GT - Aerodynamik, cw u. a.

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mitsublue
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GT - Aerodynamik, cw u. a.

Beitrag von mitsublue »

rogerant schrieb:
der angegebene cw-wert von 0,33 ist der eigentlich ein guter Wert oder
eher Mittelklasse für den GT??


Der cw-Wert ist in Verbindung mit der Fz.-Stirnfläche (A) für den Luftwiderstand eines Fahrzeugs (cw x A) massgeblich. Dieser wiederum ist v. a. ausschlaggebend für Fahrleistungen (v. a. im oberen V-Bereich) und Vmax.
0,33 bzw. eine A von 1,96m² sind für einen größeren Sportwagen gut durchschnittlich (1991 war das sehr gut). Grössere Limousinen liegen heute durchschnittlich etwas darunter (aber teilweise vermutlich erkauft durch relativ schlechte Auftriebswerte, s. u.).

Allerdings darf der cw-Wert v. a. bei schnellen, sportlichen Autos nicht isoliert gesehen werden.
Wichtig für die Fahreigenschaften sind neben anderen aerodynamischen Eigenschaften (z. B. Seitenwindverhalten, cw bei Schräganströmung) die Auftriebswerte. D. h. die Größe der Kräfte mit denen ein Fahrzeug bei höherem Tempo angehoben wird (ungünstig für das Fahrverhalten).
Niedrige cw-Werte und geringe Auftriebswerte sind leider oft gegenläufig, d. h. tendenziell hat ein Fz. mit sehr geringen cw meist hohe Auftriebswerte. Umgekehrt neigt ein Fahrzeug mit geringen Auftriebswerten (oder gar Abtrieb) zu schlechten cw-Werten. Die Kunst der Entwickler ist es daher, diese beiden Faktoren positiv zu beeinflussen. Ideal wäre also ein geringer cw-wert bei (je nach Verwendungszweck) geringem Auftrieb oder möglichst sogar Abtrieb (zusätzliche Kraft auf die Fahrbahn).
Außerdem müssen natürlich noch jede Menge anderer Gesichtspunkte berücksichtigt werden, z. B. Optik, Übersichtlichkeit, Unfallsicherheit, Geräusche, Klimatisierung, Verschmutzungsneigung, Kühllufteinlässe usw.
Insgesamt also ein „aerodynamischer Kompromiss“ (der übrigens durch „Plastikumbau“ meist verschlimmbessert wird).

Tieferlegung bringt üblicherweise Verbesserungen beim cw-Wert, grob bei - 30mm ca. cw -0,01, d. h. z.B. von 0,33 auf 0,32 (auch A geringfügig kleiner).

Gemessen werden cw-Werte und Aufrieb normalerweise in einem Windkanal, eine gebräuchliche Geschwindigkeit für Auftrieb sind die Werte für Vorder- und Hinterachse bei 200km/h.

Vergleicht man unter Berücksichtigung der cw-Werte und der Ab-/Auftriebswerte den GT mit anderen, auch neueren Sportwagen, sieht es insgesamt für den GT recht gut aus:

3000 GT
cw 0,33, A=1,96m²
bei 200km/h, Active aero „on“
Auftrieb vorne 110 N, Auftrieb hinten -110N (Abtrieb)
Der vordere Auftrieb ergibt sich vermutlich durch das „Aufnickmoment“ des Heckflügels.

(bei Active aero „off“ (cw bleibt gleich)
Auftrieb vorne 226 N, Auftrieb hinten 456 N)
Der Flügel drückt also bei 200km/h ca. mit 566N nach unten.
Daher sollte bei höherem Tempo Active Aero „on“ sein.

Vergleichsbeispiele (auch bei 200km/h gemessen)

Aston Martin DB 9 (2004)
Cw 0,33, A=2,05m²
Auftrieb vorne 420 N, Auftrieb hinten 180 N

BMW Z4 Coupe 3,0 (2006)
Cw 0,33, A=1,94m²
Auftrieb vorne 280 N, Auftrieb hinten 430 N

Mercedes SLK32 AMG (2002)
Cw 0,35, A=1,87m²
Auftrieb vorne 330 N, Auftrieb hinten 160 N

Porsche 996 (2002)
Cw 0,32 , A=2,00m²
Auftrieb vorne 240 N, Auftrieb hinten 60 N

Mitsubishi Evo VII 2002 (weil diesbzgl. Thread im Forum)
Cw 0,37, A=2,12m²
Auftrieb vorne 370 N, Auftrieb hinten 80 N
(weshalb bei diesen Aerodynamikwerten bei höherem Tempo die Dynamik nachlässt).

Audi TT 1,8T, Quattro (1998)
Cw 0,34, A=1,98m²
Auftrieb vorne 420 N, Auftrieb hinten 565 N
Die Folgen der TT - Auftriebwerte dürften bekannt sein.
Das kommt davon, wenn v. a. Designer und Marketingschwätzer das Sagen haben #-o .

Ähnlich („Retrodesign“ - Aerodynamik von vorgestern :-( )
BMW Z8 (2000)
Cw 0,42
Auftrieb vorne 258 N, Auftrieb hinten 668 N

Die nächsten sind auch nicht toll (vielleicht sollte man den Windkanal nicht so oft für die Formel 1 nutzen :-k )

Maserati Coupe 4200 (2002)
Cw 0,34, A= 2,02m²
Auftrieb vorne 550 N, Auftrieb hinten 450 N

Ferrari Maranello 575M (2002)
Cw 0,32, A= 2,09m²
Auftrieb vorne 610 N, Auftrieb hinten 400 N
Nicht gerade berauschend nach 4900 Std. im Windkanal.

Noch was neues Edles (Grundpreis 631 000 Euro )

Pagani Zonda F (2006)
cw 0,36, A=2,08m²
Auftrieb vorne -10 N, Auftrieb hinten - 250 N (Abtrieb)

Generell zeigt sich, im Gegensatz zu Behauptungen von manchen Herstellern und Madenhackern („Fachjournalisten“), dass bei Sportwagen ohne Heckflügel (evtl. ausfahrbar) oder Heckspoiler (evtl. integriert) offenbar kaum vernünftige Auftriebswerte zu erreichen sind.

mitsublue
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GT - Luftwiderstand

Beitrag von mitsublue »

eagledriver am 14. 1. 08

hallo,
Welchen Einfluß hat Activ Aero eigentlich auf die Höchstgeschwindigkeit? Von der Aerodynamik her
müßte der Wagen doch mit eingefahrenen Spoilern schneller sein. Ich habe es bisher nur
einmal geschafft kurz auf 260 zu beschleunigen. Habe erst 500km gefahren und jetzt ist
bis April Winterschlaf angesagt. Trotzdem würde mich das mal interessieren, denn bei
der Formel eins reden die ja von +/- 10kmh wenn der hintere Spoiler nur um 5° verstellt wird.
Kann mir vorstellen, dass ein Test so aussehen könnte:
Bei Höchstgeschwindigkeit einmal Activ Aero einfahren und schauen ob dann noch was geht.
Hat jemand Erfahrungen gemacht ?
(Sollte das hier bereits irgendwo stehen... sorry!)

Gruss eagledriver


Hallo eagledriver,
Bei gleichzeitigem Ausfahren der vorderen Venturischürze und Aufstellen des hinteren Flügels (Active Aero „on“) bleibt der Luftwiderstand gleich (allenfalls akademische Unterschiede). Das war sozusagen eine aerodynamische Vorgabe im Lastenheft bei Entwicklung des GT. Hinten wird durch die Flügelaufstellung Abtrieb generiert, dadurch prinzipiell höherer Luftwiderstand. Dieser wird aber durch Absenken der vorderen Venturischürze (weniger Luftwiderstand) ausgeglichen.

Gruß
mitsublue
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Re: GT - Aerodynamik, cw. u. a.

Beitrag von Detonator »

was mich interessiert... hat der Gen1 die gleichen CW Werte wie der Gen2??
Speziell mit offenen Scheinwerfern beim Gen1 dürfte der CW Wert doch dadurch schlechter sein, oder?

Kenne es von meinem Ford Probe II, mit geschlossenen Scheinwerfern fuhr das Auto etwa 240km/h, sobald man die Klappscheinwerfer rausgefahren hat wurde die Topspeed auf etwa 230km/h abgebremst.

Greets
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Re: GT - Aerodynamik, cw. u. a.

Beitrag von mitsublue »

was mich interessiert... hat der Gen1 die gleichen CW Werte wie der Gen2??

Prinzipell ja (Gen. 2 vielleicht geringfügig besser).
Der cw-Wert gilt natürlich bei Gen. 1 nur bei geschlossenen Klappscheinwerfern.
Bei offenen Scheinwerfern gibt es schon eine beträchtliche Erhöhung des Luftwiderstands.
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GT - Aerodynamik vs. andere Fz.

Beitrag von mitsublue »

Mal wieder was zu diesem Thema (s. auch mein obiger Beitrag aus 8/2006).

Es geht hier primär nicht um den MB SLS, sondern vergleichend um Aerodynamik.

Bei der sport-auto lief vor kurzem ein Mercedes SLS AMG im Supertest. Der getestete SLS stand ganz gut im Futter. Insgesamt recht positiv, sicher ein guter Sportwagen.
Es geht schließlich aber auch ein Fahrzeug für um die 200 000 Euro.

Schaut man sich jedoch mal den Bereich Aerodynamik näher an, dann sieht es dort vergleichsweise nicht so toll aus.
Werte bei 200km/h:

Mercedes SLS AMG
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2,14 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,364
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0,78
• Vorderachse: 41 kg Auftrieb
• Hinterachse: 8 kg Abtrieb

Zum Vergleich

3000 GT
• Fahrzeugstirnfläche (A): 1,96 m²
•Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,33
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0,65
• Vorderachse: 11 kg Auftrieb
• Hinterachse: 11 kg Abtrieb

D. h. u. a.
- Der Auftrieb vorne des GT liegt um ca. 30 kg unter der des SLS.
- Der Luftwiderstandsindex (cw x A) des GT liegt um ca. 20% unter der des SLS.
Bei Tieferlegung des GT um ca. 30mm (wie häufig gefahren) hat man ca. 0,32 x 1,945 = 0,62, d. h. ca. 26% unter der des SLS.

Zahlenwerte :? - wie wirken sich diese Werte aus?
Ich habe mal hinsichtlich Luftwiderstand gerechnet. Es geht hier weniger um die erzielbaren Fahrleistungen (die an sich natürlich völlig auseichend sind), sondern um das verschenkte Potential.

- Vmax des SLS lt. MB 317km/h (angeblich wg. den Reifen abgeregelt, nach meinen Berechnungen komme ich übrigens nur auf 315 km/h).
- Würde man (theoretisch) den Motor des SLS in eine GT-Karosserie setzen (bzw. wenn der SLS die GT-Aerodynamik hätte), käme er damit auf 338 km/h,
bzw.
- Ein GT mit 400 PS kommt rechnerisch auf 300 Km/h. Hätte er die SLS-Aerodynamik, wären es nur 276 km/h.
Für 300km/h benötigt der SLS ca. 489 PS.

Nachfolgend als Diagramm Leistung vs. Geschwindigkeit für die beiden Fahrzeuge
Bild

Das wirkt sich natürlich auch auf den Verbrauch aus. Nehmen wir mal gleichmäßiges Marschtempo auf der BAB von 200 km/h (angenommen gleicher Motor, mit einem angenommenen spez. Kraftstoffverbrauch von 320g/kWh):

Dafür braucht der SLS rechnerisch 149 PS, dem GT reichen dafür 119 PS. Die zusätzlich notwendigen Pferde wollen natürlich gefüttert sein.
Rechnet man über den spez. Kraftstoffverbrauch, braucht man (theoretisch) beim GT ca. 18,7L/100km, beim SLS sind es dann ca. 23,6 L/100km. Werte für 225km/h: GT 168 PS, SLS 212 PS, d. h. ca. 26,4 L/100km zu ca. 33,3 L/100km. So viel zum Thema „Effizienz durch Leichtbau aus dem Rennsport“ u. ä. bla bla.

Auswirkungen auch auf die Beschleunigung bei höherem Tempo (rechnerisch):
GT mit 400 PS, Originalkarosserie 0- 250km/h ca. 31 s, GT mit angenommener „SLS-Aerodynamik“ ca. 35,5s.
Bzw. SLS (571PS) original ca. 19,6s, mit „GT-Aerodynamik“ wären es ca. 18,4s.

Wo bleibt der Fortschritt? :-k

Wir reden hier
-Von einer preislich wesentlich höheren Fahrzeugkategorie
-Von zeitlichen Unterschied in der Entwicklung der beiden Fahrzeuge von ca. 20 Jahren.
-Bei ähnlichen Fahrzeugabmessungen einem höheren Alltagstauglichkeit des GT (z. B. Allrad, Heckklappe, Kofferraum).

Es zeigt sich wieder einmal, wie weit der GT damals in manchen Dingen seiner Zeit voraus war. Speziell im Bereich Aerodynamik, die ja teilweise vom einem futuristischen Aerodynamik-Konzeptfahrzeug übernommen wurde (das damals u. a. auch schon den aufgestellten Heckflügel als Bremshilfe nutzte, wie z.B. später der MB SLR). Auch haben wir beim GT wenig aerodynamisch bedingte Nachteile. Der GT hat beispielsweise kaum sicherheitsrelevante Verschmutzungsneigungen (z. B. Spiegel, Seitenfenster, Heckleuchten), neigt wenig zu Seitenwindempfindlichkeit oder zu stärkeren Windgeräuschen bei hohem Tempo.


An die aerodynamischen GT-Qualitäten sollten ab und zu auch mal die „Umbauer“ und „GT-Designer“ denken, die den GT diesbezüglich i. d. R. verschlimmbessern 8-[ . Vielleicht meinen sie wohl, sie sind besser als Ruf (Tuner), Pininfarina (Designer) und Rumpler (Aerodynamiker) zusammen (und das ohne spezielle Fachkenntnisse, Mess-Equipment, 1000e Stunden im Windkanal usw.).

Mal ein kleines Beispiel. Der GT hat unter dem verstellbaren Heckflügel zusätzlich einen Deflector. Dadurch wird eine Luftströmung in die „Totwasserzone“ hinter dem Heckabschluss geleitet. Dies bringt etwas weniger Luftwiderstand und weniger Verschmutzung der Heckpartie, insbesondere auch der Rückleuchten.
Durch z. B. einen „High-Tech-Carbon“-Nachrüstflügel geht dieser Effekt leider verloren. Zudem steigt meist der Luftwiderstand und das Aufnickmoment verstärkt den Auftrieb vorne.

Bild

Mercedes
Da wären doch ein paar Stunden mehr im Windkanal eher angebracht gewesen und dafür ein paar weniger in der Werbeabteilung (von wegen Schumi fährt an der Tunnelwand entlang infolge des wahnsinnigen Abtriebs - reale Werte s. o.). Design, Lifestyle und PR (und die Erbsenzähler aka Controller) sind heute offenbar wichtiger als Technik.

Wenn es bei der Formel 1 von MB aerodynamisch ähnlich läuft, wundert es mich nicht, dass die irgendwie nicht so recht in die Gänge kommen.
mitsublue
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Aerodynamik versch. Sportwagen

Beitrag von mitsublue »

Zum Vergleich noch weitere Werte von leistungsstarken Sportwagen:

Audi R8 5,2
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2,024 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,36
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0,729
• Vorderachse: 23 kg Auftrieb
• Hinterachse: 3 kg Abtrieb

Nicht so toll für Mj. 2009 , v. a. der cw-Wert (Audi RS4 und S5 sind z. B. windschlüpfiger)

BMW M3 (Mj. 2010)
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2.17 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0.33
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0.71
• Vorderachse: 10 kg Auftrieb
• Hinterachse: 23 kg Auftrieb

Corvette ZR1
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2,059 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,32
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0,66
• Vorderachse: 39 kg Auftrieb
• Hinterachse: 14 kg Auftrieb

Ferrari California (Mj. 2010)
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2,16 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,32
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0,69
• Vorderachse: 76 kg Auftrieb
• Hinterachse: 6 kg Auftrieb

Ferrari 599 GTB
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2.23 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0.33
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0.73
• Vorderachse: 41 kg Auftrieb
• Hinterachse: 24 kg Auftrieb

Beide Ferrari haben relativ hohe Auftriebswerte vorne

Maserati Gran Sport (Mj. 2006)
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2.02 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0.34
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0.69
• Vorderachse: 50 kg Auftrieb
• Hinterachse: 29 kg Auftrieb
Da besteht Verbesserungsbedarf

Nissan GT-R (Mj. 2009)
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2,30 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,31
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0,71
• Vorderachse: 3 kg Auftrieb
• Hinterachse: 8 kg Abtrieb

Aerodynmische Werte an sich nicht schlecht, aber die große Stirnfläche wirkt sich negativ aus. Das Fahrzeug ist einfach 10cm zu hoch (auch optisch, zu viel Retro)

Wiesmann GT MF5
• Fahrzeugstirnfläche (A): 1,99 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,38
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0,77
• Vorderachse: 56 kg Auftrieb
• Hinterachse: 6 kg Auftrieb

cw wie auch Auftriebswerte von gestern (Retrodesign sei Dank).

Im Allgemeinen liegen Porsche-Sportwagen aerodynamisch meist ganz gut (da wirkt sich auch der Heckmotor / glatte Unterboden positiv aus), z. B.
Porsche 997 S
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2.02 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0.29
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0.59
• Vorderachse: 24 kg Auftrieb
• Hinterachse: 14 kg Auftrieb

Porsche 997 GT2 RS
• Fahrzeugstirnfläche (A): 2,06 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,35
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0,71
• Vorderachse: 14 kg Abtrieb
• Hinterachse: 35 kg Abtrieb

Abtrieb zu Lasten des cw-Werts.
Die Karosseriegrundform und -maße sind beim 997 S und 997 GT2 RS an sich gleich, unterschiedlich sind nur die
aerodynamisch wirksamen Hilfsmittel (Spoiler, Flügel u.ä.). Die Auswirkungen sind gut zu erkennen.

Noch mehr beim
Porsche Carrera GT
• Fahrzeugstirnfläche (A): 1.95 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0.37
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 0.72
• Vorderachse: 49 kg Abtrieb
• Hinterachse: 40 kg Abtrieb

Jetzt noch mal ein etwas extremerer Sportwagen (oder straßenzugelassener Rennwagen)
Gumpert Apollo
• Fahrzeugstirnfläche (A): 1,99 m²
• Luftwiderstandsbeiwert (cw): 0,57
• Luftwiderstandsindex (cw × A): 1,14
• Vorderachse: 20 kg Abtrieb
• Hinterachse: 176 kg Abtrieb (!)

Abtrieb sehr hoch, aber cw miserabel. Benötigt daher für 200 km/h ca. 218 PS (und nach o. g. Berechnung 34,2l/100km bei 200 km/h). Bei 700 PS soll er ca. 330 km/h laufen. Ich habe mal durchgerechnet und komme bei der Aerodynamik nur auf knapp 300km/h.
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sbrunthaler
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Re: GT - Aerodynamik, cw u. a.

Beitrag von sbrunthaler »

Super Beitrag, danke!
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Re: GT - Aerodynamik, cw u. a.

Beitrag von Detonator »

sehr interessant!! Da sieht man wie intensiv Mitsubishi an dem Active Aero + Design unserer Autos gearbeitet hat.

Leider bereue ich mein defektes vorderes Active Aero abgebaut zu haben :cry: .

Interessant wären auch die Daten eines 3000GT Gen3, der ja zuletzt einen anderen Flügel (weiterentwicklung? oder kosteneinsparung?) erhalten hat.
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Re: GT - Aerodynamik, cw u. a.

Beitrag von Tiberius »

Ich vermute dass der Gen3 Heckflügel hauptsächlich aus Designgründen ausgewählt wurde, was aber nicht heissen muss dass er schlechter als der ActiveAero Spoiler ist.
In der Form ähnelt der Gen3 Flügel ja den Evo Flügeln und anders als viele Aftermarket-Teile handelt es sich ja wirklich um einen FLÜGEL und nicht um einen Spoiler. Der Gen3 Flügel hat eine umgekehrte Flügelform und erzeugt so mit steigender Geschwindigkeit auch mehr Abtrieb.
Was jetzt genau für welche Fahrsituation besser ist muss man wohl ausrechnen aber ich vermute mal auf einer Autobahn im Top-Speed Bereich erzeugt tatsächlich der Gen3 Flügel mehr Abtrieb und vor allem weniger Widerstand als der Spoiler.
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icke39
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Re: GT - Aerodynamik, cw u. a.

Beitrag von icke39 »

http://www.youtube.com/watch?v=LU0mqzX3FD8

Top Gear Video zum Gumpert mit 700PS. Schafft 300km/h auf einer Strecke von 1.2 Meilen...ich denke mal er dürfte noch schneller gehen ;-) .
Nun meine Frage: Wie erklärt sich der Unterschied zwischen dem von mitsublue errechneten Wert 300km/h und dem höheren praktischen Wert? Sind die Berechnungen Näherungen? Welche Größen spielen da eigentlich ne Rolle? Kann man das überhaupt berechnen? Ich meine die Übersetzung spielt doch auch eine Rolle. Ich habe mal gehört, daß auch ein 90PS Golf 300km/h schaffen könnte, allerdings braucht er dann ein entsprechendes Getriebe, so mit 100 Gängen oder sowas oder stufenlos. Würde mich mal interessieren. Danke schonmal für Antworten. Erleuchtet mich mal. :-D
mitsublue hat geschrieben: Bei 700 PS soll er ca. 330 km/h laufen. Ich habe mal durchgerechnet und komme bei der Aerodynamik nur auf knapp 300km/h.
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Otti.99
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Re: GT - Aerodynamik, cw u. a.

Beitrag von Otti.99 »

daß auch ein 90PS Golf 300km/h schaffen könnte
Nur im All :lol:
Du hast einen ständig steigenden Widerstand (Luftwiderstand), da muss auch die Leistung (Antrieb) ständig steigen. Aber ein 100 Gang Getriebe ändert nur das Verhältnis von Kraft zu Drehzahl. Wird das Eine grösser, nimmt das Andere ab.
Und Du bist mal JET geflogen? Bringen die Euch den gar nichts mehr bei? :-D Wofür hast Du den Nachbrenner noch mal gebraucht? :-alc

Gruß, Otti 8)
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