همه چیز در مورد آیرودینامیک خودرو

به گزارش پایگاه خبری سبقت آزاد، واژه آیرودینامیک خودرو در این صنعت یکی از واژه‌هایی است که همواره مورد توجه سازندگان ابرخودروها و حتی خودروهای درون شهری قرار داشته است.

با این حال شاید مفهوم آیرودینامیک برای افراد عادی کمی گنگ و گیج کننده باشد. به همین خاطر تصمیم گرفتیم تا در این مقاله به بررسی شاخصه‌های اصلی آیرودینامیک خودرو و اهمیت آن در صنعت خودروسازی جهان بپردازیم. با سبقت آزاد همراه باشید.

آیرودینامیک به چه معناست؟
آیرودینامیک در حالت کلی به نحوه حرکت جریان هوا حول اشیا و چیزهای مختلف مانند خودرو، هواپیما و یا حتی حیوانات گفته می‌شود و هر چیزی که از میان هوا عبور کند، تحت تاثیر آیرودینامیک قرار دارد.

آیرودینامیک در مفهوم ساده
برای آشنا شدن با مفهوم آیرودینامیک خودرو، بهتر است با این شروع کنیم که جریان هوا را در مکانیک سیالات را همانند یک مایع و سیال در نظر می‌گیرند. هرچه غلظت جریان هوا بیشتر باشد، مقاومت بیشتری از خود در برابر اشیایی که قصد عبور از آن را دارند، نشان می‌دهد. این مقاومت همان چیزی است که در دنیای خودرو با عنوان درگ (Drag) می‌شناسیم. نیروی درگ همان نیرویی است که به صورت موازی در خلاف جهت حرکت خودرو به آن وارد می‌شود و در برابر پیشروی آن از خود مقاومت نشان می‌دهد.

درگ در صنعت خودرو یکی از شاخصه‌های سرعت است که به ظاهر و شکل خودرو و همچنین فضایی که در روبروی خودرو وجود دارد، بستگی دارد. اما مشکلی که با درگ وجود دارد این است که با فرض ثابت بودن قدرت موتور، هرچه این نیرو بیشتر باشد، مصرف سوخت خودرو افزایش پیدا کرده و بیشینه سرعت آن نیز کاهش می‌یابد.

بنابراین می‌توان اهمیت آیرودینامیک در روند ساخت ابرخودروها و سوپر اسپرت ها را متوجه شد. به همین خاطر است که المان‌هایی نظیر باله‌های بزرگ که برای افزایش نیروی دون فورس (Downforce) به خودروهای اسپرت اضافه می‌شوند، باعث افزایش درگ آن‌ها می‌شود.  تمامی این المان‌ها دست به دست هم می‌دهند و مفهوم آیرودینامیک را در صنعت خودروسازی می‌سازند.

نیروی دون فورس چیست؟
نیروی دون فورس یکی از نیروهای موجود در مفهوم آیرودینامیک خودرو است. نیروی دون فورس به صورت عمودی و به سمت زمین به خودرو وارد می شود. این نیرو همان نیرویی است که موجب چسبندگی بیشتر خودرو به کف زمین شده و باعث سرعت گیری بهتر خودروها در سر پیچ‌ها، افزایش ظرفیت کشش لاستیک‌ها و جلوگیری از لیز خوردگی لاستیک‌ها سر پیچ‌ها می‌شود. از المان‌های مهم و تاثیر گذار در نیروی دون فورس خودروها و ابرخودروها می‌توان به باله‌های عقب و دیفیوزرها اشاره کرد.

با به خاطر داشته باشیم که هدف اصلی این المان‌ها کمک به دستیابی به نیروی دون فورس بیشتر در بحث آیرودینامیک خودرو است. نیروی دون فورس را به دو صورت مجزا در محور جلو (Front Axle) و محور عقب (Rear Axle) محاسبه می‌کنند. اگر این مقدار بالانس و متعادل نباشد، فرمان پذیری خودرو در سر پیچ‌ها دچار اختلال خواهد شد. میزان آیرودینامیک و دون فورس بیشتر خودرو در محور جلو در مقایسه به محور عقب می‌تواند به پرت شدن خودرو و بازی کردن زیاد فرمان در کناره‌ها بیانجامد.

و اگر میزان نیروی دون فورس در محور عقب بیشتر باشد، میزان فرمان پذیری خودرو در کناره‌ها و پیچ‌ها سخت‌تر خواهد بود. نکته‌ای که در مورد نیروی دون فورس باید به خاطر داشته باشیم این است که این نیرو با تغییر شتاب و سرعت خودرو تغییر خواهد کرد و نیروی دون فورس همان نیرویی است که سرعت در سر پیچ‌ها، چسبندگی خودرو هنگام ترمزهای شدید و افزایش کشش لاستیک ها را به دنبال خواهد داشت.

نیروهای تاثیر گذار در آیرودینامیک چیست؟
به طور کلی مفهوم آیرودینامیک با چهار نیرو سر و کار دارد. نیروی‌های تاثیر گذار در آیرودینامیک خودرو عبارتند از نیروی برآر (Lift)، گرانش (Gravity)، رانش (Thrust) و نیروی درگ (Drag) یا همان نیروی کششی. نیروی برآر همان نیرویی است که برای جداشدن خودرو از سطح زمین به آن وارد می‌شود و خودروسازان اعلب در حال دست و پنجه نرم کردن با این نیرو هستند. نیروی گرانش همان نیرویی است که خلاف جهت نیروی برآر بر خودرو به سطح زمین وارد می‌شود. نیروی رانشی نیرویی است که خودرو را به سمت جلو هدایت می‌کند و نیروی درگ همان نیرویی است که در برابر پیشروی خودرو به سمت جلو از خود مقاومت نشان می‌دهد.