menetellenállás
Mit kell legyőznünk? Menetellenállások 3. rész
2014.08.29.
- A hozzászóláshoz be kell jelentkezni
A légellenállás csökkentése és az áramvonalas karosszéria édestestvérek. E „testvéri” kapcsolat lehet haszonelvű, mérnöki alapú, tehát a fogyasztás csökkentését célzó, akár a szélsőségekig, rekordhajhászásig is elmenő, és lehet „csak” dizájn. Szerencsés, ha a kettő – némi kompromisszummal – összetalálkozik. A valóban eredményt hozó áramvonalas karosszéria az áramlástan tudományának terméke. Régebben elsősorban szélcsatorna-kísérletek tapasztalataiból építkezett, ma már a dinamikus áramlási szimulációs számítások, az erre kifejlesztett célprogramok is segítik a mérnökök munkáját. Az előző részben utaltunk arra, hogy a légellenállás egyik eleme a karosszérián belüli, feltétlenül szükséges, hűtő levegőáramlás és a „hasa alja” áramlás. Erre mutat példát az Audi áramlási tanulmánya, melyet a CFD (Numerikus áramlás szimuláció - Computational Fluid Dynamics) segítségével végeztek az A6-os modellen.
Térjünk vissza a kezdetekhez, amikor az autókonstruktőrök már láttak fantáziát az áramvonalas kialakításban. Valószínű, hogy rekordkísérletéhez Camille Jenatzy belga mérnök már tudatosan alkalmazta a lövedék vagy torpedó alakot. Bizonyára ez is segítette, hogy 1899. április 29-én sikerüljön először átlépnie a 100 km/h sebességet a franciaországi Acheres-ben La Jamais Contente nevű (Az örök elégedetlen) autójával. Az autót villanymotor hajtotta!
„Ráérzéssel” és talán a figyelemfelkeltés célzatával (némi extravaganciával?), születtek áramvonalas gépjárművek. Ilyen volt az alábbi képen látható 1914 A.L.F.A. (Alfa Romeo előd) 40-60HP Castagna Siluro Ricotti, melynek motor és alváz tervezője Giuseppe Merosi.
Az I. Világháború idején, első sorban katonai megbízásból, az aviatika nagyot fejlődött, a léghajóknak is komoly szerepet szántak. A fejlesztés itt már a csak tudományos alapokon történhetett, és ebben az áramlástan komoly szerepet kapott. Mindez képbe helyezi Járay Pálnak a légellenállás csökkentésében végzett tudományos munkáját. (Cikksorozatunk előző részében már szót ejtettünk Járay munkásságáról, most ezt tovább taglaljuk.) Járay szakmai életútjának adekvát technikatörténeti feldolgozásával mi magyarok még adósak vagyunk. Nem könnyű feladat ez, mert több műszaki területen – nagyfrekvenciás technika, például rádiózás, képátvitel stb. – dolgozott, alkotott, ezt átfogni egy technikatörténésznek sem egyszerű. Egy speciális kerékpárt (J-Rad) is konstruált (ez, az életpálya egy izgalmas kitérő műszaki kalandja) A Járay hagyatékot Svájcban őrzik, a Járay bibliográfia (Zürich: Wissenschaftshistorische Sammlungen der ETH-Bibliothek, 1984.) több ezer tételt tartalmaz. (Köszönet az információért Négyesi Pál úrnak.) Néhány megemlékező sorunkat kérem sem életrajznak, sem pályarajznak ne tekintsék, inkább csak szerény figyelemkeltés a célunk vele.
Járay Pál
feltaláló, járműtervező az aerodinamika úttörője, az áramvonalas autó atyja
Járay-t az autós világ, és ezt nem csak az utókor állapította meg, az áramvonalas autó atyjának tekinti. Vele, mellette voltak, akiket ez a probléma foglalkoztatott és eredményeket is értek el, de Járay volt az, aki az autó légellenállási menetellenállásával tudományos alapon foglalkozott; dokumentálta, szabadalommal levédette. És ami nem mellékes, az áramvonalú építési elveit sorozatgyártású autókon alkalmazták és az sem mellékes, hogy ezzel – egy ideig – némi jövedelemhez is jutott.
A temesvári eredetű Jeitteles-Járay család több tagja is Bécsbe költözött, így Járay Adolf is, Járay Pál édesapja. Adolf és felesége Therese Schönberg házasságából Bécsben öt gyerek született. Pál 125 éve, 1889. március 11-én látta meg a napvilágot.
Iskoláit a bécsi Maschinenbauschulén végezte, majd a Prágai Műszaki Egyetemen Rudolf Dörfl professzornál, asszisztensként dolgozott. (Dörfl Rudolf is magyar származású, a vajdasági Nagybecskereken született 1855-ben.) Műszaki tanulmányai után mindjárt a repülőgépiparba került (e területn benyujtott találmányai is jelentősek!), majd 1913-ban áthelyezték Friedrichshafenbe, ahol a Zeppelin-léghajók áramlástani vizsgálatával bízták meg. A fotó a „Zeppelin-fejlesztők” társaságában mutatja (az első sorban, jobbról a második Járay Pál).
Mint azt az első részben már írtuk, az első világháborút követően a Zeppelin számára elkészítette a világ akkor legnagyobbnak számító szélcsatornáját, amely előrelendítette a további kutatásokat. 1920-ban szabadalmaztatta a legkisebb légellenállású léghajóalakot, az elöl lekerekített, hátul kúpban végződő forgástestet. Kutatásai nyomán a léghajók gazdaságossága megduplázódott.
Járayt szikár alkatú, rendkívül nyugodt, jó kézügyességű és gondolkodó, „fejben” rendkívül erős embernek írják le. Már 1912-től intenzíven foglalkozott az aerodinamikával – egyes irodalmi források megemlítik, hogy kora ifjúságától fokozottan érdeklődött az áramlástan, az áramvonalas testek kialakítás iránt.
Járay 1921. szeptember 8-án nyújtotta be az áramvonalas autó karosszéria kialakításra vonatkozó szabadalmi kérelmét Berlinben, a Szabadalmi Hivatalba (Reichpatentamt), melyet a szabadalmi pereskedés elhúzódása miatt csak 1926-ban hagytak jóvá (DRP 441618). Az alábbi kép az US szabadalmat mutatja, melyet 1927-ben kapott meg.
1922-ben a "Rud. Ley Maschinenfabrik A.-G." alvázára építve elkészült Járay szabadalma alapján, aerodinamikailag tudományosan megalapozottan tervezett autó, a Ley T6 modellt. A karosszéria Ravensburgban, a Spohn Carrosseriebetrieb-ben készült. Az autó túllépte a 100 km/h sebességet 1,5 literes, 20 lóerős motorjával. Egykorú számítás szerint, egy akkor általános felépítménnyel az autó maximális sebessége 70 – 75 km/h lehetett volna.
A kép a Ley T6 modellt mutatja, a hölgyről is tudjuk ki, a svájci cégtárs, Paul Susmann felesége.
Járay az autóval Friedrichshafen és Berlin között reklám utat is tett. 1923 nyarán a Berliner Illustrierte Zeitung címlapjára került a kocsija. Ugyanabban az évben Ley típusú versenyautója megnyerte a 225 km-es Rund und Belzig autóversenyt.
1923 őszén a Dixi-Werke (A BMW csak később vette meg) egy 24 LE-s, 6 hengerű kocsit (Typ G7) készített az általa tervezett karosszériával, amelyet kiállításon mutattak be.
Izgalmas korszak kezdődött! Számos autógyár látott fantáziát az áramvonalas autóban. Ma már furcsa számunkra, hogy az egyik jelentős előnyének azt tekintették, hogy az autó elhaladtával sokkal kevesebb port ver fel, mint a „dobozosok”. (Ma a városok levegőjének PM, tehát részecske, azaz porterhelésében, igen jelenős az autók által az útról felvert por!)
Járay a ’30-as évek végén képes volt 0,19 légellenállású autót készíteni – a kor divatos járműveinek nagyjából 0,5 volt a légellenállási értéke.
Az autógyárak többsége ekkortályt - a ’20-as évek közepétől egészen a II. Világháborúig - készített áramvonalas prototípust, vagy Járay szabadalmát felhasználva és az ő közreműködésével, vagy azt megkerülve, hogy jogdíjat ne kelljen fizetniük.
Az Adler, Apollo, Audi, BMW, Bugatti, Chrysler, Jawa, Maybach, Mercedes-Benz, Opel, Peugeot, Tatra, Voisin (nem időrendi sorrendben) voltak a jelentősebbek. Ezek mindegyikéről az interneten fellelhetőek képek. (Az önmagát kitschener.lord néven azonosító gyűjtő az alábbi oldalon https://www.flickr.com/photos/27862259@N02/sets/72157629116127561/ ámulatba ejtő fényképgyűjteményt állított össze az áramvonalas autók – streamline vehicles – világából (más gyűjteményeit is érdemes megnézni!). Az lábbi kép a Járay-féle konstrukciók egy korabeli bemutatóján készült: a típusok jobbról balra: Audi, Maybach, NSU-FIAT Balilla Aerodynamica, Tatra 77.
A Járay Audi (Typ K) 1923-ban készült. Az adott alvázon a hagyományos karosszériával 90 km/h volt a maximális sebesség, míg az áramvonalass elépítménnyel 130 km/h. Az Audi egy replikát is készített (lásd a https://www.youtube.com/watch?v=vOo6JsW0Y8o videót), melyet az egyik mai autójának, az A5 reklámfilm betéteként is bemutat (https://www.youtube.com/watch?v=DuLPSz_Hffw). A „rút kiskacsa” tűnhetett úgy a ’20-as évek publikumának, hogy az akár 100 évvel is előre vetíetheti a jövőt…
Az igazi sikert a Tatra autógyár hozta meg Járaynak. A farmotoros Tatra T77 igazi Járay forma, és az autó, autó maradt, nem pedig egy szélcsatorna álom. (Más áramvonalasok alapvető gépjárműszerkezeti változtatásokat igényeltek, így a forma határozta meg a tartalmat.) Az autót 1934. május 3-án mutatták be a prágai Auto Show-n, majd még ebben az évben a berlini autókiállításon is. Az autót Ledwinka mutatta be Hitlernek, aki később Porschénak azt mondta, „ez a mi autópályáink autója”. Ledwinka és Járay együtt dolgoztak az autón, melyet – megtartva alapvető formai jegyeit, például, az akkor szinte hihetetlen 0,212 cw értékét – tovább fejlesztettek. Megszületett a Tatra 77A, majd 1936-ban a T87, a „vérvonal” egészen a Tatra 603-ig végig vezethető. Nézzünk néhány képet az autóról! (A „Tátra story” könyvtárnyi anyagra rúg!)
A Járay-féle iskola hatása szerteágazó, ebbe a VW bogár kocsiszekrénye is bele tartozik. Járay egy másik, édesanyja révén magyar származású fejlesztőmérnökkel, Ganz Józseffel is kapcsolatba került. Ma egyre több tanulmány is ír arról (lásd http://www.ganz-volkswagen.org/), hogy a „bogár” megszületésében Ganznak elévülhetetlen érdemei vannak. Kapcsolatuk Ganznak az Adler cégnél végzett munkáiban alakult ki.
A Járay-féle karosszéria előnyei ellenére sem vált általánossá, az autógyárak közötti verseny állandó formai újítást kényszerített ki, és a teljesen áramvonalas karosszéria hosszan elnyúló hátsó része hátrányt jelentett a növekvő városi forgalomban. Az USA-ban épített autó különlegességekre, de a sorozatgyártásúakra is inkább volt jellemző ez az építési mód, talán mert ott volt hely…
Wunibald Irmin Erich Kamm (Baselben született 1893. április 26-án, elhunyt Stuttgartban 1966. október 11-én) jeles német mérnök, aki a gépjármű fejlesztésben kiemelkedő eredményeket ért el, a jármű aerodinamika volt az egyik szakterülete. (Az amerikaiak a 100 legkiemelkedőbb német tudós, szakember között tartották számon és a II. Világháború után „megkérték“, hogy települjön át az USA-ba.)
Kamm szerint a Járay féle hosszúra nyúló far rész a legnagyobb keresztmetszet kb. 50%-os far keresztmetszeténél levágható anélkül, hogy az áramlás túlzott örvényeket keltene. Ez a Kamm-féle alak, Kamm-effect, Kamm-tail, K-form, Kammback – kinek hogy tetszik. Két eredeti fotó mutja ezt a „vágott“ karosszériaformát.
Témazárásként ugorjunk 2015-be: a képen a közelmúltban bemutatott Renovo Coupe (villanyautó!) Kammbeck-je mutatja magát. Ez is egy igazi farosszéria…
Járay Pál mérnökirodája már az 1920-as évek közepétől Svájcban volt. Aktív pályafutását a zürichi Eidgenössische Technische Hochschule (Svájci Állami Műszaki Főiskola) tanáraként fejezte be. 1950-ben a németországi Kemptenbe költözött.
Első felesége Jehle Olga, akitől három gyermeke született.
1974. szeptember 22-én, 40 éve hunyt el St. Gallenben.
E sorok szerzője, csupán csak kíváncsiság vezérelte, nagyon is amatőr és alkalmi Járay „kutató”. Sajnos annak nem akadt nyomára, hogy Járay vajon magát milyen nemzet fiának vallotta? Esetleg magyarnak? Tudott-e magyarul, voltak-e magyar kapcsolatai. Az interneten fellelhető Járay oldalakon hol magyarnak, hol osztrák-magyarnak, máshol magyar származásúnak vagy osztráknak mondják.
A hazai technikatörténetnek még van adóssága Járay Pállal szemben.
Dr. Nagyszokolyai Iván
az Autótechnika főszerkesztője
(Az Autótechnika folyóiratban a témához kapcsolódó számtalan szakmai cikk jelent meg, ezek a lap előfizetőinek visszamenőleg is olvashatóak a http://autotechnika.hu oldalon. További információt is itt találhatnak.)
Forrás: http://www.jarayfamily.net/
Járay, Paul Jaray címszavak a wikipedia különböző nemzeti oldalain
a cikkben hivatkozott forráshelyek
További cikkeink a témában
Az oldal fő támogatója
