آیرودینامیک در خودرو

 نیروی درگ چیست؟
هر خودرو برای حرکت همواره با نیرویی از جانب سیال (هوا) روبرو است، این نیرو همان نیروی درگ است که در مسائل آیرودینامیکی مربوط به طراحی و ساخت خودرو همواره از اهمیت خاصی برخورداراست. طراحان و خودروسازان به وسیله اعمال ترفندهایی سعی در کاهش این نیرو و مقابله با آن را دارند. نیروی درگ به عوامل مختلفی مربوط می شود تا یک خودرو دارای ضریب آیرودینامیکی (ضریب پسار) بهتری باشد. برخی از این عوامل عبارتند از:

1- جنس مواد به کار رفته در بدنه خودرو (برخی از مواد دارای اصطکاک کمتری با هوا هستند که مورد توجه قرار می گیرند در ساخت بعضی از خودروها

2- خطوط روی بدنه خودرو (این خطوط کمک شایانی به خودرو جهت شکافتن هوا می نمایند.)

3- شکل ظاهری خودرو (برای درک این مورد کافی است به شکل ظاهری خودروهای سوپر اسپرت مثل لامبورگینی و فراری توجه و بعد از آن به خودروهای شاسی بلند مثل هامر یا جیپ توجه کنید تا متوجه خواص آیرودینامیکی بهتر سوپر اسپرت ها شوید.)

یکی از عواملی که در طراحی خودرو باید لحاظ شود انجام عملیاتی که در قسمتهایی از خودرو گره ها و یا به عبارت بهتر اشفتگی های هوایی به وجود نیاید. این اشفتگی ها باعث می شوند تا خودرو برای تداوم داشتن حرکت خود تلاش بیشتری کند و یکی از مضراتاین تلاش بیشتر افزایش مصرف سوخت در خودرو است. این گره ها همچنینی باعث ناپایدار شدن خودرو هم می شوند.

مسائل آیرودینامیکی در طراحی خودروهای مسابقه ای از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است از از این رو می توان خودروهای فرمولاوان را نام برد که از بالاترین سطح ائرودینامیک خودرو سود می برد. به عبارت بهتر در خودروهایی که در مسابقات سرعت شرکت می کنند مقاومت هوا باید به میزان بسیار کمتری در مقابل خودرو صورت پذیرد.

در خودروهای سوپر اسپرت و خودروهایی که فاکتور سرعت و شتاب بسیار مهم است سرعتهوایی که از زیر خودرو عبور می کند بسیار سریع تر از هوایی که از بالای خودرو عبور می کند است بنابراین به دلیل حرکت کند هوا در بالای خودرو فشار ایجاد شده در این قسمت بیشتر از قسمت زیر خودرو است و فشار بالای خودرو باعث چسبیدن خودرو به زمین می شود.

در خودرو مناطق مختلف خودرو دارای مقادیر مختلف فشار هستند:

قسمت جلوی خودرو دارای فشار زیاد است
قسمت عقب خودرو دارای فشار کمی است

قسمت جلوی خودرو جریان هوا را می شکافد سپس هوای شکافته شده به منطقه پشت آن می رسد در این وقت قسمت پشت خودرو باید توانایی این امر را داشته باشد تا هوای شکافته شده را به ارامی ببندد. به طور کلی هرچه جلوی خودرو سریع تر هوا را بشکافد و قسمت عقب با ارامش بیشتری حفره ایجاد شده را ببندد ماشاهد جریان اغتشاشی کمتری در قسمت عقب خودرو هستیم.

جریان های آیرودینامیکی:
منظور از جریان های آیرودینامیکی حرکت هوا روی سطح بدنه است به طور کلی هوایی که از روی سطح بدنه خودرو عبور می کند به دو دسته جریان تقسیم می شوند:
جریان لامینار – جریان توربولانس

جریان لامینار:
جریان هایی که با نظم خاصی از روی بدنه خودرو عبور می کند. این جریان ها دارای هیچ گونه اغتشاش و بی نظمی در حرکت خودرو نیستند و بیشتر در جلو ، طرفین و قسمت زیرین خودرو به وجود می اید. خطوط روی بدنه به جهت دادن این جریان ها کمک می نماید.

جریان توربولانس:
این جریانها دارای بی نظمی هستند. اغتشاش زیادی را به وجود اورده و بیشتر در قسمت عقب خودرو پدیدار می گردندمقدار این جریان ها در خودروهای سدان (چهار در) بیشتر هستند البته این بدین معنی نیست که خودروهای سدان دارای نیروی درگ بسیار زیادتری نسبت به خودروهای دیگر باشند. به قول معروف با مهندسی دقیق هر کاری میشود انجام داد. مهندسین و طراحان همواره در تلاشند تا با بهبود خواص آیرودینامیکی این جریان ها (توربولانس) را از بین ببرند. هرچه جریان های توربولانس کمتری در خودرو پدیدار گردد خودرو دارای نیروی درگ کمتری خواهد بود.

ضریب پسا چیست؟
طبق مطالب گفته شده هر خودرویی در طول مسیر حرکت خود باید با نیروی درگ مقابله کند. ضریب آیرودینامیکی که در زبان فارسی به آن ضریب پسار اطلاق می شود مقاومت هوا در مقابل خودرو را نشان می دهد و یا به عبارت بهتر مقدار نیروی درگ را نشان میدهد. هرچه این عدد کمتر باشد نیروی درگ ما کمتر است. این عدد هیچ گونه یکایی (واحد) ندارد و همیشه کمتر از یک است (مثلا 0. 35).