Wenn du deine Hand erst senkrecht und dann waagrecht unter einen Wasserstrahl hältst, verstehst du, was Aerodynamik ist. Das Wasser fließt um deine Hand jedes Mal auf eine andere Art und Weise. Und jetzt stell dir vor, das Wasser wäre Luft. Das „Umfließen“ deiner Hand wird als Aerodynamik bezeichnet. In der Aerodynamik geht es nämlich hauptsächlich um das Umströmen von Körpern durch Luft. Je nachdem, wie groß der Körper ist, welche Form er hat oder wie die Oberfläche beschaffen ist, kann die Aerodynamik anders sein. Das zu untersuchen, kann hilfreich sein, wenn es um Schnelligkeit bei der Fortbewegung eines Körpers geht.

Aerodynamik ist spritsparend

Um spritsparende Autos zu bauen, ist die Aerodynamik für Automobilherstellende sehr wichtig. Im besten Fall haben Fahrzeuge eine liegende Regentropfenform. Kannst du dir das vorstellen? So könnten die Autos nämlich am effizientesten genutzt werden und würden am wenigsten CO2 ausstoßen. Dass so ein Auto nicht gerade praktisch wäre, kannst du dir vielleicht denken. Der Kofferraum wäre nämlich ganz spitz.

Die Aufgabe der Konstruierenden bei der Mercedes-Benz Group AG ist es, einen Kompromiss zwischen der Effektivität, dem Design und der Nutzbarkeit der Autos zu finden. Dafür ist eine Menge Forschung notwendig.

Hier geht’s stürmisch zu

Mercedes-Benz testet die Aerodynamik seiner Autos in sogenannten Windkanälen. Dort kann der Luftwiderstand und der Strömungsverlauf optimal dargestellt werden. Zwischen einer leichten Brise und einem richtigen Orkan liegen im Mercedes-Benz Windkanal nur wenige Augenblicke und Knopfdrücke. Cool, oder?

Das hat seine Vorteile: Ingenieurinnen und Ingenieure können neue Fahrzeuge mithilfe des Windkanals bereits in der Entwicklungsphase testen und optimieren. Hier wird schon früh geprüft, welche Kräfte auf den umströmten Körper wirken. Außerdem wird getestet, wie man die Kräfte durch kleine Änderungen an der Oberfläche der Autos optimieren kann.

Klassiker auf dem Prüfstand

Die Mercedes-Benz Group AG testet in seinem Windkanal vor allem Autos, die noch entwickelt werden. Das macht auch Sinn, denn so kann auf die Entwicklung noch Einfluss genommen werden.

Messung im Windkanal.
Windkanalmessungen von Mercedes-Benz Klassikern

Historische Automobile sind eher seltene Gäste im Klima-Windkanal, denn ihre Entwicklung ist schon lange abgeschlossen. Die Mercedes-Benz Group AG hat interessehalber dennoch zwei alte Modelle im werkseigenen Kanal in Stuttgart Untertürkheim testen lassen. Die Aerodynamik von zwei Sportwagen aus dem Jahr 1952 und 1954 wurde verglichen mit der des sportlich-luxuriösen Reisewagen 300 S aus dem Jahr 1951. Die Testergebnisse zeigen, dass sich Ingenieure bereits vor über 70 Jahren Gedanken um Aerodynamik gemacht haben. Schon damals bemühten sie sich die sportlichen Autos möglichst windschnittig zu konstruieren.

Windschnittig ist cool

Viele Ingenieurinnen und Ingenieure haben sich in den vergangenen Jahren den Kopf darüber zerbrochen, wie Autos möglichst spritsparend gebaut werden können. Dabei gilt es stets drei wesentliche Punkte zu optimieren: Das Gewicht – denn je leichter das Fahrzeug, desto energiesparender und emissionsfreier fährt es. Der Rollwiderstand. Und der Luftwiderstand. Nachdem sich die Autobauende vor allem auf die ersten beiden Aspekte konzentriert haben, rückt nun die Aerodynamik wieder mehr in den Vordergrund.

Der Mercedes-Benz C250 AMG.
Ein besonders windschnittiges Auto von Mercedes: Der C250 AMG

Gut für die Umwelt

Dass man sich überhaupt immer wieder bemüht den Luftwiderstand am Fahrzeug zu verringern, hat seine Gründe: Je windschnittiger das Auto, desto weniger Kraft muss der Motor zum Fahren aufbringen und desto geringer ist der Verbrauch und die CO2-Emission des Autos. Die Umwelt bedankt sich!

Bilder: Merecedes-Benz Group AG

Die Schlechten ins Kröpfchen

Erinnert ihr euch noch an das Märchen von Aschenputtel? Dabei musste Aschenputtel Linsen lesen. Die schlechten wurden von ihr aussortiert und die guten ins Töpfchen geworfen. Genau dasselbe passiert auch bei der Energieversorgung. Anstatt Linsen sollen nach und nach umweltschädigende Energiequellen aussortiert werden. Die meiste Energie wird heute noch aus fossilen Brennstoffen, wie Erdöl, Kohle oder Gas gewonnen, aber das soll sich ändern. Fossile Brennstoffe sind zwar nicht so gefährlich, wie beispielsweise die Kernenergie aus den Atomkraftwerken. Aber sie schaden trotzdem unserer Umwelt. Durch ihre Verbrennung wird  Kohlenstoffdioxid – kurz CO2 – ausgestoßen. Das ist ein unsichtbares Gas, das schlecht für unsere Erde ist und die Klimaerwärmung fördert.

Die Guten ins Töpfchen

Um den CO2-Ausstoß zu verringern, geht der Trend heute zu erneuerbaren Energien. Sie sind umweltschonend und stehen uns nahezu unbegrenzt zur Verfügung. Die alte Form der Energiegewinnung soll durch die neue Form immer mehr ausgelesen werden. Man spricht dabei von der Energiewende. Die fünf Superhelden, die die Wende möglich machen, heißen: Sonne, Wasser, Wind, Umweltwärme und Bioenergie. Damit die Energiewende gelingt, sind alle fünf Helden gleichermaßen wichtig.

Energie von Superhelden

Du findest es schön, wenn draußen die Sonne scheint? Meistens ist es dann auch warm und hell. Die Sonnenstrahlen machen aber nicht nur dich glücklich, sondern auch die Umwelt. Mit ihrer Energie kann die Sonne Wasser erwärmen und über Photovoltaikanlagen Strom erzeugen.

Photovoltaikanlage
Gut für die Umwelt: Sonnenenergie

Dass Wasser sehr viel Wucht hat, merkst du, wenn du im Fluss stehst und die Strömung sehr stark ist. Mit dieser Kraft können auch Kraftwerke betrieben und so Strom erzeugt werden.

Staudamm Wasserkraftwerk
Durch Staudämme wird Wasserkraft in Energie umgewandelt

Wenn draußen der Wind pfeift, ist das oft nicht so angenehm. Vielleicht musst du dann gegen ihn ankämpfen, wenn du auf dem Weg zur Schule bist. Aber er hat auch seine guten Seiten: Durch Windkraftanlagen kann Energie erzeugt werden. Und das ist klasse für die Umwelt.

Windenergie
An stürmischen Tagen haben sie viel Arbeit: Windräder

Kannst du dir vorstellen, dass in dem Boden unserer Erde enorm viel Energie steckt? Die Erde hat in ihrem Inneren eine Temperatur von über 1.000 Grad. Wir müssen sie nur nutzen. Die Eigenwärme der Erde wird in Geothermiekraftwerken gewonnen.

Erdwärme, Geothermie
Kaum zu glauben: Im Boden ist ganz schön viel Energie versteckt

Auch die Bioenergie ist eine von fünf Superhelden. Pflanzliche und tierische Abfälle werden dafür in Biogasanlagen verbrannt und dadurch in Energie umgewandelt.

Biogasanlage
Die Biogasanlage produziert Strom aus pflanzlichen und tierischen Abfällen

Danke Sonnenenergie

Auch die Mercedes-Benz Group AG nutzt einen Superhelden um Strom zu gewinnen: Die Sonne. Auf dem Dach der neuen Logistikhalle in Germersheim wurde im Sommer 2016 eine riesige Photovoltaikanlage in Betrieb genommen. Mit einer Größe von 15.000 Quadratmetern ist die Anlage so groß wie etwa zwei Fußballfelder. Damit spart Mercedes-Benz jährlich 755 Kilogramm CO2 ein.

Erneuerbare Energien am Mercedes-Benz After-Sales Standort
So groß wie zwei Fußballfelder: die Photovoltaikanlage der Mercedes-Benz-Logistikhalle / Foto: Mercedes-Benz

In der Autoproduktion werden erneuerbare Energien zurzeit gründlich erforscht und immer wichtiger. Denn Autos, die mit Strom statt Benzin fahren, werden in Zukunft immer wichtiger.

Energiesparen ist für die Umwelt wichtig – du kannst helfen:

Um Energie zu sparen kannst auch du deinen Beitrag leisten. Hier ein paar Tipps, die du sofort umsetzen kannst:

  • Akkus nutzen, die du immer wieder aufladen kannst, anstelle von Batterien.
  • Deine elektronischen Geräte ganz ausschalten, denn im Standby-Modus verbrauchen sie Strom.
  • Kurz duschen gehen, anstatt zu lange zu baden. Dadurch sparst du viel Wasser.
  • Deine Brötchen lieber auf dem Toaster aufwärmen, anstatt im Backofen.
  • Das Licht in deinem Zimmer ausschalten, wenn niemand drin ist.

 

Stell dir vor du bist mit deinen Eltern unterwegs in den Urlaub. Dein Vater sitzt am Steuer und ist gestresst vom Verkehr auf der Straße. Plötzlich zieht sich das Lenkrad ins Armaturenbrett zurück und die Pedalen klappen ein. Der Fahrerstuhl dreht sich in deine Richtung und Dein Vater fängt an, mit dir zu plaudern. Und wer lenkt das Auto? Niemand, denn das Auto hat die Steuerung selbst übernommen! Ein Auto ohne Fahrer, das ohne gelenkt zu werden auf der Straße unterwegs ist? So stellt sich Mercedes Benz die Autos der Zukunft vor. Aber auch im Jahr 2015 gibt es schon ein Auto, dass das alles kann: das Forschungsfahrzeug F015 von Mercedes. Im Frühjahr 2015 wurde F015 in San Francisco vorgestellt und durfte schon die erste Testfahrt hinter sich bringen.

Ein Auto ohne Fahrer?

Der F015 fährt komplett autonom, das bedeutet, dass keiner der Insassen das Auto lenken oder den Motor bedienen muss. Das funktioniert, weil die Autoentwickler das Forschungsprojekt mit vielen Sensoren ausgestattet haben. Die Sensoren können die Umgebung von F015 wahrnehmen und wissen daher immer, wo sich das Auto gerade befindet. Auch die Position der anderen Verkehrsteilnehmer wird bestimmt, damit ein Zusammenstoß verhindert werden kann. Weil F015 mit einer Navigationssoftware ausgestattet ist, weiß es immer den Weg und kennt sein Ziel. Trotzdem kann der Fahrer auch mal selbst das Steuer übernehmen: Lenkrad und Pedale gibt es noch in dem Hightech-Auto. Die Leute auf der Straße können ebenfalls erkennen, ob gerade ein Mensch das Fahrzeug lenkt oder ob das Auto selbst das Steuer übernommen hat. Dort, wo normalerweise die Scheinwerfer strahlen, hat der F015 LED-Lampen. Die Lampen können in blauem oder in weißem Licht leuchten. Weiß bedeutet: Mensch am Steuer. Blau heißt: Auto lenkt sich selbst. Und es gibt noch mehr Besonderheiten. Fährt das Zukunftsauto im Straßenverkehr auf einen Fußgänger zu und erkennt ihn, projiziert das Auto einen Zebrastreifen auf die Straße, um dem Fußgänger zu vermitteln, dass er die Straße bedenkenlos überqueren kann. Will der Fahrer sein Auto in Zukunft aus der Garage holen, muss er eigentlich nichts weiter tun, als auf sein Handy zu tippen. Das Auto erhält ein Signal und fährt dann eigenständig aus der Garage. Praktisch, oder?

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Wie sieht das Zukunftsauto aus?

Das 5,22 Meter lange Forschungsfahrzeug F015 sieht aus, als wären wir schon in der Zukunft angekommen. Die Form des Autos ist geschwungen und glänzt in Silber. Es gibt im Innenraum vier Sitze, die ein bisschen an bequeme Sofasessel erinnern. Die vorderen Sitze können sich zusätzlich drehen, sodass sich alle vier Insassen anschauen und miteinander reden können. Schließlich muss ja niemand mehr auf die Fahrbahn achten. In Zukunft können so auch Konferenzen und Geschäftstermine  während der Autofahrt abgehalten werden. Der ganze Innenraum ist mit Touchscreens und modernen Computersystemen ausgestattet. Im Internet surfen, Musik hören oder Emails empfangen – alles ist im F015 möglich.

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Was hat der F015 unter der Haube?

Natürlich ist auch der Antrieb von F015 modern und umweltbewusst: Das Auto muss nicht mit Benzin oder Diesel betankt werden, denn es fährt mit Elektromotoren. Hier wird dir erklärt, wie ein Elektromotor funktioniert (Verlinkung zu altem Artikel). Die Motoren haben zusammen 272 PS. Damit benötigt der F015 nur 6,7 Sekunden, um auf Tempo 100 zu kommen. Insgesamt erreicht das Zukunftsauto eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 Kilometern pro Stunde. In Zukunft soll man sogar bis zu 900 Kilometer fahren können, ohne das Auto einmal „aufladen“ zu müssen.

 

Autofahren in 15 Jahren

Im Jahr 2050 wird es schätzungsweise doppelt so viele Autos geben wie heute. Deshalb müssen Autos in Zukunft noch intelligenter werden, um Unfälle zu verringern und vorzubeugen. Gas geben, bremsen, Abstand halten, überholen – alles Dinge, die Autos künftig ohne Kommando des Fahrers können sollen. Auch wenn das zwei Millionen Euro teure Testprojekt F015 erst mal nur eine Forschungsstudie ist und noch nicht im normalen Alltagsverkehr eingesetzt wird, zeigt das Projekt eindrucksvoll, wie die Zukunft der Autos aussehen kann. Und wer weiß, vielleicht fährst du ja wirklich schon bald mit so einem Zukunftsauto in den Urlaub.

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