Europese trucks zijn niet bijster gestroomlijnd. Zweedse onderzoekers willen die stroomlijn verbeteren door luchtmoleculen te ioniseren.
Moderne Amerikaanse trucks hebben dankzij hun mooie neus een goede stroomlijn. Europese trucks daarentegen hebben de stroomlijn van een baksteen en dat heeft een impact op het brandstofverbruik, vooral bij zijwind.
Geïnspireerd door ontwikkelingen in de luchtvaart hebben onderzoekers van de Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) in Stockholm bedacht dat een elektrische luchtstroom rond de hoekige Europese vrachtwagencabines de trucks soepeler door de zijwind kan laten glijden. Dit verbetert de stroomlijn, vermindert de wrijving en verlaagt daarmee het brandstofverbruik en de CO2-uitstoot. In het onderstaande filmpje zie je hoe het werkt.
Luchtvaart als inspiratie
Om uit te leggen hoe het werkt, beginnen we bij luchtvaart, want daar begrijpen ze uiteraard alles van aerodynamica. Op de uiteinden van veel vliegtuigvleugels zie je zogeheten winglets. Deze rechtopstaande randen verbeteren de luchtstroom over de vleugel als het toestel opstijgt en landt. Op die momenten is de neus van het toestel omhoog gericht, en zijn daarmee ook de vleugels iets gekanteld. Deze hoek verstoort de luchtstroom over de vleugels, vermindert het draagvermogen en vergroot de wrijving. De winglets verbeteren die luchtstroom weer en doen een deel van het probleem teniet.
Bij de luchtstroom rond trucks is vaak hetzelfde aan de hand als bij vliegtuigvleugels, alhoewel het nog meevalt als de vrachtwagen in windstilte rijdt of de wind exact van voren heeft. Truckfabrikanten hebben namelijk veel gedaan in het toepassen van aerodynamische vormen. De lucht stroomt in principe vrij netjes van de cabine af en langs de zijkanten, boven- en onderkant naar achteren.
Maar niet bij zijwind, waar een truck negen van de tien keer mee te maken heeft. Dan wordt de luchtstroom verstoord, net als bij de vliegtuigvleugel onder een hoek. Als de wind schuin van links komt, ontstaan er aan de rechter zijkant chaotische luchtwervelingen en een onderdruk die de wrijving vergroten. Door extra lucht onder de luchtstroom door te blazen, los je dit probleem voor een groot deel op, zo hebben de Zweedse onderzoekers bedacht. Maar dat kan natuurlijk niet met winglets. “We kunnen geen scherpe, uitstekende randen op de truck hebben. Op onze manier bereiken we hetzelfde”, zegt project-begeleider Henrik Alfredsson.
Dit is een schaalmodel van een Scania-truck, een typisch Europese vrachtwagen met een stroomlijn-probleem. Aan één kant zitten verticaal geplaatste plasma actuators. (Foto: KTH)
Ioniseren luchtmoleculen
Alfredsson doelt op de plasma actuators die het team ontwikkelde en op een testmodel plaatste. Deze apparaatjes zitten verticaal geplaatst op de linker of rechter voorkant van het model. Elke actuator bestaat uit twee elektrodes die op een hoog voltage werken. Deze ioniseren luchtmoleculen en accelereren die om zo de wind te creëren die de luchtstroom beter langs de cabine laat geleiden. De actuators kunnen in richting en sterkte worden gestuurd om goed op de plaatselijke omstandigheden te reageren. Als een truck zo door zijwind rijdt, loopt de luchtstroom veel soepeler langs de cabine.
Europese truckfabrikanten zoals Scania doen er alles aan om de stroomlijn van hun trucks zo optimaal mogelijk te maken. De Europese lengte-wegeving laat echter weinig ruimte over. (Foto: Truckstar)
Minder CO2-uitstoot
Volgens de KTH-onderzoekers kan een brandstofbesparing van 5 procent worden gehaald met dit systeem. En dat is ook goed nieuws voor het milieu, aangezien trucks veel koolstofdioxide uitstoten. Iedere besparing op brandstof staat lineair gelijk aan een besparing op CO2-uitstoot en dat is winst in de strijd tegen de opwarming van de aarde. Bovendien zullen transporteurs en verladers blij zijn met lagere transportkosten.
Overigens is het verschil tussen Amerikaanse trucks (met neus) en Europese trucks (vlakke voorkant) het gevolg van verschillen in wetgeving. In Amerika hebben alleen de trailers een maximale lengte (van 15,90 meter). De lengte van de trekker die onder de trailer komt te staan mag variëren, wat ruimte biedt voor een mooie neus. In Europa voorziet de krapper bemeten EU-wetgeving erin dat de totale vrachtwagenlengte – trekker plus oplegger – niet boven de 16,5 meter mag uitkomen. Als je binnen die lengtes een neus voor de cabine wil, gaat dat ten koste van laadruimte, en dus is de zogeheten frontstuurcabine hier in Europa de standaard.
Bronnen: KTH, New Atlas, Science Times
Openingsfoto: KTH