FALCON FRONT – wenn der Luftstrom die Form bestimmt

Die Entwicklung des TWIKE 5 behandelt inzwischen zunehmend jene Details, bei denen sich einzelne Anforderungen nicht mehr getrennt voneinander betrachten lassen. Aerodynamik, Frischluftversorgung, Bauteilstruktur, Herstellbarkeit und Design müssen gemeinsam funktionieren.

Aus genau einer solchen Aufgabenstellung ist unser aktueller Entwurf für die Front des TWIKE 5 entstanden. Intern nennen wir ihn „Falcon Front“.

Die Form ist dabei nicht aus einer rein gestalterischen Idee entstanden. Sie ergibt sich aus mehreren technischen Anforderungen, die an dieser Stelle des Fahrzeugs zusammenlaufen – und entwickelt gerade daraus ihren eigenen Charakter.

Luft für den Heckdiffusor

Eine wesentliche Erkenntnis aus der aerodynamischen Optimierung betrifft zunächst einen Bereich, den man beim Blick auf die Front vielleicht gar nicht erwarten würde: das Heck.

Damit der Heckdiffusor möglichst wirksam arbeiten kann, muss ihm ausreichend Luft unter dem Fahrzeug zugeführt werden. Wie gut das gelingt, entscheidet sich bereits ganz vorne.

Eine besondere Rolle spielt dabei das frei stehende Vorderrad. Der anströmende Luftstrom soll sich vor ihm möglichst definiert aufteilen, seitlich und unterhalb vorbeigeführt werden und sich hinter dem Rad wieder möglichst geordnet zusammenfinden.

Genau hier hilft die ausgeprägte zentrale Schnabelspitze der Falcon Front. Sie beginnt früh mit der Aufteilung des Luftstroms und unterstützt eine gezielte Führung in Richtung der Bereiche, in denen wir die Luft weiter unter beziehungsweise seitlich am Fahrzeug entlangführen möchten.This is where the pronounced central beak of the Falcon Front comes into play. It begins dividing the airflow early and helps guide it toward the areas where we want the air to continue beneath or along the sides of the vehicle.

Interessant wird diese Geometrie auch bei leicht schräger Anströmung. Fahrtwind trifft ein Fahrzeug in der Realität schließlich nicht immer exakt frontal. Bereits ein moderater Seitenwindanteil verändert den Anströmwinkel. Die ausgeprägte Schnabelkante kann dabei helfen, die Strömung weiterhin früh zu ordnen und in die gewünschte Richtung zu motivieren.

Die Front wird damit zu einem funktionalen Bestandteil eines durchgängigen aerodynamischen Konzepts – vom ersten Auftreffen der Luft bis hin zum Heckdiffusor.

Frischluft aus dem Staudruckfeld

Eine zweite wichtige Aufgabe liegt unmittelbar im Frontbereich selbst.

Dort entsteht während der Fahrt ein Bereich hohen Staudrucks. Genau dieses Druckniveau lässt sich nutzen, um mit möglichst geringem zusätzlichen Aufwand Frischluft für den Innenraum aufzunehmen.

Perspektivisch kann dieser Luftstrom auch für den Kühlluftbedarf einer späteren Klimatisierung interessant werden.

Entscheidend ist dabei nicht nur die verfügbare Luftmenge, sondern auch die Position der Luftaufnahme.

Je näher ein Einlass an der Fahrbahn liegt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, zusätzlich aufgewirbelten Staub, Schmutzpartikel und bei nasser Fahrbahn auch Wasser aufzunehmen. Deshalb liegen die beiden Lufteinlässe der Falcon Front bewusst vergleichsweise hoch innerhalb des Staudruckfeldes.

Ziel ist, möglichst saubere Außenluft bereits am Eintritt aufzunehmen und damit auch die nachfolgende Filterung zu entlasten.

Die Öffnungen sind deshalb weder Dekoration noch klassische Kühleröffnungen. Position, Querschnitt und Einbindung in die Front entstehen aus einer konkreten strömungstechnischen Funktion.

Warum „Falcon Front“?

Bei der Gestaltung der luftführenden vorderen Seitendeckel erinnerte uns die Form bereits an einen Vogel im Sturzflug.

Beim weiteren Arbeiten an der Front kam eine zweite Beobachtung hinzu: Auch bei einem Falkenkopf befinden sich die natürlichen Lufteinlässe an einer Position, an der sie funktional gut in eine strömungsgünstige Gesamtform integriert sind.

Diese Analogie führte uns zu den beiden seitlichen Lufteinlässen und zur zentralen Schnabelkante des heutigen Entwurfs.

Es geht dabei nicht darum, die Natur formal zu kopieren. Spannend ist vielmehr, dass ähnliche funktionale Anforderungen manchmal zu erstaunlich ähnlichen geometrischen Lösungen führen.

So wurde aus einer technischen Aufgabenstellung schließlich die Falcon Front.

Form follows function – und Fertigung

Aerodynamik allein reicht für ein gutes Bauteil allerdings nicht aus.

Die Front muss sich später auch wirtschaftlich und reproduzierbar herstellen lassen. Deshalb berücksichtigen wir bereits bei der Formgebung die Werkzeugauslegung und insbesondere eine möglichst unkomplizierte Entformung der Bauteile.

Gleichzeitig müssen klare und robuste Schnittstellen zu den angrenzenden Teilen der Außenhaut entstehen.

Hinzu kommt eine sehr praktische Anforderung: Die Fahrzeugfront gehört zu den Bereichen, die bei einem kleineren Unfall oder Rangierschaden besonders exponiert sind. Der Aufbau soll deshalb ermöglichen, beschädigte Frontbauteile möglichst gezielt auszutauschen, ohne unnötig große Bereiche der Außenhaut ersetzen zu müssen.

Auch Wartbarkeit und Reparaturfreundlichkeit beeinflussen damit bereits die Gestaltung.

Technik bekommt ein Gesicht

Die Falcon Front zeigt für uns sehr schön, wie wir das TWIKE 5 entwickeln.

Nicht zuerst eine Form festlegen und anschließend versuchen, die Technik darin unterzubringen.

Sondern Luftströme verstehen, Funktionen miteinander verbinden, Herstellbarkeit und Reparatur mitdenken – und daraus entsteht die Form.

Dass diese Form am Ende gleichzeitig eine starke eigene Identität bekommt, ist ein schöner Nebeneffekt.

Der gezeigte Entwurf wird in den kommenden Entwicklungsschritten noch weiter verfeinert. Seine grundlegende funktionale Idee steht jedoch: Die Front soll den Luftstrom nicht nur schneiden – sie soll ihn führen.

Let’s TWIKE!