Andreas Valencia Pollex, elektromobiliteit brengt speciale eisen aan het design en de aerodynamica met zich mee. Aan de ene kant kan het design worden heroverwogen. Aan de andere kant worden de wielen groter, omdat ze meer last moeten dragen. Grote wielen zijn echter een aerodynamische uitdaging. Hoe overbrugt u als Audi-designer die spagaat?

Op de eerste plaats is een wiel een veiligheidsrelevant onderdeel. Alle krachten die een auto uitoefent, worden door de wiel-bandconfiguratie op de weg overgedragen. In tegenstelling tot een onderdeel van het chassis is het wiel echter van buiten zichtbaar. Wieldesigners creëren dus iets wat aan technische eisen voldoet en het design van het voertuig toch onderstreept. En nu komt daar nog bij kijken dat bij het elektrische voertuig de energiebalans doorslaggevend is. Daardoor is de focus verschoven. In het verleden hoefden wielen vrijwel alleen aan sterkte-eisen te voldoen. Tegenwoordig ontwikkelen en ontwerpen we consequent slimme aerodynamische wielen die zo efficiënt mogelijk zijn. Dat heeft namelijk een grote invloed op de actieradius van een elektrisch voertuig.

Waardoor onderscheidt zich een optimaal aerodynamisch wiel?

De perfecte wisselwerking van voertuiglichaam, band en velg – en positie van het wiel in de wielkast. Voor de perfecte aerodynamica hebben we een zekere vlakheid nodig, zodat de lucht die de auto van voren raakt aan de zijkant om het lichaam van de auto wordt geleid en er niet te veel luchtturbulentie ontstaat. De paradox: een vlak wiel creëren is altijd ingewikkeld. Een gesloten oppervlak betekent meer materiaal en in geval van aluminium veroorzaakt dat een zekere gewichtstoename. Daarom maken we voor de wielen voor de Audi e-tron GT quattro gebruik van kunststof om die vlakken te sluiten. Daardoor blijft het wiel licht. En dan komt er nog bij kijken dat, zoals overal in de energiebalans, de snelheid een grote rol speelt. Delen die snel bewegen hebben een grotere aerodynamische uitwerking dan delen die minder snel bewegen. Aan het midden van het wiel hoeft dus geen aandacht worden besteed. Bij de buitenste delen van een aerodynamisch wiel is er een grote aerodynamische hefboomwerking. Kortom: het is erg ingewikkeld.

Waarom wordt er niet gewoon een vlakke wielkap op het wiel geplaatst?

Onze klanten die een premium auto kopen, verwachten absolute functionaliteit, maar ook compromisloze esthetiek. Bij wielen wordt extreem platte vlakheid nog niet als mooi ervaren. Aan ons wordt de eis gesteld om esthetiek te vinden die de nieuwe wijze van elektrische mobiliteit transporteert en de verbinding met de verwachting van onze klanten behoudt. Technisch gezien kan er ook geen gebruik worden gemaakt van volledig gesloten wielen. Als de rem geen lucht krijgt om adem te halen, begint de remvloeistof op een gegeven moment te koken en dat zou een veiligheidsrelevant probleem zijn. Ventilatie is noodzakelijk. Het is ons bij dit wiel van de Audi e-tron GT quattro alsnog gelukt een geometrie aerodynamisch in evenwicht te brengen, waarbij het plotseling niet meer uitmaakt of de lucht over alle hoeken en openingen stroomt of dat het oppervlak volledig gesloten is.

Ontstaat er door de openingen geen luchtturbulentie?

Nee. Samen met onze aerodynamicadeskundigen hebben we de exacte sweetspot gevonden. De rem kan nog ademhalen en toch wordt de luchtstroom geleid alsof het oppervlak geen openingen heeft. Met de snelheid waarmee de lucht door het wiel stroomt, kan de lucht alleen volgens de natuurwetten reageren. Aerodynamisch gezien is dit wiel van de Audi e-tron GT quattro absoluut state of the art.

De basisconstructie van het aerodynamische wiel is nog steeds van aluminium? Er wordt alleen bij de elementen van de bekleding gebruik gemaakt van kunststof?

Precies. Als je het wiel van binnen bekijkt, zie je vijf rechte spaken die voor zo veel mogelijk stabiliteit zorgen. Het materiaal aluminium is nog steeds van essentieel belang bij wielen. De technische eigenschappen van aluminium, zoals plasticiteit en sterkte, veranderen niet. Aluminium is ook robuust tegen de enorme warmte die de rem in het wiel opwekt. Maar een klassiek ontworpen wiel met vijf spaken zou bijna geen aerodynamisch effect hebben. En als de vlakheid met aluminium was ontworpen, zouden de wielen veel zwaarder zijn geworden. In de loop van de ontwikkeling bleek dat we kunststof inleggers kunnen gebruiken om het oppervlak te sluiten. Daardoor wordt het wiel extra licht. Bij kunststof is de materiaalzijde uiterst interessant: uitvinden welke kunststof op welke plek de warmte van de rem verdraagt. De ontwikkeling van zo'n licht wiel is erg ingewikkeld en nauwelijks te vergelijken met de ontwikkeling van een geïndustrialiseerd aluminium wiel. 

Hoe hebt u het design van dit wiel aangepakt?

Een progressief design had de hoogste prioriteit. Je begint met een schets van het wiel dat al met zekere vlakheid speelt, zodat er niet van begin af aan grote fouten in sluipen. Maar daarna was het de perfecte samenwerking met de collega's van de fabricatie, productie en aerodynamica die tot dit resultaat heeft geleid. Een voorbeeld: dit centrale, tweedelige kunststof onderdeel dat voor vlakheid zorgt en er als een vleugel uitziet. Twee onderdelen worden op elkaar geklikt en dan samen op het wiel aan een andere geometrie vastgeschroefd. We wilden per se twee kleuren hebben. In het begin was het lichte deel van aluminium, maar daardoor ontstond een te hoog gewicht. Daarom moesten we daarvoor een kunststof nemen en die hebben we weer nauwkeurig met kleur gespoten. We wilden proberen om afgedraaid aluminium na te bootsen. De precisie waarmee wij werken, zodat dit onderdeel qua vormgeving zowel progressief alsook in alle rijsituaties en bij alle weersomstandigheden constructief is, is alleen in samenwerking met alle afdelingen mogelijk.

Kunststof bespaart dus niet alleen gewicht, maar biedt u als designer ook meer ontwerpmogelijkheden?

Door kunststof te gebruiken, zijn de mogelijkheden van veel grotere omvang. Tot nu toe moest ik bij het ontwerp van wielen om natuurkundige en constructieve reden altijd rekening houden met bepaalde hoekradii. Als ik te scherpe hoeken teken, concentreren de krachten zich daar en een aluminium onderdeel zal precies daar breken. Met kunststof is dat nu anders. Plotseling kan ik extreem nauwkeurige details tekenen, zoals deze textuur die eerst niet mogelijk was. En de designafdeling 'Colour and Trim' stelde lakken aan ons voor die ik tot dusver nog niet kende. Er gaat een heel nieuw universum voor ons wielontwerpers open.

Welk Audi-DNA zit er in dit wieldesign?

In principe is het Audi-DNA in elke hoek van dit wiel te vinden. Elk detail straalt kwalitatief hoogwaardig design uit: de strakke lijnen, de exact gekozen hoeken, de balans van lijnen die via een radius bij elkaar komen. Wie affiniteit met design heeft, zal de hoogwaardige kwaliteit van het design herkennen. Wie zich niet tot in detail met design bezighoudt, zal een zekere rust vinden, omdat er niets te zien is dat stoort, maar het geheel juist aanspreekt. Dat is Audi-DNA. Dat is hoogwaardig design. Toen we met het ontwerp van het wiel bezig waren, was het doel om de Audi e-tron GT quattro er zo progressief, elektrisch en modern mogelijk met scherpe lijnen uit te laten zien. Dat is allemaal terug te vinden in het wiel. 

Welk bijzonder designkenmerk van dit wiel van de Audi e-tron GT quattro zou u willen noemen?

De verdraaide spaken zijn iets buitengewoon progressiefs om te noemen. We accentueren die verdraaiing, omdat die het bekende esthetische beeld doorkruist. Daardoor ziet het wiel er nieuw en modern uit. De mens raakt in de loop van de tijd gewend aan een bepaalde zienswijze – ook al weet hij niet waarom hij daaraan is gewend of waaraan hij is gewend. En die gewenning moet worden doorbroken. Dat kan natuurlijk niet worden gepolariseerd. Maar als je die breuk beantwoordt met esthetiek, ontstaat een gevoel van moderniteit. In dit geval is het de wisselwerking tussen wat je wilt zien, dat wil zeggen concentrische spaken, maar met een verdraaiing op de achtergrond, die daardoor niet polariseert. Dat wordt gecombineerd met textuur die sinds een paar jaar een sterke en extra moderne ontwikkeling doormaakt. Bij Audi zijn deze wederkerende strepen het vormgevingskenmerk van een elektrische designtaal. Ze zijn onder andere te vinden in de lichtsignatuur van de Audi e-tron en nu ook in het design van de wielen. De meerdere kleuren van het wiel van de Audi e-tron zorgen bovendien voor een zekere optische complexiteit. Net als bij het zichtbare uurwerk van een hoogwaardig horloge, dat een leek niet echt begrijpt, is iets begerenswaardig als het er ingewikkeld uitziet. Dat is bij dit wiel ook zo. Het is zichtbaar dat alles een geheel vormt en elk afzonderlijk onderdeel maakt heel natuurlijk deel uit van iets groters.