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Supercomputer und ein 3D-Drucker bilden die Grundlage für die hohe Leistung des neuen Mustang Shelby GT500

Supercomputers and 3D Printing Are Secrets to All-New Mustang Shelby GT500 High Performance

Wenn der Shelby GT500 2020 in diesem Jahr in den Handel kommt, wird er der schnellste und aerodynamisch fortschrittlichste Mustang mit Straßenzulassung sein, den es je gab – dank virtueller Tests mit Supercomputern und 3D-Druck.

Die Designer, Motoren- und Aerodynamik-Ingenieure von Ford Performance arbeiteten wie ein virtuelles Rennteam, um Hunderte von Entwürfen sowohl digital als auch physisch zu testen, wobei sie sich auf bewährte Verfahren aus mehr als einem Jahrhundert Rennsport stützten. Sie nutzten modernste digitale und additive Prototyping-Werkzeuge, um den ultimativen, fortschrittlichsten Mustang mit Straßenzulassung aller Zeiten zu entwickeln.

"Wir haben verschiedene Konzepte in den Ingenieurteams entwickelt und untersucht und verschiedene Technologien getestet, lange bevor wir unsere ersten Prototypen gebaut haben. Das hat nicht nur die Effektivität der Konzepte verbessert, sondern auch die Entwicklungszeit des GT500 - und die damit verbundenen Kosten - drastisch reduziert."
Matt Titus
Ford Performance vehicle engineer

Für den Mustang Shelby GT500 zählt jeder Millimeter, um die Anforderungen an Abtrieb, Bremsen und Kühlung zu erfüllen. Das Team nutzte die umfangreichen Ressourcen von Ford an fortschrittlichen Design-Simulationswerkzeugen, darunter das Ford Performance Technical Center in Concord, North Carolina, und schnelle 3D-Prototyping-Systeme im Advanced Manufacturing Center in Redford, Michigan. Zur technischen Analyse der optimierten Modelle wurden auch die Windkanäle von Ford in Michigan und der Windshear-Rollwindkanal in Concord genutzt.

Deshalb führte das Shelby GT500 Team umfangreiche Hochgeschwindigkeitstests auf einigen der bekanntesten Rennstrecken in den USA durch – darunter der Virginia International Raceway, der NOLA Motorsports Park und der GingerMan Raceway -, um das aerodynamische Design zu verfeinern und dem neuen Shelby GT500 dabei zu helfen, die schnellsten Rennstreckenzeiten zu erzielen, die je in einem Serien-Mustang erzielt wurden, und gleichzeitig die Kontrolle des Fahrers zu verbessern, um mehr Vertrauen hinter dem Steuer zu gewinnen.

Da der Shelby GT500 bei Verwendung von 93-Oktan-Kraftstoff mehr als 700 PS leistet, ist die Maximierung der Kühlung an der Front entscheidend für die starke Leistung auf der Rennstrecke. Bei Vollgas muss das Kühlsystem bis zu 230 Kilowatt Wärmeenergie abführen, genug, um ein Dutzend Häuser zu heizen. Die massiven vorderen Bremsen leiten bei maximaler Bremsung weitere 100 Kilowatt Wärme ab. Das Team nutzte daher eine fortschrittliche 3D-Luftstrommodellierung, um die Gesamtkühlung zu maximieren und gleichzeitig die Auswirkungen auf den Auftrieb und den Luftwiderstand der Frontpartie zu minimieren.

Mehr als 500 3D-Kühlungs- und Aerodynamikdesigns wurden analysiert, um die Aerodynamikleistung und die Kühlung zu maximieren. Die fortschrittlicheren Designmodelle wurden im technischen Zentrum von Ford zusammen mit professionellen Rennfahrern an vollständigen Fahrgestellsimulatoren getestet. Zu den wichtigsten Modellierungssimulationen gehörten Kühlsysteme, Frontschürzen- und Splitterdesigns sowie Bremsleitungen, Heckspoilerdesigns und eine große Motorhaubenentlüftung mit 6,03 Quadratmetern.

Durch die Verkürzung der Entwicklungszeit wurden die erfolgversprechendsten Modelle innerhalb weniger Tage und nicht Monate gedruckt, was dem Team ermöglichte, die Leistung und die aerodynamischen Feinheiten zu verbessern. So wurden beispielsweise mehr als 10 Frontschürzenabdeckungen gedruckt und getestet, einige mit geringfügigen Änderungen, um ihr Design zu perfektionieren, wobei mehrere Versionen der Teile gleichzeitig zur Bewertung auf der Rennstrecke verschickt wurden.

Das Team erreichte einen maximalen Abtrieb am Heck von 550 Pfund bei 180 mph, indem es den rennerprobten Heckflügel des Mustang GT4 nutzte, um den höchsten Abtrieb zu erzielen, der jemals bei einem Mustang mit Straßenzulassung und verfügbarem Carbon Fiber Track Package erreicht wurde. Ein innovatives neues Heckspoiler-Design, das beim 2020 Shelby GT500 Standard ist und vom Aero-Team als „The Swing“ bezeichnet wird – eine Mischung aus Spoiler und Flügel – ist das Ergebnis fortschrittlicher Simulationen und des Prototyping-Prozesses. Mit dem verfügbaren Handling-Paket und der installierten Gurney-Klappe sorgt der Swing für 379 Pfund Abtrieb am Heck bei 180 mph.

Cool und präzise auf der Strecke bleiben

Hochleistungsfähige Kühlsysteme fließen ebenfalls in das Design und die virtuellen Tests ein, um ein konsistentes Wärmemanagement und eine gleichbleibende Leistungsentfaltung über längere Zeiträume auf der Rennstrecke zu gewährleisten. Dazu gehört ein neues Hochleistungsdesign der Motorhaube, das das Volumen der Frontöffnung verdoppelt und den Luftstrom des Kühlpakets durch sechs Kühlkörper bei Höchstgeschwindigkeit um 50 Prozent gegenüber dem bestehenden Mustang GT350-Design erhöht.

Eine abnehmbare Wasserauffangwanne sorgt für zusätzliche Kühlung und reduziert den Luftdruck unter der Motorhaube bei hohen Geschwindigkeiten, während ein Shelby-spezifischer Heckdiffusor den Luftstrom unter dem Fahrzeug kanalisiert.

Ein neuer beidseitiger Temperaturregler leitet die Kühlflüssigkeit zu einem neuen Zusatzkühler. Ein 600 Watt starker, wassergekühlter, elektrischer Kühlermotor und eine leistungsstarke Lüfterhaube mit 16 Drehzahlklappen verbessern den Luftstrom des Kühlaggregats und verringern gleichzeitig den Luftwiderstand und den Auftrieb an der Fahrzeugfront. Zwei neue Öl- und Getriebekühler im Rennstil verbessern die Kühlung des Antriebsstrangs weiter.

"Dieses völlig neue Aero-Design vereint modernste Design- und Fertigungstechnologie mit der handwerklichen Erfahrung von Ford im Rennsport, um den aero-fähigsten Mustang aller Zeiten zu schaffen. Er ist kraftvoll, ausgewogen und konstant - auch über längere Strecken - was den Fahrern mehr Spaß und größeres Vertrauen bietet."
Steve Thompson
Ford Performance vehicle dynamics engineer

Der 2020er Mustang Shelby GT500 kommt diesen Sommer in den Handel.

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