Das Konzeptfahrzeug
Mercedes-Benz bionic car
Dafür war Teamarbeit notwendig: Biologen, Bionik-Wissenschaftler und Automobilforscher verschiedener Fachbereiche starteten zu einer außergewöhnlichen Expedition ins Tierreich, die sie schon nach kurzer Zeit in die Tiefen der Unterwasserwelt führte - und für eine Überraschung sorgte: Nicht die schnellen, schlanken Schwimmer wie Haifisch oder Delfin kamen den Idealvorstellungen der Auto-Ingenieure besonders nahe, sondern ein Meeresbewohner, der auf den ersten Blick alles andere als stromlinienförmig und flink wirkt: der Kofferfisch.
Er ist in den Korallenriffen, Lagunen und Seegrasgebieten tropischer Meere zu Hause und hat dort in vielerlei Hinsicht die gleichen Bedingungen wie Autos: Er muss mit seinen Kräften Haus halten und sich mit geringstmöglichem Energieeinsatz fortbewegen, was starke Muskeln und eine strömungsgünstige Form erfordert. Er muss hohem Druck standhalten und seinen Körper bei Kollisionen schützen, sodass eine steife Außenhaut notwendig ist. Und er muss sich bei der Nahrungssuche auf engstem Raum bewegen, was gute Manövrierfähigkeit voraussetzt.
Der Schein trügt: Trotz des kantigen Äußeren ist der Kofferfisch ein überaus geschickter Schwimmer. Seine würfelförmige Statur ist dabei keineswegs hinderlich - im Gegenteil: Der Kofferfisch besitzt einzigartige Eigenschaften und ist ein Musterbeispiel für die genialen Erfindungen der Natur, die sich in Jahrmillionen entwickelten und bis heute bewähren. Das Grundprinzip dieser Evolution: Nichts ist überflüssig, jedes Körperteil dient einem Zweck - manchmal sogar mehreren gleichzeitig.
So besteht die Außenhaut des Kofferfisches aus einer Vielzahl sechseckiger Knochenplatten, die so miteinander verwachsen sind, dass sie einen starren Panzer bilden. Diese knochige Wabenstruktur verleiht dem Rumpf des Fisches hohe Steifigkeit, schützt ihn vor Verletzungen und ist auch das Geheimnis seiner perfekten Bewegungsfähigkeit. Denn entlang der Kanten am oberen und unteren Teil des Rumpfes bilden sich kleine Wasserwirbel, die den Fisch in jeder Lage stabilisieren und dafür sorgen, dass er auch bei turbulenten Strömungen auf Kurs bleibt. Seine Flossen muss er dafür nicht bewegen und kann deshalb Kräfte schonen.
Übertragen auf den Automobilbau ist der Kofferfisch also ein ideales Vorbild für Steifigkeit und Aerodynamik. Hinzu kommt, dass seine rechteckige Anatomie mit dem Querschnitt einer Pkw-Karosserie nahezu identisch ist. So stand der Kofferfisch Modell für ein bislang einzigartiges Fahrzeugprojekt der Automobilentwicklung.
Die erste Teilaufgabe, der sich die Ingenieure des Mercedes-Benz Technology Centers und der DaimlerChrysler-Forschung widmeten, lautete Aerodynamik. Im Wind- und Wasserkanal untersuchten sie, wie die Merkmale des lebendigen Vorbilds auf ein Automobil übertragen werden können?
Die Ergebnisse sind beeindruckend: Trotz seiner kantigen Statur besitzt der Kofferfisch fast ebenso gute strömungstechnische Qualitäten wie ein tropfenförmiger Grundkörper, der unter Fachleuten als Maßstab für die aerodynamische Idealform gilt. Bei freier Anströmung hat dieser Stromlinienkörper einen Luftwiderstandsbeiwert (cW-Wert) von 0,04. Mit einem originalgetreuen Modell des Kofferfisches erzielten die Mercedes-Ingenieure zuerst mittels Computerberechnung und später im Windkanal einen Wert, der diesem Idealkörper recht nahe kommt: cW 0,06 - ein hervorragendes Ergebnis. Das erklärt, warum der Fisch ein so guter Schwimmer ist und sich mit minimaler Kraftanstrengung flink bewegen kann.
Um dieses aerodynamische Potenzial zu nutzen, entwickelten die Stuttgarter Fachleute zunächst ein tönernes Automodell im Maßstab 1 : 4, dessen Form weitgehend dem Kofferfisch entsprach. Die kantigen Außenkonturen des lebendigen Vorbilds wurden dabei im Dach- und Schwellerbereich ebenso adaptiert wie das markante, nach unten abfallende Heck mit den starken seitlichen Einzügen und der markanten Pfeilung.
Damit stellten sie wichtige Prinzipien der Automobil-Aerodynamik auf den Kopf - und waren deshalb angesichts der Ergebnisse umso überraschter: Der cW-Wert des Automodells beträgt 0,095. Es ist damit aerodynamisch genauso gut wie ein Boden gemessener stromlinienförmiger Grundkörper (cW 0,09) — die Idealform der Automobil-Aerodynamiker.
Den Luftwiderstandsbeiwert heutiger Kompaktwagen unterbietet das Potenzialmodell in der Form des Kofferfisches um mehr als 65 Prozent.
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