Instabil macht agil

Audi Snook – als Einsitzer oder Zweisitzer auf Knopfdruck

Je drei gierbare Aktiv- und Passivrollen treiben das achsenlose Kugelrad an

Der visionäre Fahrzeugentwurf „Audi Snook" kombiniert einen multidirektionalen Mono-Kugelrad-Antrieb mit einer Triaxial- Accellerometer- und Bordcomputer gestützten Autostabilisierung. Das komfortable Zweisitzer-Stadtauto bezieht nach dem Prinzip des Eurofighter „Typhoon" seine überlegene Agilität aus seiner instabilen Raumlage. Was als Utopie erscheint, ist bereits Vision und könnte unter Nutzung von Luftfahrttechnologie in absehbarer Zeit Realität werden.

Die Jurymitglieder dreier internationaler Wettbewerbe bestätigten Tilmann Schlootz, dass er mit seinem ganzheitlichen Fahrzeugentwurf „Audi Snook" auf die Herausforderungen zukünftiger Mobilität eine Antwort gibt. Snook weist einen Kugelradantrieb auf und bietet damit überlegene Agilität. Der Monozyklid steigert Komfort und Sicherheit und ist bei knappen Energieressourcen als mobile Lösung angesichts global prägender Einflussfaktoren wie Klimaveränderung, Urbanisierung und gesellschaftlicher Wandel prädestiniert.

Oft ist ein Designwettbewerb Gradmesser dafür, was in einer Branche an Neuheiten in der Luft liegt. Was aber, wenn gleich bei dreien – VDA Design Award, Michelin Challenge Design und Design Parcours München – dieselbe Zukunftsvision vorne liegt? Vielleicht ist es dann Zeit, das Ding auf die Räder beziehungsweise auf das Rad zu stellen. Denn Snook nutzt ein einziges Kugelrad, um Komfort und Sicherheit sowie Fahrvergnügen neu zu definieren. Der ehemalige Maschinenbaustudent und Formula-Student-Veteran Schlootz hat sein Diplom in Industriedesign als Diplomand der Abteilung Zukunftsforschung von Volkswagen in Wolfsburg abgeschlossen. Betreut durch Abteilungsleiter Wolfgang Müller-Pietralla entwickelte er im letzten Sommer das Konzept Snook im Kontext von Szenarien urbaner Mobilität 2020. Universitäre Betreuung an der Hochschule für Gestaltung Offenbach erhielt er durch Professor Dieter Mankau, Leiter des Instituts für Technologieorientierte Designinnovation. Die neue Fahrzeugkategorie mit Fokus auf Wendigkeit, Bedienbarkeit und das Verhältnis von Innenraum zu Verkehrsfläche ist ausgerichtet auf eine breite Zielgruppe von Städtern aller Altersklassen, die allein oder zu zweit unterwegs sind und darauf Wert legen, ihren Lebensstil in aller nötiger Spontaneität unterstützt zu wissen. Snook reduziert die auf Insassen wirkenden Seitenkräfte fast ganz und bietet ein neues Komfortprogramm, das auf einer Vielzahl ungekannter Fahrmanöver basiert.

Bequem für Opa

Schlootz erstellte für das Jahr 2020 folgendes Szenario: Die 18jährige Iris holt nach der Schule ihren Opa mit ihrem Snook ab. Dazu fährt sie in Opas Straße mit leicht quergestellter Kabine, um bequem nach einer freien Parklücke suchen zu können. Diese findet sie auch prompt, da Snook dafür nur zwei Meter benötigt. Opa wartet am Straßenrand, Iris aktiviert die Einpark-Automatik: Snook verzögert gleichmäßig die Querfahrt bis zur Lücke und stößt vorsichtig zum Bordstein vor, während sich die Kabine behutsam auf den Boden absenkt. Per Knopfdruck macht Iris den Einsitzer zum Zweisitzer, wobei beide Sitzhälften lamellenartig auseinander fahren. Die Fronttür öffnet zum Bürgersteig, Opa kann ebenerdig einsteigen und wie auf einem Sofa Platz nehmen. Er lässt sich von seiner Enkelin den Kugel-Sidestick reichen. Die Sitz-Balance zentriert den Schwerpunkt der beiden ungleichen Insassen, wonach die Kabine schließt und sich auf Fahrthöhe erhebt. Als alter Autonarr lässt Opi es sich nicht nehmen, auf die Ausparkhilfe zu verzichten, um mit einer gekonnten Dreiviertelpirouette in den Verkehr zu finden. Den folgenden Richtungswechsel auf die Gegenfahrbahn bekommt die abgelenkte Iris gar nicht mit; sie spürt nur, dass sie kurz etwas schwerer und dann etwas leichter wird, und fragt sich im Stillen, was noch mal ein Wendekreis war.

Monozyklid für urbane Zielgruppe

Die Idee für Snook war nutzungsbezogen, führt Schlootz aus: „ Ich wollte ein Konzept ins Spiel bringen, das mit Universal Design eine urbane Zielgruppe anvisiert und technisch aus der konsequenten Reduktion benötigter Hardware für physische Mobilität erfolgt – ein Monozyklid." Dieses Spiel hat Snook gewonnen. Eine Gestaltungsfrage war, ob dem Produkt ein automobiler Charakter verliehen werden soll. Wesentlich für das Design ist der Ansatz, der neuen Fahrzeugkategorie eine Form zu geben, die einprägsam den Grundaufbau repräsentiert. Dazu inspirierte der polarisierende Billardtrick, bei dem zwei Kugeln auf einander stehen. Schlootz vertritt analog dazu gleich beide divergenten Thesen: „Ja, das geht. Und – ja, es ist ein Trick." – bei Snook also eine Kugel für den Mensch, eine für die Maschine. Die Intergralhelm-ähnliche Makrolon-Verscheibung und die Sitzhöhe leicht über SUV-Level sollen die gefühlte Sicherheit erhöhen und mögliche Schwellenängste neuer Fahrgäste abbauen.

Unter die Haube geschaut

Ermöglicht wird der „Billardtrick" durch den Einsatz interdisziplinärer Technologien, deren Kombination und Entwicklungszeit Experten realisierbar bewerten. Zunächst ist die angesichts des dynamisch aufgebockten Messemodells oft gestellte Frage zu klären: Fällt der nicht um? Hier leistet die Luftfahrt Abhilfe: Als Inspiration für das Autostabilisierungskonzept diente kein Geringerer als der Eurofighter „Typhoon". Dieser ist absichtlich aerodynamisch so instabil konstruiert, dass er einerseits komplizierteste Manöver in unerreichter Geschwindigkeit fliegt, andererseits in bestimmten Flugmodi nicht von Hand steuerbar ist. Für diese Fälle hat sich ein speziell entwickeltes computergestütztes FCS (Flight Control System) bewährt, das Hunderte Sensorabfragen und Kurskorrekturen pro Sekunde leistet. Snook greift diese Idee aus labiler Schwerpunktlage und einem Äquivalent zum FCS auf, um das Prinzip von Agilität durch Instabilität vom Himmel zu holen, in ein Bodenfahrzeug zu implementieren und maximale Wendigkeit zu generieren. Die erforderliche Bordelektronik umfasst im Wesentlichen Sensorik, Regelungstechnik, Antriebseinheiten und Servos, zukünftige Akkutechnologie, ein redundantes Rechnersystem und ein multisensuelles „Drive-By-Wire"-Interface. Permanente Raumlagebestimmung leisten Triaxial-Accellerometer als digitale Nachfolger von Gyroskopen. Für Fahrbahnscanning und Umgebungserfassung werden Infrarot-, Ultraschall-, Laser-, Radar- oder andere Messtechniken kombiniert und mit Videointerpretation synchronisiert. Damit lässt sich routinemäßig Stolper- und Schlupfgefahr evaluieren und mit Ausweichalgorithmen oder schlicht Verzögerung reagieren. Der Entwicklungsaufwand für die Autostabilisierung scheint also aufgrund von zu erwartenden Technologiesprüngen bei Precrash-Systemen kalkulierbar.

Multidirektionaler Antrieb

Die weitaus größere Herausforderung sieht Schlootz in der Entwicklung des multidirektionalen Antriebs mit nur 1 bis 1,5 Aufstandspunkten, zumal sich dadurch theoretisch die rotierenden und ungefederten Massen um bis zu 75 % reduzieren ließen. Um nicht gleich einen Strauß an Möglichkeiten zu öffnen, legt er hier seinen eigenen ersten Ansatz zu Grunde. Ähnlich wie der Trackball einer Computermaus wird das achsenlose Kugelrad von drei Rollen angetrieben. Diese sind gierbar gelagerte Aktivrollen mit Nabenmotoren. Da bei dieser Konstruktion Reibungsverluste einzuplanen sind, ist während einer denkbaren Entwicklungsphase für kontaktfreie Varianten bereits die Nutzung des bisherigen Konzepts als Spinn-Off für weniger komplexe Anwendungen zu erwägen. In der Robotik könnte ein solcher Antrieb gedeihen. Unter geringer Belastung, bei mäßiger Geschwindigkeit und vor allem ohne Insassen könnten anhand von Service- und Logistikrobotern in Kliniken, Flughäfen und Büros erste Gehversuche und Kinderkrankheiten des Systems analysiert sowie die Akzeptanz und das Marktpotenzial ausgelotet werden, um sich der Serienreife eines monozykliden Personenwagens zu nähern.

K. Panknin Solutions;

Telefon: 069/80085516;

E-Mail: tilmann.schlootz@solutions-pr.de