Project Description
Jeg har altid interesseret mig rigtig meget for aerodynamik siden jeg var en lille dreng sad og så Formel 1 tilbage i slut 80’erne med min gode ven Philip.
Da jeg så var et besøg ude på DTU og så deres vindtunnel, så tænke jeg at det egentlig ikke ville være så kompliceret igen at lave. Men siger jo at enhver bilproducent og formel 1 team med respekt for sig selv, har en vindtunnel. Derfor tænkte jeg at det samme måtte gøre sig gældende for en kreativ nørd, og dermed var mit vindtunnel projekt født.

Så skal jeg have lavet et ”hus” som propellen kan arbejde inde i. Da jeg gerne vil have den til at fungere via sug, altså skabe vacuum, så skal jeg have lavet et hus som slutter helt tæt om propellen, så der kun er ca. 1 cm luft fra propellens spids til kanten. Hvis dette ”hul” bliver for stort, trækker den bare falsk luft ind, og det koster i effektivitet.

Så er huset lavet. Da motoren skal monteres på et stativ på husets ydervæg, skal det være stærkt. Derfor bruger jeg krydsfiner til dette, og inde i, bruger jeg bøjeligt MDF, da det både er glat i overfladen, men samtidig kan give mig en helt rund og stærk cirkel indeni. I dette tilfælde bruger jeg både et indre og ydre lag af bøjeligt MDF, og det lag man kan se her er det ydre lag.

Så er tragten lavet. Indgangshullet til tunnelen er ca. 15 x 15 cm. Det giver et areal på 225 cm3, mens den runde åbning er på en diameter på ca. 38 cm, hvilket giver et areal på 1133 cm3. Det giver et størrelsesforhold på ca. 1:5. Man kunne sagtens lave det større, men det vil ikke altid give en bedre effekt, eftersom det kræver flere kræfter at trække, og det er ikke altid en motor kan levere det. Samtidig skal denne vindtunnel ikke være større end man kan transportere den en mand, samt den skal kunne bruges til test af bilmodeller i størrelsen 1:18, 1:24 & 1:32. Derfor regnede jeg ud, at tunnelrøret skulle være 15×15 cm

For lige at teste hastigheden inden i, satte jeg en lille generator op derinde, og aflæste hvor mange volt den kunne levere. Havde ikke en rigtig vindmåler til rådighed, så lavede lige min egen udgave. Tog så på min MC, og lavede samme målinger ved 20, 40, 60, 80, 100 & 120 km/t, hvor den var monteret 20 cm oven på min hjelm, og ud fra disse målinger kom jeg frem til, at hastigheden inde i tunnelen var ca. 65 km/t. Lidt skuffende, da jeg i første omgang gik efter mindst 100 km/t, men med en 300 watts motor var det nok lidt for optimistisk. Men kan jeg få fat på en 1200-2000 watts støvsugermotor, ser det ganske realistisk ud. Men jeg kan stadig uden problemer lave aerodynamiske tests med 65 km/t så indtil videre går det an.

Så skal jeg til at lave enheden som kan måle aerodynamikken på forskellige emner. På DTU havde de en dyr kraftmåler til formålet, og man kan da også for omkring 2000kr købe en som passer til Vernier eller Pasco målere, men vil gerne lave dette så low budget som muligt. Så blev enig om at lave det med en køkkenvægt i stedet, og så bruge gram som enhed for vindmodstanden på forskellige emner. Selve emnerne skal sidde på en stang som sidde fast i bunden, men kan bevæge sig fra side til side.

Til at holde emnerne på DTU, brugte man et gevind på kraftmåleren, men så skulle man montere geving i alle de figurer man skulle teste. Jeg ville gerne have et nemmer e og billigere løsning. Derfor kikkede jeg på Lego verdenen, og fandt frem til en god og billig connector som skulle bruges til det samme. Samtidig ville jeg med at bruge denne dobbeltconnector, sørger for at emnerne i tunnelen sidder godt fast, kan tages nemt af, samt ikke drejer rundt derinde.

Så kom vi til de første test af vindtunnelen, og den var rimelig præcis, men manglede lige den sidste præsision. Vindtunnelen fungerer ved, at vinden trækker i emnet inde i tunnelen. Emnet bliver trukket bagtil og det vil så kunne aflæses på vægten. Problemet var bare, at vægten ikke var helt præcis når den stod lodret, samt at pinden godt nok bevægede sig hen mod vægten, men også lidt nedad, og det gav nogle upræcise målinger.

Så løsningen blev en anden. Vægt blev sat ned, og stangen blev ændret til en 95 grader vinkel, og hviler nu på vægten. Denne løsningen viste sig at være 99 % præcis, og jeg får nu det samme resultat hver gang. De små variationer i form af 1 gram der kommer, skyldes mere det er en billig vægt jeg bruger. Ulempen er dog, at trykket på vægten kun er 2/3 af, hvad den var da vægten stod lodret. Men nu kan man stole fuldstændigt på resultaterne. Når jeg en dag får en stærkere motor, og kommer over 100 km/t i tunnelrøret, så vil vægten også blive meget større og så er problemet løst.

Min ven Philip og jeg blev enige om at denne vindtunnel skulle have et navn så vi altid vidste hvad vi talte om. Alt lige fra luftige Lotte til Vacuum Viola var oppe og vende, men det blev Philips ide med Vacuum Viola som blev vedtaget. Dette skal selvfølgelig stå på siden med stort. Derfor har jeg i Photoshop lavet det, printet det ud på pap, og skåret det ud med en hobbykniv.

Her på de næste par billeder, vil jeg prøve og vise hvordan denne vindtunnel kan bruges til at måle både vindmodstand, opdrift og downforce. Til måling af vindmodstand, fungerer den ved, som jeg tidligere har beskrevet, at stangen bliver trukket bagud af vinden, da vinden trækker i emnet. Men fordi at akslen sidder lige under emnet, bliver enden af stangen presset nedad henne ved vægten. Så det er meget vigtigt, hvor man placere en akse, i forhold til hvad man vil måde. Så på den måde får man en positiv måling i gram på vægten.

Hvis man vil lave en måling af downforce på f.eks. en spoiler, så monterer man den på holderen ligesom alt andet. Men man løsner skruerne, og sætter stangen igennem over i den anden mulige akse. Det gør at stangen under spoileren kan bevæge sig nedad, men ikke trækkes bagud ligesom den kan ved måling af vindmodstand. Derved får man en aflæsning i gram, omkring hvor stort et tryk der er på stangen, som forplantes ned i vægten, og man får et positivt tal.

Hvis man vil måde opdrift, så bruger man samme opstilling som med downforce. Man monterer den f.eks. vinge man vil teste, og så kan man lægge noget vægt inde i det rør som hviler på vægten. Denne vægt skal passe nogenlunde til vægten af vingen, helt lidt over. Når man vinden passere forbi, vil den løfte op i stangen, og vægten vil lettes for vægt, og giver et negativt tal, som så er den opdrift vingen skaber. Der er derfor der skal være lidt vægt på. For når stangen og lodder i stangen ligger på vægten, så vejer det f.eks. 30 gram, og så nulstiller man den. Så vil opdriften være inden for dette rum. Løfter stangen sig, så skal man have noget mere vægt på, og så nulstille den igen. Det lyder måske lidt indviklet, men har fungeret fint.

Her har jeg lavet et screenshot forfra og fra siden, så man kan se hvordan de forskellige biler ser ud. Jeg har så sat dem op efter hvordan de scorede i testen, efter mest aerodynamisk øverst. Personligt troede jeg det ville være Nissan 350Z der var mest aerodynamisk, og Hummer H3 mindst. Fik kun ret i det sidste.

Sådan ser det så ud, når en bil i størrelse 1:32 sidder inde i tunnelen. Har også i testperioden prøvet med en 1:18 Mercedes SLK, og den kan også sagtens være derinde. Men nu til test af bilerne. De næste par billeder vil vise hvilken model det er, samt hvor meget modstand de gav på vægten. Jo højere vægt, jo højere vindmodstand.

Her er resultaterne af testen. Som man kan se, så lyder de jo ikke. Der er rimelig tæt løb mellem dem i toppen, mens Hummeren skiller sig ud i bunden. Da de jo alle er lavet i størrelsesforhold 1:32, så passer det jo meget fint. Mercedes SL500 som faktisk er en meget aerodynamisk bil, score ringe, pga. det er den eneste cabriolet. Det er et velkendt fænomen, at der opstår meget turbulens på cabriolet’er, og det koster hvad angår aerodynamik.