Woher kommt die Energieersparnis beim Windschattenfahren ?

Hier im Forum habe ich schon öfter gelesen,
dass das Fahren im Windschatten eines LKWs energiesparend und damit reichweitenerhöhend ist.

Das verstehe ich so.
Wenn ein Auto auf einer leeren Autobahnstrecke 80 km/h fährt, benötigt es x kWh je 100 km.
Wenn das Auto auf der gleichen Autobahnstrecke im Windschatten eines LKWs mit 80 km/h fährt benötigt es weniger als x kWh je 100 km.
Es wird angenommen, dass alle anderen Parameter (Temperatur, Witterung, u.s.w.) gleich bleiben.

Benötigt der vorausfahrende LKW mehr Treibstoff (Diesel) wenn ein Auto im Windschatten fährt als wenn er alleine auf der Straße unterwegs ist ?
Falls der LKW nicht mehr Treibstoff benötigt,
woher kommt beim Windschattenfahren die Energieersparnis beim Elektroauto ?

Da es in diesem Forum Spezialisten vieler Fachgebiete gibt bin ich zuversichtlich,
eine wissenschaftlich fundierte Anwort zu bekommen.

Vielen Dank
Alfred

Der Kraftvektor des Gegenwindes ist geringer im Windschatten oder gar nicht vorhanden im Idealfall.
Wissenschaftlich genug? :wink:

Kurze Antwort aus dem hohlen Bauch, habe vorher nicht darüber nachgedacht, aber mein Tipp ist, dass die Energie vom LKW sowieso zum Verdrängen der Luft gebraucht wird. Das folgende Auto braucht dann weniger Leistung zum Verdrängen der Luft. Es nimmt dem LKW keine Energie weg.

Gruß Mathie

Der vorausfahrende LKW gibt Energie an die durchfahrene Luft ab, indem er diese in Bewegung setzt und teilweise hinter sich her schleppt.

Ohne ein folgendes Fahrzeug würde diese Energie durch Reibung abgebaut.

Wenn ein Fahrzeug so dicht folgt, dass es diese Luft durchfährt, solange sie in Bewegung ist, kann es Energie sparen.

Der LKW muss dadurch nicht mehr Energie aufwenden.

Sehr komplex zu beantworten. Strömt Luft schneller entsteht ein Unterdruck. Daher fliegen Flugzeuge. Der Flügel ist oben länger, die Luft muss schneller sein als unter dem Flügel und der Unterdruck trägt das Flugzeug. Ähnlich beim Auto. Hinter dem Auto entsteht ein Unterdruck. Beide Fahrzeuge können schneller werden, das hintere fährt in der Unterdruck-Zone mit weniger Luftwiderstand und das vordere kann eine Reduktion des Unterdrucks erfahren. Aber das ist die KLV Antwort, die Strömungsverhältnisse können sehr komplex sein. Einem F1 Auto das Abtrieb braucht kann in der Kurve langsamer fahren müssen weil es nicht mehr genug angeströmt wird, etc. Aerodynamisch kann das System beider Autos damit weniger Energie aufwenden müssen als die Summe zweier Autos.

Ich glaube, dass die Energie-Einsparung beim Windschattenfahrer durch den geringeren Luftwiderstand kommt, ist jeden klar.
Ich glaube eher, dass die Frage darauf abziehlt, ob die Energie-Einsparung zu lasten des Vordermanns geht.
Benötigt der Vordermann also mehr Energie, wenn jemand in seinem Windschatten hängt?

Ich könnte mir sogar vorstellen, dass es bei der Kombination „windschnittiges Fahrzeug“ hinter „rollender Schrankwand“ unterm Strich für beide günstiger werden könnte.
Begründung: Ein LKW hat hinten eine extreme Windabrisskante, was zu starker Verwirbelung führt.
Er schiebt also nicht nur sehr viel Luft vor sich her, sondern erzeugt hinter sich auch Verwirbelungen, die nochmals „von hinten ziehen“.
Fährt nun ein Fahrzeug dicht hinter dem LKW, dann reduzieren sich die Verwirbelungen hinter dem LKW ein klein wenig und strömen über den windschnittigen PKW etwas besser.
Ergebnis: Sogar der LKW verbraucht minimalst weniger Energie.

Auf der VDI Konferenz zum autonomen Fahren ging es auch um das Platooning am Beispiel von LKWs. DAF hat ihr Konzept vorgestellt und dabei erwähnt dass nicht nur das folgende Fahrzeug etwa 10 % Treibstoff spart, sondern auch das erste Fahrzeug 2-3 %. Statt der etwa 2 s Abstand nach StVO wird beim Platooning mit 0,5 s Abstand und in Zukunft auch darunter gefahren. Dies vor allem für noch bessere Vermeidung von Luftverwirbelungen, aber auch um zu vermeiden dass sich kleinere Fahrzeuge dazwischen zwängen. :unamused:

Dass das funktioniert hat die Euro Truck Platooning Challenge gezeigt.

Die Fahrer in den folgenden Fahrzeugen brauchen gute Nerven und viel Vertrauen in das System, aber es wird weiterentwickelt werden und bis hin zum automatischen Folgen entwickelt. Ein wichtiger Punkt ist die Abstimmung der Bremsverzögerung der Fahrzeuge. Denn wenn das erste Fahrzeug im Notfall besser verzögert als die folgenden Fahrzeuge dann kommt es unweigerlich zum Auffahrunfall. Im vorliegenden Fall wurde das durch unterschiedliche Beladung gewährleistet. Das erste Fahrzeug war schwerer beladen als das Folgefahrzeug.

Das alles ist sicher eine sehr interessante Entwicklung. Zusammen mit über eine Oberleitung versorgte Zugmaschinen könnte dies den schienengebundenen Güterverkehr noch mehr in Bedrängnis bringen.

Vielen Dank für die ausführlichen Antworten.

Stimmt, so war meine Frage gemeint. Vielen Dank für die bessere Formulierung.

Es ist ja echt interessant, dass auch das vordere Fahrzeug weniger Energie benötigt.

Bezüglich guter Nerven: Man sieht öfter Radfahrer, die mit sehr wenig Abstand fahren.
Gibt es Radfahrer im Forum, die bestätigen können, dass auch der vorderste Radfahrer Energie einspart ?

Grüße
Alfred

Ich würde mich am Vordermann festhalten und ziehen lassen.

Es gibt eine aktuelle Untersuchung, die das bestätigt - ich glaube in der letzten Tour (Rad-Zeitschrift) wurde darüber berichtet.
Ist beim Radefahren auch sehr interessant, da aus taktischen Gründen öfter ein Radfahrer nur lutscht (Windschatten fährt) und nicht führt.
Trotzdem profitiert der vordere Radfahrer, zwar gering aber signifikant. Ich suche mal nach dem Artikel und dem Wert.
Der Unterschied ist aber nicht so groß, dass ich das beim Rennrad fahren schon einmal selber gemerkt habe.

Daraus ergibt sich ja eine ganz andere Begründung beim Windschatten fahren mit dem Tesla: Ich wollte nur dem Bus etwas mehr Reichweite verschaffen. :wink:

Falsch, das ist ein nicht tot zu kriegender Mythos:

luftfahrtarchiv.eu/index.php … &Itemid=59

Bildhaft gesprochen, ist die Vorstellung von den Teilchen ein begreifbares Verständnismodell, wie genau es tatsächlich abläuft, ist für ein grundlegendes Verstehen nebensächlich. Um es etwas zu vertiefen, der Unterdruck der Oberseite trägt zu 2/3 zum Auftrieb bei, der Überdruck, dementsprechend zu 1/3.
Daneben verändert sich das Strömungsbild auch noch wärend des Fluges, es gibt einem Umschlagspunkt, in dem die laminare Strömung auf der Oberseite in eine turbulente Grenzschicht umschläg und so nochmals das Strömungsbild verändert, dazu kommt es im hohen Unterschallbereich des Flugzeugs noch aufgrund der Geschwindigkeitszunahme der Strömung, abhängig vom Flügelprofil, zu Beschleunigungen in den Überschallbereich, in dem wieder andere Gesetzmäßigkeiten herrschen.

Was will ich damit sagen: einfach isses ned, wenn man genau hinschaut, drum sollt man’s soweit als möglich einfach halten.

Alles Gute!

Das ist kein Mythos sondern wie gesagt die KLV Version (Kinder, Laien, Vorstände). Ich denke den Erhaltungssatz für den Drehimpuls auspacken hilft nicht ohne Physikstudium, da ist die Version „gut genug“ :wink:

Nein, denn es ist schlicht eine völlig falsche Erklärung. Die Luft oben und unten kommt eben nicht am gleichen Punkt am Flügelende zusammen (warum sollte sie auch?), daher ist die Story mit dem längeren Weg falsch. Nicht vereinfacht, sondern falsch.

Hallo zusammen,
Für die welche es interessiert, ein Link zu einem Dokument welches den Auftrieb aus Physikalischer Sicht breitentauglich erklärt. Quelle: Fermi & Boeing
8ung in Englisch!

[url]http://www.allstar.fiu.edu/aero/Flightrevisited.pdf[/url]

Und das habe ich wo geschrieben? Das steht in dem Artikel aber nicht meinem Post. Und ja, die Luft strömt schneller über dem Flügel.

Wenn sie nicht am gleichen Punkt hinten ankommt, dann ist die Schlussfolgerung „längerer Weg = höhere Geschwindigkeit“ hinfällig. Und die höhere Geschwindigkeit ist ja nötig, um den geringeren Druck und somit den Auftrieb zu erhalten. Somit ist die Erklärung falsch.

Stell dir ansonsten einfach mal vor, die Oberseite des Flügels wäre statt schön gewölbt eine völlig erratische Zickzack-Kurve, sodass der Weg oben ebenfalls länger wäre als unten. Denkst du, solch ein „Flügelprofil“ hätte einen tollen Auftrieb? Nein, denn der Weg ist irrelevant.

Frag einfach Google, wenn du mir nicht glaubst, oder schau den Link an, den ich dir weiter oben schon geschickt habe.

Sorry für OT, bin jetzt raus aus dieser lächerlichen Diskussion.

Vielleicht auch noch interessant.
Auf den Wellen, die ein Schiff hinter sich herzieht kann man, wenn man es geschickt anstellt mit einem kleineren Boot reiten. Da geht von Gas wegnehmen bis zum richtigen Surfen ohne eigenen Energieeinsatz. Das Schiff ist dabei hunderte Meter entfernt. Ich kann mir nicht vorstellen dass es dadurch eine Vor-oder Nachteil erfährt. Es könnten also sehr viele Wellenreiter ohne Einsatz eigener Energie auf den Wellen eines großen Schiffes den Atlantik queren. Natürlich nur theoretisch.

Die Natur macht uns das schon lange vor, Vögel fliegen nicht umsonst in einer Keilformation, wobei der Vorderste die meiste Arbeit hat und deswegen auch regelmäßig abgewechselt wird.

Die Luft über dem Flügel strömt trotzdem schneller, aber ich habe ja schon gesagt, mein Post war unangemessen vereinfacht, der beschriebene Mechanismus falsch und der in den ausführlichen Links richtig dargestellt. Zufrieden :slight_smile: :question: