Odkryć koło na nowo

Panie Valencia Pollex, elektromobilność niesie ze sobą szczególne wyzwania dla designu i aerodynamiki. Z jednej strony można odejść od tradycyjnego wzornictwa, z drugiej strony koła są większe, gdyż muszą przenosić większe obciążenia. Niełatwo jednak zaprojektować duże koła. Jak Pan, jako stylista Audi, rozwiązuje ten problem?
Przede wszystkim koło jest częścią pojazdu mającą istotny wpływ na bezpieczeństwo. Wszystkie siły generowane przez samochód są przenoszone na drogę przez konfigurację obręcz-opona. Jednak inaczej niż elementy np. zawieszenia, koło jest widoczne z zewnątrz. Zatem my, projektanci kół, tworzymy coś, co musi sprostać wymaganiom technicznym, a oprócz tego będzie podkreślać stylistykę samochodu. Do tego dochodzi fakt, że dla auta elektrycznego bardzo ważny jest bilans energetyczny. Można powiedzieć, że wcześniej koła musiały spełniać tylko wymogi wytrzymałości. Dzisiaj tworzymy koła inteligentnie aerodynamiczne, które zapewniają możliwie maksymalną efektywność, gdyż właśnie ona ma duży wpływ na zasięg pojazdu elektrycznego.

Co charakteryzuje koło o optymalnych właściwościach aerodynamicznych?
Perfekcyjna interakcja między bryłą pojazdu, oponami i obręczami oraz pozycją koła w nadkolu. Korzystna dla aerodynamiki jest płaska powierzchnia, by powietrze przecinane przez przód auta mogło opływać boki bryły samochodu bez silnych zawirowań. Jednakże uzyskanie płaskości w przypadku kół nie jest łatwe. Zamknięta powierzchnia oznacza więcej materiału, co w przypadku aluminium powoduje wzrost masy pojazdu. Dlatego w obręczach dla Audi e-tron GT quattro do zamknięcia powierzchni używamy tworzywa sztucznego. Dzięki temu felga pozostaje lekka. Kolejnym ważnym aspektem jest prędkość, odgrywająca dużą rolę w równaniu energii będącym podstawą obliczeń aerodynamicznych. Obszary poruszające się z dużą prędkością mają większy wpływ na aerodynamikę niż obszary poruszające się z mniejszą prędkością. Można zatem pominąć środek koła, lecz trzeba poświęcić dużo uwagi zewnętrznemu obszarowi obręczy. Krótko mówiąc: to bardzo skomplikowane.

Dlaczego nie nałożą Państwo po prostu pełnego kołpaka na obręcz?
Nasi klienci oczekują absolutnej funkcjonalności, ale również bezkompromisowej estetyki. Płaskie, gładkie obręcze nie zostałyby uznane za ładne. Naszym celem jest znalezienie takiej estetyki, która łączyłaby nowy styl mobilności elektrycznej z oczekiwaniami naszych klientów. Również z czysto technicznych względów nie można zastosować całkowicie zamkniętych obręczy. Jeżeli do hamulców nie docierałoby powietrze, płyn hamulcowy zacząłby się kiedyś gotować, co byłoby dużym zagrożeniem dla bezpieczeństwa. Trzeba zapewnić przepływ powietrza. W przypadku Audi e-tron GT quattro^* udało nam się jednak znaleźć taką geometrię, przy której nie ma już różnicy dla aerodynamiki, czy powietrze przepływa przez wszystkie załamania i otwory, czy też powierzchnia jest całkowicie zamknięta.

Otwory nie powodują zawirowań powietrza?
Nie. Razem ze specjalistami od aerodynamiki znaleźliśmy taki punkt, w którym hamulce mogą jeszcze „oddychać”, ale powietrze jest prowadzone w tak optymalny sposób, jakby powierzchnia była zamknięta. Powietrze przy prędkości, z jaką przepływa przez koło, może zachowywać się tylko w tak, jak przewidują zasady fizyki. Pod względem właściwości aerodynamicznych obręcze Audi e-tron GT quattro^* są absolutnym szczytem osiągnięć współczesnej techniki.

Podstawowy szkielet obręczy aero nadal wykonany jest z aluminium? Tworzywo sztuczne jest stosowane tylko przy elementach zewnętrznych?
Tak. Oglądając obręcz od wewnątrz widać pięć prostych ramion zapewniających maksymalną stabilność. Nadal podstawowym materiałem jest aluminium. Właściwości fizyczne aluminium, takie jak plastyczność i wytrzymałość, nie zmieniają się. Aluminium jest też odporne na wysokie temperatury, jakie hamulce wytwarzają wewnątrz koła. Ale klasyczna pięcioramienna obręcz nie byłaby korzystna z punktu widzenia aerodynamiki. W toku prac rozwojowych okazało się, że musimy używać wstawek z tworzywa sztucznego, by zamknąć powierzchnię. Dzięki nim koło jest wyjątkowo lekkie. Wybór odpowiedniego tworzywa sztucznego jako materiału też nie był łatwy. Trzeba było sprawdzić, jakie tworzywo i w którym miejscu zastosowane może znieść wysoką temperaturę hamulców. Wysiłek włożony w konstrukcję tak lekkiej obręczy był bardzo duży i trudny do porównania z nakładem pracy potrzebnym do stworzenia felg aluminiowych produkowanych na skalę przemysłową.

W jaki sposób podszedł Pan do projektowania obręczy?
Priorytetem był progresywny design. Zaczyna się projektować koło, które już cechuje pewna płaskość, aby z góry wyeliminować poważniejsze błędy. Potem następuje intensywna współpraca z koleżankami i kolegami z działu projektowania, produkcji i aerodynamiki, w wyniku której nasz szkic przeradza się w rzeczywistą obręcz. Podam tylko jeden przykład: ten środkowy, dwuczęściowy element z tworzywa sztucznego, który odpowiada za płaskość i wygląda jak skrzydło. Dwie części są nakładane jedna na drugą, a potem razem przykręcane do obręczy, ale w taki sposób, by tworzyły inną geometrię. Chcieliśmy koniecznie, by były w dwóch kolorach. Na początku jasna część była z aluminium, ale była za ciężka. Musieliśmy wybrać tworzywo sztuczne i pokryć lakierem w odpowiednim kolorze. Nie chcieliśmy próbować skopiować polerowanych obręczy aluminiowych. Tylko dzięki ścisłej współpracy ze specjalistami ze wszystkich dziedzin możliwe było uzyskanie precyzji niezbędnej do zaprojektowania tego elementu tak, by z jednej strony miał nowoczesny design, a z drugiej strony odpowiednie właściwości techniczne gwarantujące wytrzymałość we wszystkich sytuacjach i w każdych warunkach atmosferycznych.

Czy można zatem powiedzieć, że tworzywo sztuczne nie tylko jest lekkie, lecz również otwiera przed projektantami nowe możliwości stylistyczne?
Zastosowanie tworzywa sztucznego otworzyło przed nami nowe horyzonty. Dotychczas przy projektowaniu obręczy musiałem ze względów fizycznych i konstrukcyjnych uwzględniać zawsze pewne zaokrąglenie krawędzi. Jeżeli narysowałbym zbyt ostre krawędzie, skupiałyby się na nich siły i część z aluminium pękłaby w tym miejscu. Z tworzywem sztucznym jest inaczej. Mogę zaprojektować ekstremalnie precyzyjne detale, jak tekstura, co przedtem było niemożliwe. A dział designu „Colour and Trim” przedstawił nam lakiery, których dotychczas nie znałem. Dla nas, projektantów kół, otwiera się nowe uniwersum.

Co w tej obręczy świadczy o DNA designu Audi?
Zasadniczo DNA Audi można znaleźć w każdym detalu obręczy. Każdy szczegół charakteryzuje się wysoką jakością designu: gładkość, precyzyjny wybór kątów, harmonia prowadzenia linii, dobór promieni. Osoby podchodzące do designu w sposób całościowy doświadczą pewnego rodzaju spokoju, gdyż nie znajdą nic, co wyróżnia się w sensie negatywnym. Mimo to design niesie ze sobą emocje. To właśnie jest DNA Audi. I to właśnie jest jakość designu. Gdy projektowaliśmy tę obręcz chodziło o to, aby stylistyka Audi e-tron GT quattro^* była maksymalnie progresywna, nowoczesna, ostra i typowa dla aut elektrycznych. I właśnie te wszystkie cechy można znaleźć w naszej obręczy.