Technik Weltklima hinter Glas
An diesem Morgen heißt der Wettergott Peter Wolfangel, ist 42 Jahre alt und von Beruf Maschinenbau-Ingenieur. Mit seinem Zeigefinger lässt er einen subpolaren Wintersturm aufziehen, dann feuchtkalten Nebel wabern und Äquatorsonne niederbrennen. Das Ganze in kaum mehr als 80 Minuten.
Wolfangel kontrolliert das Weltklima mit einer Computermaus. In einem 120 Quadratmeter großen Hallenraum lässt er die drei biblischen Elemente aufeinander prallen und beobachtet sein Werk durch zwei grünlich schimmernde Bleiglasscheiben.
Nun möchte er die Äquatorgegend wieder verlassen. 30 Breitengrade nach Norden. Flink springt er mit dem Cursor von einem Bedienfeld zum nächsten. Er ist zufrieden, die Naturgewalten gehorchen ihm mit äußerster Präzision. "Luftfeuchtigkeit 40 Prozent, Temperatur 40 Grad. Leichter Wind mit drei bis vier km/h", liest Wolfangel vom Monitor ab und murmelt: "Ziemlich subtropisch, wie zwölf Uhr mittags in Houston."
Er hält inne, scheint über den letzten Satz noch einmal nachzudenken und sagt: "Jetzt mache ich erst mal Mittagspause." Schnell schlingt Wettergott Wolfangel eine Portion Spätzle hinunter und stürmt wieder los, zurück in den Klimawindkanal des Stuttgarter Klima- und Motorkühlanlagenbauers Behr.
Auf den Ingenieur wartet die neue 7er Limousine von BMW, die er schon den ganzen Tag durch die Klimazonen des Planeten scheucht, ohne dass der Wagen auch nur einen Meter gefahren ist. "Die Natur ist eher unzuverlässig", findet Wolfangel. Um ihr auf die Sprünge zu helfen, testet die Firma Behr neue Produkte nicht mehr ausschließlich auf der Straße, sondern hat sich "die Straße ins Labor geholt", wie der Maschinenbauer stolz bemerkt.
Der Klimakanal in Stuttgart, 24 Millionen Mark teuer und seit Anfang dieses Jahres in Betrieb, ist in seinen Möglichkeiten bislang einzigartig auf der Welt. Er vervollständigt eine ganze Reihe weiterer Simulationsanlagen rund um die Autobau-Hochburg Stuttgart. Neben den werkseigenen Anlagen von DaimlerChrysler betreibt die Universität Stuttgart eine Art künstliche Straße zum Austesten des Strömungsverhaltens. Im Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation steht einer der wenigen Virtual-Reality-Räume, wo Designer die dreidimensionale Projektion eines Prototypen digital formen können. Bis zu drei Milliarden Mark müssen die Hersteller für die Entwicklung eines neuen Kraftwagens ausgeben. Zu viel, klagen die Finanzvorstände und beknien ihre Ingenieure, diesen teuren und langwierigen Prozess zu vereinfachen und abzukürzen.
Die Zauberformel der Technikstrategen lautet deshalb Simulation die Verlagerung von immer mehr Entwicklungsschritten in künstliche, wenn nicht gar virtuelle Welten. Das spart Zeit und Geld. "Wir konnten die Gesamtentwicklungszeit von einstmals 50 Monaten um ein ganzes Jahr verkürzen", verkündet Behr-Geschäftsführungsvorsitzender Horst Geidel.
Der Kunde im Neuwagenzentrum erfährt nur wenig vom Effizienzstreben der Autobauer. Die Revolution in der Serienfertigung findet hinter den Werkstoren statt, vorzugsweise im Verborgenen, weil sich kein Hersteller gern von seinem Konkurrenten beim Sparen zuschauen lässt.
Dennoch sind die gespitzten Bleistifte der Produktentwickler spürbar. Zwar sind die wesentlichen Betriebselemente des Automobils bereits vor zwei Jahrhunderten erfunden worden. Doch um Kolben, Zylinder, Achse und Antriebswelle herum gruppieren sich mittlerweile Lenk-, Brems- und Navigationshilfen sowie Radio, Fernsehen und Internet ganz so, als gelte es, jede weitere Erfindung der letzten 115 Jahre zwanghaft auch im Auto unterzubringen. Das Resultat: benzinkraftgetriebene Großrechner mit stoßgedämpften Dosenhaltern.
Diese Technikwunder werden zu Preisen feilgeboten, die nur auf den ersten Blick immens wirken. Gemessen an den serienmäßig verbauten Gerätschaften, ist ein heutiges Auto geradezu spottbillig. "Wenn wir immer noch auf herkömmliche Weise ein Auto konzipieren würden, müsste jedes Nachfolgemodell stets 20 Prozent teurer werden", erläutert Behr-Chef Geidel.
Zu Beginn einer Produktentwicklung wird am liebsten mit dem Computer simuliert. So haben Forscher an der Universität Duisburg eine Software programmiert, mit der sich Fahrdynamik und Kurvenverhalten im Voraus berechnen lassen. Sowohl das Antiblockiersystem als auch die Antischlupfregelung und das Elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) standen erst einmal auf dem digitalen Prüfstand. Nun folgt der intelligente Tempomat.
130 Messfühler registrieren die Temperatur in der Fahrgastzelle
Besonders großes Einsparpotenzial birgt die Simulation von Crashtests: Rund 300 000 Mark kostet es den Autohersteller, einen Prototypen zu bauen und gegen die Wand zu fahren. Computerprogramme wie PAMCRASH oder LSDYNA3D dagegen benötigen nunmehr zwar zehn Stunden für die Simulation eines Frontalaufpralls von rund einer zehntel Sekunde Dauer, wobei sie auf Supercomputern Milliarden von Rechenoperationen pro Sekunde durchrattern. Aber sie spielen mindestens 50 solcher Unfälle für den Preis eines real zerstörten Prototypen durch.
Im fortgeschrittenen Stadium der Modellentwicklung reicht die binäre Scheinwelt nicht mehr aus. "Computer können nicht so komplex sein wie die Situationen, die ein Auto im Verkehr erwartet", erklärt Behr-Geschäftsführer Geidel. Für die Autobauer beginnt damit eine sensible Phase, denn auf öffentlichen Wegen lauern die Spione der Konkurrenz oder die Papparazzi der Autozeitschriften. Auf Testständen wie bei Behr können die Konzerne die ungebetenen Gäste austricksen. "Absolute Diskretion ist bei uns oberstes Gebot", schwört Geidel.
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