Simulierte Wirklichkeit Autoentwicklung im Labor

Autoentwickler stellen bisweilen hohe Anforderungen an ihre Umgebung. Weil die Realität diesen nur selten gerecht wird, arbeiten die Ingenieure immer öfter mit Prüfständen, virtuellem Gegenwind, simulierten Rennstrecken, künstlichem Wetter und digitalen Rüttelparcours.


Die Kurzhaarfrisur passt zum Beruf von Hans Kerschbaum. Denn als Leiter der Abteilung Aerodynamik bei BMW hat er einen durchaus windumtosten Arbeitsplatz. Während andere Entwickler vor dem Computer sitzen, kämpft er mit gewaltigen Sturmböen. Neuerdings bläst es noch stärker und öfter durch sein Refugium. Denn nach drei Jahren Bauzeit und einer Investition von rund 170 Millionen Euro hat BMW vor kurzem ein neues Aerodynamisches Versuchszentrum (AVZ) in Betrieb genommen.

Zwei Windkanäle mit Turbinen von bis zu acht Metern Durchmesser erzeugen dort in geschlossenen Kreisläufen Windgeschwindigkeiten von bis zu 300 km/h und ermöglichen den Entwicklern so detaillierte Einblicke in den Strömungsverlauf an künftigen Karosserien. "Vieles könnte man auch auf der Straße beobachten und messen", räumt Kerschbaum ein. "Doch hier im Labor haben wir ideale Bedingungen, können alle Situationen jederzeit reproduzieren und Autos im Modell analysieren, lange bevor sie tatsächlich fahrfähig sind."

Wie Kerschbaum denken immer mehr Autoentwickler. Weil Zeit und Mittel knapp sind, die Anforderungen wachsen und die Hersteller mit Prototypen nur ungern ans Licht der Öffentlichkeit fahren, entstehen die Autos von morgen zunehmend in einer virtuellen Welt. Damit bei diesen Ausflügen in die Simulation die Bodenhaftung nicht vollends verloren geht und sich eine neue Limousine später auf der Bundesstraße genau so verhält wie auf der Datenautobahn, wird die Wirklichkeit aufwendig nachgestellt. So wie BMW den Wind im neuen Aerodynamikzentrum präzise steuern und dosieren kann, so gibt es auch in Wolfsburg, Stuttgart, Tokio oder Detroit zahlreiche Simulatoren, Prüfstände und Testverfahren, die ein möglichst perfektes Ebenbild realer Bedingungen schaffen sollen.

Hitzeschwankungen von plus 60 bis minus 50 Grad Celsius

Wie weit der Aufwand gehen kann, belegt der Klima-Wind-Kanal in Wien, der Ende 2002 die Arbeit aufnahm. Die Anlage ist nach Angaben der Betreiber die größte ihrer Art in Europa und wurde so konzipiert, dass dort sogar ganze Züge, Straßenbahnen oder Nutzfahrzeuge der Unbill des künstlichen Wetters ausgesetzt werden können. Die Luft kann nicht nur auf bis zu 300 km/h beschleunigt, sondern auch bis auf minus 50 Grad Celsius abgekühlt oder auf plus 60 Grad aufgeheizt werden.

Eben noch im polaren Eiswind, stehen die Prototypen dort wenig später plötzlich in einem Wüstensturm, wie man ihn in der Sahara vermutet. Und es kann noch realistischer kommen: Zum Wind simulieren die Klimatechniker allerlei Wetterlagen und setzten dafür ein Solarfeld mit sonnenhellen Scheinwerfern ein, eine spezielle Schneekanone, die mit bis zu 160 km/h Eiskristalle über die Entwicklungsträger bläst oder eine Sprinkleranlage, die mit bis zu 80 Litern Wasser pro Stunde und Quadratmeter jeden Monsun in den Schatten stellt.

Ein ganzes Autoleben im Zeitraffer

Wüstes Wetter herrscht auch beim sogenannten Inka-Test von Audi. Bei diesem Korrosions- und Alterungstest simulieren die Ingolstädter in wenigen Tagen ein ganzes Autoleben. Dafür werden die Neuwagen mit einer Salzlösung geduscht, die von großen Gebläsen in jede Ritze gepustet wird. Es folgt eine Art Schwitzkasten und anschließend noch ruppige Strecken mit Schotter, Sand und Steinschlag.

Neben Wind und Wetter simulieren Entwickler auch diverse Straßen. Bei Mercedes zum Beispiel wurde der legendäre "Heidelauf", bei dem die Prototypen früher eine 2000 Kilometer lange Teststrecke in Norddeutschland absolvieren mussten, mittlerweile digitalisiert und automatisiert. Heute werden die künftigen Serienwagen auf eine Art überdimensionalen Mixer geschnallt, und dann ordentlich durchgeschüttelt. Das sieht zwar planlos aus, folgt aber einer Logik. Denn jede Bodenwelle und jedes Schlagloch auf der Originalstrecke wurde im Computer erfasst - und nun auf dem Prüfstand nachgestellt.

Prüfstand-Tortur: Vollgas bis der Motor glüht

Mit der simulierten Wirklichkeit arbeitet auch Jörg Gindele, der bei der Mercedes-Tuningmarke AMG über die neun jeweils rund eine Million Euro teuren Motorenprüfstände wacht. Dort können die Aggregate der schwäbischen Sportwagen wie in der Realität belastet werden. "Nur dass wir hier natürlich exakter messen und beobachten und einzelne Situationen immer wieder reproduzieren können", sagt Grindele. Zwar sind die Strecken virtuell, aber deshalb nicht willkürlich.

Als Grundlage des Prüfprogramms dienen die Nordschleife des Nürburgrings und der Grand-Prix-Kurs in Hockenheim, die wahlweise ganz gefahren werden oder als Marterstrecke mit den jeweils anspruchsvollsten Abschnitten zusammengestellt werden. Um die nötigen Daten einzulesen, mussten Profirennfahrer wie Bernd Mayländer oder Bernd Schneider schnelle Originalrunden mit Prototypen drehen. "Bei solchen Fahrten werden mehr als hundert Einzelwerte von der Gaspedalstellung über die Temperaturen bis zur Querbeschleunigung erfasst", sagt Gindele. "Schließlich müssen Simulation und Wirklichkeit am Ende möglichst identisch sein."



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