Modelleret af naturen: Skeletter og fiskeformer inspirerer bilproducenter

Der er sket en hel del siden opfindelsen af bilen i 1886. Men sammenlignet med fire milliarder års evolution er det ikke meget mere end et blink med øjet. Naturen har ofte meget bedre løsninger.

Er det en konstruktion, eller kan det gå? Når Klaus Millerferli holder spjældkuplerne på den nye Mercedes EQXX i sine hænder, tror man måske, at han har begået en fejl.

Den klodsede og ustrukturerede metaldel ligner mere en skraldespand end avantgarde. Og det er svært at tro projektlederen på, at det er meningen, at forakslen på den elektriske teknologibærer skal understøttes af den.

Men Millerferli vejer den støbte del i sin hånd med stor tilfredshed og er begejstret for dens lave vægt og luftige form. Ikke alene er den ekstremt stabil, den vejer også fire kilo mindre end en konventionel komponent.

Modelleret efter naturen - skeletter lavet af kulstof

"Det er derfor, vi har modelleret det efter naturen," siger ingeniøren. I stedet for at blive udviklet på tegnebrættet ved hjælp af den samme computersoftware, som bruges til at generere monstre til computerspil - ikke tegnet, men bogstaveligt talt vokset - ligner det derfor et skelet.

Og ligesom knoglerne hos mennesker eller dyr er den strukturelle del ekstremt stabil på de afgørende punkter, men kræver ikke overskydende materiale nogen steder og er derfor særlig let.

Millerferli følger dermed en trend, som i øjeblikket er meget populær blandt biludviklere. I kampen for at minimere vægten og maksimere rækkevidden lader de sig inspirere af naturen. Det er især tydeligt i Mission R, hvor Porsche er i gang med at forme fremtidens elektriske racerbil.

I stedet for at konstruere en ramme og derefter beklæde den med et karosseri, har den tosædede bil et kulfiberskelet, der er synligt på lang afstand, og hvis åbne huller, som i et bindingsværk, tillader meget usædvanlige kig ind og ud - især på taget.

"Form og funktion passer perfekt sammen," siger designer Peter Varga. "For dette såkaldte exoskelet er ikke bare særligt let og stabilt, det ser også spektakulært ud."

Skildpadde og kraniet af en dinosaur

Andre havde denne idé før Porsche: Udviklingstjenesteudbyderen Edag i Wiesbaden har for eksempel Genesis-teknologibæreren. Dens krop er modelleret efter et skildpaddeskjold fra en 3D-printer.

Eller den sporty tosædede bil fra Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation (IPA) i Stuttgart. For at sikre, at den faktisk forbliver under 500 kg og stadig giver tilstrækkelig beskyttelse mod ulykker, måtte Simosaurus' kranium bruges som model for dens kropsstruktur.

Endelig fandt forskerne et par interessante paralleller: Under jagt blev knoglen belastet på samme måde som chassiset, når man kører over en ujævn vej. Og når kæben smækkede sammen, mens man spiste, virkede der lignende kræfter som i et styrt, forklarer IPA-eksperterne.

Vattet på land og elegant på vandet

Ud over letvægtskonstruktion og sikkerhed er det frem for alt aerodynamikken, der henter inspiration fra naturen. "Evolutionen har allerede frembragt nogle sensationelle former, når det gælder luftmodstand," siger Teddy Woll, som er ansvarlig for vindtunnelen hos Daimler. Ligesom pingvinen.

På land kan den virke langsom, og dens gang er hverken effektiv eller æstetisk. "Men i vandet kan ingen narre den," siger Woll, som kunne blive ved i timevis med at tale om fugle og fisk. Så det er ikke underligt, at nogle detaljer på vores biler minder om vinger eller finner, eller at hele formen er modelleret efter en fisk.

Men der er også grænser, især når det gælder konflikten mellem aerodynamik og æstetik, indrømmer Woll. Han minder om boksefisken, som var model for den schwabiske virksomheds bioniske bil i 2005. Fisken er særlig aerodynamisk gunstig, og bilen, der er inspireret af den, er utrolig effektiv med en Cd-værdi på 0,19.

Men smuk er anderledes. Selvom den passer perfekt til en kompakt varevogn eller SUV, er det derfor usandsynligt, at denne form vil appellere til den brede offentlighed - og den er for længst forsvundet tilbage til designernes bevisrum.

Lotusblomst-effekt til rene toiletter og dækflanker

Kropsrammer som et knogleskelet, dyrkede strukturelle dele og designlinjer som fiskekroppe - hvor nye disse ideer end måtte være, er bionik en gammel traver. Uanset om det drejer sig om biler, fly eller husholdningsteknologi, så har naturen været model for praktiske præstationer i umindelige tider.

Et af de mest populære eksempler på overførslen fra naturen til fabrikken er den såkaldte lotusblomst-effekt, hvor plantens blade har pansret sig mod snavs.

Forskerne har også været i stand til at overføre princippet med de små knopper, som er ansvarlige for, at vand og dermed også smudspartikler ruller af plantens overflade, til kunstige overflader. Det sikrer, at håndvaske eller toiletkummer altid er rene. En egenskab, som lakproducenter snart vil bruge til at gøre bilvask overflødig, og dækproducenter til at holde siderne af deres dæk rene.

Effektiv haj som rollemodel for mere effektive biler

Det er dog ikke kun blomster, der inspirerer forskerne, men også fiskeskæl. For et par år siden undersøgte BMW-forskere huden på en haj. Særlige profiler kan reducere friktionsmodstanden med op til tre procent.

Ideen: Hvis disse profiler blev overført til en film og limet på metalpladerne, kunne brændstofforbruget reduceres tilsvarende. Bavarianerne forfulgte dog ikke denne idé yderligere.

Det er ikke usædvanligt, for bioniske idealer kolliderer ofte med andre krav til bilen - det være sig omkostninger, realisering i produktionen eller simpelthen smag: "Fordi ikke alt, hvad bionikken fortæller os om design, for eksempel, ville behage forbrugeren," siger Mercedes aerodynamiker Woll og fortæller om den igangværende designstrid med designerne.

Det betyder ikke, at bionik er afskrevet. Tværtimod: De eksisterende udviklingsmetoder er ikke altid i stand til at imødekomme de mange udfordringer, som bilindustrien står over for i øjeblikket. Derfor søger man løsninger i andre sektorer, herunder bionik: "Bionik giver interessant inspiration og løsninger," siger Julia Jung, talsmand for BMW.

Kilde: Skeletter og fiskeformer inspirerer bilproducenter / Nürnberger Nachrichten (18.10.2022)