Så minskar du vindkänsligheten

Kraschvideon visar hur vindkänslighet kan få en bil att röra sig som JAS 39 Gripen utan styrdator. Har bilens tyngdpunkt hamnat bakom tryckcentrum, krävs bättre sidgrepp hos bakdäcken.

Fyra tips om hur du och jag kan minska våra bilars vindkänslighet finns i slutet av artikeln. De är numrerade som i fotot ovan på Labb-Volvon.

Den har jag tjatat om bakom nästan varje lucka i Bildrullens JulKalender.
😉 Tjatet beror inte på Labb-Volvons registreringsbokstäver (BJK), men lite kul var det för ordlekaren i mig, när jag upptäckte det inför den här artikeln.

Låt mig först visa hur det kan gå – och förklara varför – när luftkrafterna tar över.

Kraschvideon nedan är inbäddad så att den spelas upp 10 sekunder efter start.
Pausa videon direkt så ser du att hjulen har markkontakt i detta skede (1).

1) Luftkrafternas girmoment vrider bilens front åt vänster i det inledande skedet. En avdriftsvinkel uppstår mellan:
kursen (färdriktningen för tyngdpunkten = masscentrum)
och bilens symmetriplan (dit nosen pekar).
Luftkrafternas gemensamma angreppspunkt kallas tryckcentrum. Det vandrar runt  i ett område, som ligger framför masscentrum i de flesta bilkarosser utan extra stabilisatorytor bak.
Hos aerodynamiskt stabila farkoster är det tvärtom.

2) En kamp uppstår nu mellan de bakre och främre sidkrafterna på däcken från marken. Bakhjulens sidkrafter ger ett girmoment omkring masscentrum som vrider bilnosen tillbaka i färdriktningen. Men framhjulen gör tvärtom och här vinner de kampen. Avdriften ökar och bilen sladdar brett. Föraren hinner inte styra emot för att minska framhjulens girvinkelökande sidkrafter.
[Stega fram videon mellan 10 och 12 sekunder]

3) När sedan karossen rör sig bakåt [12 sekunder på videon] lyfts den {delvis med hjälp}* av bakvingen. Vid normal färd framåt pressar den annars bakhjulen nedåt (downforce) och ökar deras väggrepp.
Luftkrafterna tar över och bilen lyfts från underlaget. Som luftfarkost är knappast någon bil stabil. Utan markkontakt har föraren också fått två nya frihetsgrader att hålla ordning på. Eftersom roderspakar saknas måste den flygande farkosten vara stabil även i roll- och loopingplanen förutom i girplanet.
Och det var alltså inte heller den här bilen, en Mazda RX7.

Nu är det väl på tiden att klara ut vad jag menar med rubrikens utfästelse
“Så minskar du vindkänsligheten”. Själv har jag lagt en stabil grund genom att skaffa Labb-Volvon. Med de maxdubbade däcken från Nokian har mina val (2015 års Volvo XC60 AWD +Driver Support, etc) paketerat det som jag tror är bra för säkerheten på vinterväglag – både för de åkande i Labb-Volvon och för medtrafikanterna.

Men beträffande vindkänsligheten finns det några saker att hålla koll på även för Labb-Volvons brukare:

1. Se till så att däcken ger minst lika bra väggrepp på bakhjulen som på framhjulen – via  lufttryck, mönsterdjup och dubbutstick.
   Samma däcktyp och tillverkningsår är det väl runtom för dig också, eller hur?
2. Om vi måste ha last på taket, försöker vi placera den med sitt vindfång så långt bak som möjligt och tyngden (masscentrum) så långt fram som möjligt.
   Med takbox kan vi glömma lastens vindfång, men boxen bör placeras långt bak – såvida inte biltillverkaren har matchat formen till bilens form aerodynamiskt och föreskriver en bestämd placering.
3. Lasten inuti bilen får förstås ha vilka former som helst, men försök placera de tyngsta grejorna längst fram i lastutrymmet. Lastsäkring går jag inte in på här.
4. Husvagn eller släp med stort vindfång lämnar jag hemma när det är stormvarning. Inte ens Volvos TSA (Trailer Stability Assist) eller andra reglersystem kan eliminera de stora luftkrafter som starka vindbyar kan åstadkomma.

Vill du räkna på luftkraftens storlek för ett fordon, så utgå från ett c-värde i intervallet 0,2-0,6 i ekvationen för kraften F i min artikel Formel för fallhastighet.
Resultatet kan du sedan jämföra med däckkrafterna, som inte kan bli större än friktionskoefficienten multiplicerad med tyngdkraften.
En komplikation här är att fartvind och blåst måste adderas vektoriellt. Dessutom gör turbulens att tryckcentrum inte ligger stilla lika väl som masscentrum.
Ännu mer komplext blir det om du ska räkna på ett släpvagnsekipage.

_________
Klicka här för att öppna alla luckor
i 2014 års adventskalender på bildrullen.se
Detta var lucka nr.10