AERODYNAMIK
När man konstruerar ett effektivt hjul är det viktigt att konstruera ett hjul som flyttar så lite luft som möjligt. Ett hjul med en täckt yta. Att flytta luft kostar energi.
Motsatsen är en turbinformad fälg, eftersom turbinen uppfanns för att flytta luft. Ironiskt nog är många eftermarknadshjul för Tesla formade som turbiner som blåser eller suger luft beroende på sida.
Men du kanske har lagt märke till att elbilar som regel levereras med täckta fälgar. Den förbättrade räckvidden tack vare aerodynamiken är mycket viktigare än den eventuella nackdelen p.g.a. den lilla viktökningen. OEM-tillverkarna förstår detta. Så hur kan hjulets design göra en sådan skillnad?
För att svara på den frågan behöver vi en kort lektion i aerodynamik: Luftfriktionen är proportionell mot kvadraten på hastigheten mellan ett föremål och luften. Till exempel skapar dubbel hastighet fyra gånger så stor friktion.
Tänk dig nu hjulet på en bil som rullar. Däcket som nuddar asfalten har ingen hastighet i bilens färdriktning, navet på hjulet sitter fast i bilen och har alltså samma hastighet som bilen i färdriktningen. Följaktligen har den allra översta delen av hjulet dubbla hastigheten i färdriktningen jämfört med bilen. Och vi vet att dubbel hastighet är fyra gånger friktionen.
Man kan säga att hjulet är fyra gånger så viktigt att göra aerodynamiskt som bilens kaross, alltid.
THE RAZOR
Razor är mer än vad du kanske tror. En hel del smart ingenjörskonst döljer sig i designen.
Vi ville inte kompromissa och valde en riktad design. Det gav oss möjlighet att göra ett antal skräddarsydda ventilationshål för att flytta luften från bromsarna i precis rätt mängd.
Om du tittar närmare på bromsskivan på din Tesla ser du att den fungerar som en radialfläkt och att luften blåser mot kanten av hjulet. Det är här vi har placerat våra ventilationshål, precis som på många racinghjul.
D:na har en rak framkant som separerar vindflödet och en böjd/vinklad bakkant som suger ut luft från bromsflödet. Luften transporteras inte bara bort, den har en andra uppgift, den fungerar som smörjning av den övre delen av hjulet och hjälper till att minska det 4-faldiga luftmotståndet.
BENCHMARKING
Vid utvecklingen av Model S vände sig Tesla till EXA / Dassault Systèmes för CFD-simuleringar. Vi rådfrågade också EXA för en benchmarking-simulering. Resultatet visar att vårt hjul, Razor, minskar luftmotståndet för hela bilen med 9,9% jämfört med OEM Turbine-hjulet. Sidokraften reduceras med 94%. Som du kan se nedan skapar ett turbinformat hjul ett massivt asymmetriskt kölvatten.
JÄMFÖRELSE AV DRAGKRAFT
21″ Razor vs OEM 21″ Turbine-hjul
9.9%
mindre totalt luftmotstånd
94%
mindre sidokraft
30%
mindre luftmängd som förflyttas av fälgen
KOMMANDE: THE CLAW
Vår andra design genomgår för närvarande tester. Ett hjul i hybridmaterial där vi utnyttjar egenskaperna hos varje material. Aluminiumet är noggrant skulpterat till organiska kloformade ekrar, och kolfibern används för att täcka den stora ytan för aero prestanda.