Aerodynamische Funktionen
Aktive Aero Felgen treffen den Nagel auf den Kopf - seit Jahrzehnten arbeitet die Automobilindustrie an Konzepten, um den störenden Luftwiderstand, den so genannten Widerstandsbeiwert (cd), am schnell drehenden Rad zu minimieren. Dieser Widerstand macht einen erheblichen Teil des gesamten Luftwiderstands aus. Er wirkt sich direkt auf die Fahrzeugeffizienz aus und verstärkt die Reichweitenängste bei Elektrofahrzeugen, insbesondere bei batteriebetriebenen Fahrzeugen (BEVs). Die Konstruktionen neuerer Elektrofahrzeuge zeigen, dass aus Gründen der Effizienz und der Reichweitenverlängerung zunehmend weiter geschlossene Radkonstruktionen mit kleineren Öffnungen verwendet werden. Diese Konstruktionen werden häufig durch Luftschleier ergänzt. Diese Kombination kann den Luftwiderstand um einige Prozentpunkte verringern, lässt weiter Prozentpunkte liegen. Nur das vollständige Schließen des Rades kann den Luftstrom und die schädliche Rotorwirkung des Rades vollständig verhindern. Dies kollidiert jedoch mit dem geforderten Thermomanagement des Bremsbereichs. Bei Situation wie einer Bergpassabfahrt und Notbremsungen werden die Bremsen stark erhitzt, das gilt auch bei Elektrofahrzeug da die solche Bremsleistungen nicht rein über die Rekuperation abgefangen werden können.
Mit den Curve Aktormodulen von CompActive können mehrere Lüftungsklappen als Teil eines aktiven Aero-Systems in das Rad integriert werden. Diese Lüftungsklappen öffnen sich automatisch durch die Wärme des Bremssystems und leiten die Kühlung über die Radoberfläche ein. Da sie ohne Energiequelle arbeiten, können sie leicht an schnell rotierenden Rädern angebracht werden. Die flachen Biegeaktoren bieten einen ausreichenden Hub und die notwendige Robustheit für ein Element, das sich im Straßenverkehr schnell dreht.
Aktive Vortex Generatoren oder adaptiven Turbulatoren lösen den Widerspruch zwischen sicher Landung und effizientem Reiseflug auf. Das zeigten auch die Flugversuche, die bereits im Rahmen eines ZIM-Kooperationsprojektes durch die Partner Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe und DG Flugzeugbau durchgeführt wurden. Mit adaptiven Turbulatoren kann die aerodynamische Leistungsfähigkeit bei fast jedem Tragflächenflugzeug verbessert werden. Sie bieten je nach Einsatzbereich die Möglichkeit die Mindestfluggeschwindigkeit oder die Geräuschentwicklung ohne Nachteile für die Reiseflugeffizienz bedarfsgerecht zu reduzieren. Die Randbedingungen der Anwendung – ein sehr limitierter Bauraum, ein möglichst geringes Gewicht und die Realisierung einer Vielzahl von kleinen Stellelementen – erschweren die Realisierung dieser Funktionalität mit konventionellen mechanischen Systemen. Die Curve Biegeaktoren mit materialintegrierter Aktorik ermöglichen eine aktiv ansteuerbare Funktion auch unter derartigen Anforderungen. Ein einzelner aktiver Turbulatoren mit einer Bauhöhe von 1,8 mm und einem Gewicht von 1,5 g ist in der Lage eine Spitzenauslenkung von 17 mm zu erzeugen.
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Mit zunehmen höheren Effizienzanforderungen in der Luftfahrt und insbesondere wenn es darum geht elektrisch zu Fliegen oder mit nachhaltigen aber teuren Energieträgern, wie Wasserstoff (H2), abzuheben, müssen alle Möglichkeiten für eine maximale Reiseflugeffizienz genutzt werden. Dazu gehört z.B. der Einsatz sogenannter laminarer Flügelprofile, die jedoch auch bekannt dafür sind insbesondere bei der Landung kritisch zu reagieren und dadurch die Sicherheit schmälern. Dieser Konflikt lässt sich durch aktive Turbulatoren auflösen. Ähnlich verhält es sich mit Strömungsbeeinflussungen, die im urbanen Raum die Lautstärke bei Start und Landung reduzieren. Werden diese adaptive mit Curve Aktoren umgesetzt, kann man auf Reiseflughöhe wieder zur effizienten Strömung zurückkehren.
