eine Aerodynamik Studie mit Boat-Tail-Heck und zitierte damit Vorgänger, die bis fast auf die Anfangszeit der Automobiltechnik zurückgehen. Mittels eines kurzen Exkurses in die Gesetze der Aerodynamik und einem geschichtlichen Rückblick zeigt dieser Artikel, warum Mercedes diesen Weg wählte und was man heute besser umsetzen kann als vor 50 oder 100 Jahren.
Dieser Artikel enthält folgende Kapitel
- Verwendete Fachliteratur:
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Leseprobe (Beginn des Artikels)
Freiherr Reinhard Koenig-Fachsenfeld und Wunibald Kamm, Leiter des FKFS (Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart), waren es, die unabhängig und mehr oder weniger zeitgleich Anfang der dreißiger Jahre herausgefunden hatten, dass „Es nicht darauf ankommt, den Körper hinten ganz spitz zu machen, als darauf, dass er an der Stelle, an der die Ablösung der Strömung erfolgt, einen möglichst kleinen Querschnitt besitzt, und dass bis dorthin sanfte Verjüngung angewandt wird.“ (Quelle: Wunibald Kamm „Das Kraftfahrzeug“, 1936) Die für unser heutiges Ohr etwas umständlich formulierten Anforderungen an eine aerodynamisch optimierte Heckgestaltung sind bei der 2015 auf der IAA gezeigten Concept-Studie von Mercedes-Benz in geradezu wörtlichem Sinn umgesetzt worden. Der Fahrzeugkörper „verjüngt“ sich nach hinten, sprich, die Karosserie wird schmaler und fällt von der Mitte des Körpers nach hinten ab. Und das so stark, dass das Dach für die Fondpassagiere zwei kleine Ausbuchtungen (Double Bubble) bekommen musste.
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Um komplexe Zusammenhänge in einem unsichtbaren Medium zutreffend zu interpretieren, reicht allerdings dieses Halbwissen nur, bis tatsächlich ein Russe vorbeikommt. Dann wird es peinlich..
Ich oute mich hier als Russe: Ich habe am FKFS studiert, war mehr als 10 Jahre mit dem Baron (Reinhard Koenig-Fachsenfeld) im persönlichen Kontakt und habe über sehr viele Jahre tausende von Stunden in Windkanälen zugebracht und dabei Serienfahrzeuge, Le Mans Siegerwagen und Weltrekordfahrzeuge entwickelt. Deshalb juckt es mich, diesen Beitrag zu kommentieren:
Wie kann man nur auf den Pressegag der Daimler Stilistik so abfahren??? Wieder einmal beanspruchen die Stilisten die Deutungshoheit über eine technische Disziplin, die sie fallweise für sich vereinnahmen, um sich als fortschrittlich zu gerieren und formale Gimmicks technisch motivieren zu können. Allerdings gab es das alles schon lange vor der Zeit, als Marketing Leute das Fahrzeug Styling zum geilen Verkaustool erkoren haben.
Dass Länge läuft (wenn man es richtig gemacht hat) ist uralt. Die Wikinger wussten das auch schon. Selbst das Thema Double Bubble gab es im Hause Daimler schon zu einer Zeit, als Gorden Wagener noch im Sandkasten spielte, nämlich am A 2000, der 1981 auf der IAA in Frankfurt vorgestellt wurde. Und schon damals war das Thema nicht mehr neu.
Ich zitiere wörtlich aus dem Beitrag:
Stromlinie, aus der Strömungslehre abgeleiteter Begriff, beschreibt das Verhalten und die Kräfte des Mediums Luft um einen umströmten Körper. Diese Kräfte vulgo der Luftwiderstand - sind umso geringer, je weniger sie an der Oberfläche des Körpers abreißen. Als Ideal hat sich die Tropfenform herausgestellt.
Die Stromlinie beschreibt die Kräfte???? Da gehts aber heftig durcheinander!! Und wenn ich die Kräfte an einem umströmten Körper betrachte, so geht es um viel mehr als um den Luftwiderstand: da gibt es nämlich 3 Kräfte (in X, Y und Z) sowie 3 Momente um diese Achsen.
Manchmal ist es durchaus günstig, wenn sich die Strömung von der Oberfläche ablöst, zum Beispiel, wenn der Reibungswiderstand der Strömung größer ist, als der Druckgewinn aus der Verkleinerung des Nachlaufs, oder wenn die Winkel der Einzüge nicht richtig abgestimmt wurden.
Seit Jaray und Klemperer weiß man, dass der Tropfen in Bodennähe, nämlich da, wo ein Auto fährt, keineswegs der ideale Grundkörper ist. Vulgo: Man sollte halt nur über die Dinge schreiben, die man wirklich verstanden hat und nicht darauf hoffen, dass die Leser noch weniger wissen und so das Halbwissen nicht gleich erkennen..
Rumpler hat noch sehr in 2D gedacht und, wie auf dem Foto gut erkennbar, 2 Grundkörper zusammengefügt, die Einzel aerodynamisch ganz gut sind, aber in der Kombination nicht wirklich als 3 D Gesamtkörper miteinander harmonieren. Trotz des Dach Einzugs kommt es nicht zum sekundären Aufsetzen auf dem Fahrzeugheck. Richtig gemacht fällt der Nachlauf und der Luftwiderstand noch deutlich kleiner aus.
Den Tatra als Langheck zu präsentieren irritiert mich schon: Es ist ein Heckmotorfahrzeug und seine Länge überschreitet nicht den erforderlichen Bauraum für den V 8 Heckmotor mit Getriebe. Weil der hintere Überhang dennoch zu kurz ist, um wirklich aerodynamische günstige Einzüge zu realisieren, resultiert daraus ein viel zu steiler, horizontaler Einzug, mit der Folge eines schlechten Cw-Wertes (durch den abrupten Druckanstieg über der Heckfläche) und einem recht hohen Hinterachsauftriebsbeiwert (bedingt durch die Abwindiduktion). Den selben Fehler hat Porsche am VW Käfer auch gemacht, nur noch krasser. Der Einzug ist noch steiler es war ja auch nur ein 4 Zylinder Boxer unterzubringen- folglich ist der Cw-Wert noch viel schlechter und der Hinterachsauftriebsbeiwert noch höher. Bekanntlich kann man den Cw-Wert des Käfers signifikant verbessern, wenn man die Strömung an der Heckfenster Oberkante gezielt ablöst.
Die Aussage des Autors : Diese Kräfte vulgo der Luftwiderstand - sind umso geringer, je weniger sie an der Oberfläche des Körpers abreißen ist folglich schlicht falsch.
Dass Porsche überall nur geklaut hat ist auch nicht wirklich neu. Dass der 1920er Bugatti, den Porsche inspiziert, als Fotomotiv ganz nett ist, aber mit seinem Grundkörper in Form eines Torpedos auf ein freistehendes, stark zerklüftetes Fahrwerk aufgesetzt sich in keiner Beziehung aerodynamisch bespielhaft war, sollte selbst Porsche verstanden haben
Immerhin hat der Autor wahrgenommen, dass die in der Daimler Pressemappe genannte Cw-Wert Absenkung um satte 24 % (die ich gerne verifizieren würde, denn Papier ist bekanntlich sehr geduldig. Ich glaube aber kaum, dass mir die Daimler Stilistik eine Chance dazu geben wird!!) bei weitem nicht der Heckverlängerung um knappe 40 cm zuzuschreiben ist. Die dürfte netto mit bestenfalls 4-5 % beteiligt sein. Der kleine Rest kommt dann aus reduzierter, oder gar unterbundener Kühlluftdurchströmung, der geschwindigkeitsabhängigen Fahrzeugabsenkung und weiteren Gimmicks, die im Detail lieber nicht so genannt benannt werden um die Glaubwürdigkeit der jeweiligen Maßnahme hinsichtlich der Alltagstauglichkeit nicht vollends zu zerstören.
Schon 1996 gab es eine Fahrzeugstudie bei Daimler, die den Cw-Wert von 0,19 erreicht hat. Folglich gab es für die 2015 Studie keinen Weltrekord mehr aufzustellen!! Der 1996 erzielte Wert wurde nur nicht publiziert.
Das Fahrzeug von 1996,eine 4türige Limousine, die im Gegensatz zu der IAA Studie von 2015 tatsächlich fahrfähig war und so bei realen Versuchsfahrten ihre Alltagstauglichkeit bewiesen hat, kam zudem ohne derartige Gimmicks aus. Und wenn ich mir dann noch zur Gesamtenergiebilanz der Anbauteile aus Carbon und der intelligenten Steuerungen über Lebensdauer Gedanken mache (was wurde reingesteckt und was ist wirklich dabei herausgekommen, außer einem bombastischen Presse Statement ..) dann kommen mir mehr als Zweifel über die Sinnfälligkeit und Nachhaltigkeit dieser netten Gimmicks.
Grundsätzlich hilfreich wäre, sich hinsichtlich der Diskussion um die E-Traktion ernsthafte Gedanken zu machen und dabei die Gesamtenergiebilanz über Lifecycle genauer anzuschauen. Nach meiner Kenntnis wird die Lebensdauer eines Elektrofahrzeugs aktuell mit 1/3 der eines konventionellen Autos angenommen. Auch mit einer geilen Heckverlängerung und mit noch so viel Solarenergie wird da gegenüber konventionellen Fahrzeugen nie eine günstigere Gesamtenergiebilanz über Lifecycle herauskommen, auch wenn die Politik das als Feigenblatt für die eigenen Fehlleistungen (Braunkohlekraftwerke) gerne so hätte. Unglücklicher Weise unterliegt Physik nicht der Deutungshoheit der tagesopportunistischen Politik und auch nicht den Marketing getriebenen, modischen Gimmicks der riesigen Stilistikabteilungen.
Technisches Fazit: es gilt immer noch die alte Bauernregel der Karossiers:Geist spart Blech!
Inhaltliches Fazit: Si tacuisses, pholosofus mansisses!

betrachte ich als verzeihlichen Tippfehler.
Solche Kommentare wünscht man sich als Leser!
Auch wenn meine Wenigkeit aus dem Design stammt (auch dafür benötigt man ein Studium), und mir Ästhetik sehr wichtig ist, wird heute zu vieles was die Designabteilung ersinnt, von der Marketingabteilung ausgeschlachtet. Nur leider ist es so, dass in der heutigen Warnehmung die Aerodynamik nur eine Rolle spielt wenn das auch gezeigt werden kann. Unsichtbare Innovationen sind sehr schwierig zu vermarkten. (Daumenhoch)
Sehr geehrte Herren,
gerne möchte ich mit al****** in Verbindung treten, können Sie mir bitte helfen?
Meine Kontaktdaten haben Sie ja und seine auch.
Ich würde mich sehr über Ihre Unterstützung freuen.
Mit freundlichen Grüssen
oekobilanz

Ein bekanntes Kurzheck mit großem, nachweisbarem, Erfolg im Sport ist der Porsche 917, der als Langheck extrem instabil und nicht schneller als die Kurzheckversion war. Angeblich soll es Dick Attwood gewesen sein, der Porsche empfahl, es mit einem steilen Kurzheck nach Art des Lola T 70 zu versuchen. Das Langeck kam bei Porsche erst wieder mit 956 und 962, teilweise kombiniert mit einer kurzen Abrisskante. Inzwischen ist das Langheck auch deshalb wieder weniger beliebt, weil Rennfahrzeuge downforce brauchen und man erreichen will, dass der oben anliegende Luftstrom das Auto stabilisiert und der profilierte Unterboden das Fahrzeug an die Fahrbahn ansaugt. Ziel ist, die obere und die untere Luftströmung möglichst weit hinter dem Fahrzeug zusammenfließen zu lassen, um das verlangsamenden "Rücksaugen" zu vermeiden. Dazu trägt auch der Flügel am Ferrari F40 bei. Falls das hier weiter diskutiert wird, sollte "al..." bitte den Oberlehrer zu Hause einsperren...
Nicht ganz so lustig ist, wenn wie mir scheint auch heute noch oftmals vergessen wird, dass der Luftwiderstand nicht nur aus dem cw-Wert sondern aus cw-Wert multipliziert mit der Querschnittsfläche resultiert. 2,16 Quadratmeter scheint mir doch deutlich verbesserungsbedürftig.
Wenn schon für das Thema Stromlinienform Rennwagen als Beispiel zitiert werden, würde ich nicht solche nennen, die mit extrem starker Motorisierung aerodynamische Schwachstellen kaschieren konnten, sondern am anderen Ende des Leistungsspektrums nachschauen. Ein für damalige Zeit gelungenes Beispiel (und ein Langheck dazu) scheint mir der Alpine A210 zu sein, der mit 178 PS wirklich erstaunliche 288 km/h erreichte.
Zur Frage Langheck oder Kurzheck man braucht die Formeln der Strömungslehre nicht zu kennen und nur die Augen in der Natur offen zu halten: wenn das Kamm-Heck das strömungstechnische Nonplusultra wäre, hätten Haie und Möven eines...








































































































































































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