ما هى الأيروديناميكية ؟ وما فائدتها فى تصميم السيارات ؟

- فى نهار يوم صيفي مرتفع الحرارة ، وأثناء انطلاقك بسيارتك على إحدى الطرق السريعة ، حتماً قد دعتك روح المرح ذات مرة لتخرج يدك من نافذة سيارتك وتدع الهواء يتدفق عليها ومن حولها لتنعش جسدك بنسيم بارد يخفف عنك حرارة الجو ، وعلى الرغم من أن الهواء الذى يمر سلساً حول يديك يعطيك شعوراً ممتعاً فى البداية ، إلا انه مع الوقت سيرهقك مقاومته بسبب دفعه يديك إلى الخلف ، خاصة إذا كنت منطلقاً على سرعة مرتفعة نسبياً بسيارتك .
ما حدث فى هذا الموقف هو نتاج للرغبة الدائمة من قوى الطبيعة فى السيطرة على كل ما يجرى على الأرض ، فالهواء الذى تعرفه نسيماً بارداً فى بعض الأوقات ، يتحول فى أوقات أخرى إلى حاجز عنيد تدفعه الطبيعة فى مواجهة كل من يحاول تحديها ويسعى للوصول إلى مزيد من السرعة سواء على الأرض أو فى الجو .

ما هى الأيروديناميكية ؟
 الأيروديناميكية هى فرع هندسى يهتم بدراسة حركة الهواء وتأثيرها على الأجسام ، فعندما تنطلق سيارة مسرعة على طريق ، يقاوم جسد تلك السيارة الهواء الذى لا يسير عادة فى نفس اتجاهها وبنفس سرعتها ، وهى مقاومة ذات خواص متعددة سنلقى عليها الضوء لاحقاً .
ولأن كل عامل من عوامل المقاومة الذى يمنع السيارات من السير بحرية يستلزم المزيد من القوة لمقاومته ، وحيث أن تلك القوة تتطلب محركات أقوى والمزيد من استهلاك الوقود ، فقد قرر صناع السيارات الاعتماد على بعض الحيل لتقليل مقاومة الهواء للسيارات للخفض من معدلات استهلاك الوقود والوصول إلى حدود جديدة للسرعة .
كيف تتعامل السيارة مع الهواء ؟
 مع بداية دخول مبادئ التصميم الديناميكية والانسيابية إلى عالم السيارات ، لم يكن الهدف فى البداية سوى إيجاد تصميم قادر على اختراق الهواء بسلاسة ليمنح السيارة المزيد من كيلومترات السرعة ، ففى هذا الوقت لم يكن عالم السيارات ككل إلا محاولة هندسية للاستمتاع بأقصى سرعة ممكنة .
ومع تطور صناعة السيارات بدء مفهوم مقاومة الهواء فى التطور ليفتح آفاق جديدة لمصممي السيارات تتيح لهم ليس فقط تقليل تأثير الهواء على السيارات ، بل أيضا الاستفادة من الهواء وقوته الطبيعية فى خدمة متطلباتهم بشكل عام سواء فى الاقتصاد فى استخدام القوة والوقود عن طريق الانسيابية ، أو حتى فى زيادة ثبات السيارة وتحسين أدائها بشكل عام من خلال إعادة استخدام الهواء .
فكون الهواء يخضع لقوانين الفيزياء التى تنص على مضاعفة مقاومته للأجسام المنطلقة خلاله كلما زادت سرعتها ، جعل السبيل فى التغلب عليه هو تفادى الصدام معه ، لذا أدخلت إلى تصميمات السيارات تلك الخطوط الناعمة الدائرية وبدأ مصنعى السيارات فى تغطية كامل جسد السيارة وتقليل الفجوات فيه قدر الإمكان حتى يجد الهواء طريقه حول جسد السيارة بسلاسة دون أن يصطدم بأى عائق .
وحتى يصبح هناك قياس يشير إلى مدى نجاح تلك التصميمات فى التحايل على الهواء ، فقد استقر مصممى السيارات على استخدام معامل مقاومة الهواء (drag coefficient ) وهو ناتج معادلة تتضمن عدة عوامل لتخرج إليك برقم يعرفك على مدى فعالية هذا التصميم فى اختراق الهواء ، حيث سترى شركات السيارات تتباهى بكون تصميم سيارتها قد حقق أرقام كـ .26 Cd أو أكثر قليلاً وهو ما يعد تصميم ناجح فى انسيابيته .http://allmobilephoneprices.blogspot.com/2012/01/aerodynamics-cars.html
 http://image.europeancarweb.com/f/9074000+w750+st0/0610_ec_01_z+aerodynamics+mclaren_slr_right.jpg
ولكى تتعرف فى موقع ويكيموبايل بشكل سريع على معاملات مقاومة الهواء لبعض السيارات الشهيرة ، لك أن تعلم أن سيارات الدفع الرباعى الكبيرة عادة ما تحقق معامل مقاومة فى حدود الـ .30 Cd ، فى حين تحقق سيارات السيدان والكوبيه معاملات مقاومة فى حدود الـ .20 Cd ، كسيارة تويوتا بريوس الهجينة والتى تتمتع بتصميم فعال للغاية يوازى فى انسيابيته .26 Cd فقط .
كيف تختبر أيروديناميكية السيارات ؟http://allmobilephoneprices.blogspot.com/2012/01/aerodynamics-cars.html
 قبل أن تخرج تصميمات السيارات إلى خطوط الإنتاج ، تمر تلك التصميمات بعدة مراحل تطويرية تبدأ من إسكتشات التصميم الأولية التى يتم تعديلها لتصبح أكثر قابلية للإنتاج ، ومن ثم تبدأ تلك التصميمات فى التحول إلى نماذج واقعية بحجم مصغر من حجم السيارة الأصلى ليتم اختبارها فى أنفاق الهواء .http://allmobilephoneprices.blogspot.com/2012/01/aerodynamics-cars.html
وأنفاق الهواء هى أنفاق مغلقة للاختبارات تحتوى من جهة على مروحة عملاقة متصلة بمحرك على الأرجح توربينى ليديرها بسرعة كبيرة تؤدى إلى خلق تيار هواء سريع داخل هذا النفق الذى يتم وضع نموذج الاختبار فيه ليتعرف المصممين على نتائج تعامل هذا التصميم مع الهواء المار من حوله على سرعات مختلفة .
ومن خلال هذا الاختبارات والتى يمثلها خطوط من الدخان تمر حول السيارة توضح مسار الهواء حول البدن ومدى سلاسة هذه المسارات ، وعن طريق مجموعة كبيرة من المستشعرات والحسابات الهندسية يتم تعديل تصميم السيارة حتى تصل إلى النتيجة التى يبحث عنها المصممين .http://allmobilephoneprices.blogspot.com/2012/01/aerodynamics-cars.html
http://www.audiworld.com/news/02/a8launch/a8020124.jpg
ما المشكلات التى تمنع السيارات من أن تصبح أكثر انسيابية ؟
 كثيراً ما يتساءل مستخدمى السيارات عن السبب الذى يمنع شركات السيارات من تصميم كافة السيارات بتصميمات غاية فى الانسيابية مما سيجعلها أسرع وأكثر توفيراً للوقود ، والحقيقة أن لهذا الاتجاه مشاكل عدة ، تبدأ بكون تلك السيارات التجارية تحتاج إلى العملية بشدة ، فلا يعقل أن تصنع سيارة انسيابية لدرجة تجعل مقصورتها لا تتسرع إلا لركاب فى صف واحد ، وكذلك لا يعقل أن تصبح كافة السيارات على شكل صواريخ تجوب الشوارع .
 http://s3images.coroflot.com/user_files/individual_files/278895_r7w6KSm8ws9WTDPyZzFK5rcWr.jpg
المشكلة الثانية هى مشكلة ميكانيكية ، حيث تحتاج السيارات إلى وجود فتحات عدة فى بدنها سواء لغرض التبريد أو أغراض أخرى ، فالمحرك يحتاج إلى تهوية وكذلك العديد من القطع الميكانيكية تحت البدن ، وكذلك العجلات والمكابح المثبتة داخلها والتى تحتاج هى الأخرى إلى مرور الهواء من خلالها لتخفض حرارتها .http://allmobilephoneprices.blogspot.com/2012/01/aerodynamics-cars.html
كيف أثرت الأيروديناميكية على تصميمات السيارات ؟
 غيرت مفاهيم الأيروديناميكية التى أدخلت إلى عالم السيارات فى أوجه التصميم بالكامل ، فمقدمة السيارة لم تصبح قائمة كما اعتادت من قبل ، بل أصبحت انسيابية متدرجة تبدأ باختراق الهواء عادة بصادمها البارز قليلاً ومن ثم يبدأ التصميم فى التدرج إلى الأعلى كاشفاً عن المزيد من الخطوط البارزة والتى لا تخلو جميعها من الدائرية التى تسمح للهواء بالمرور بسلاسة .
http://allmobilephoneprices.blogspot.com/2012/01/aerodynamics-cars.html
كذلك أصبحت المساحات الزجاجية الأمامية أكثر ميلاً إلى الخلف وأكثر دائرية عن الماضى ، وانخفضت خطوط السقف لتقلل من مقطع المقاومة للسيارة بشكل عام كما أصبحت السيارات اقرب فى ارتفاعها للأرض من الماضى وهى كلها عوامل تحسن من انسيابية السيارات وقدرتها على اختراق الهواء بفاعلية .
http://3.bp.blogspot.com/-PD9y5BWG0p4/TjqVCGfCo2I/AAAAAAAABDQ/m2GH08pOCms/s640/mercedes_emotional_aerodynamics_concept_26_fogarasi.jpg


في حال أعجبك الموضوع كل ما اوده منك هو نشر هذا الموضوع عبر أدوات المواقع الاجتماعية التالية: ايقونة فيس بوك وتويتر و +1 فى الشريط التالى

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

شارك عبر ايقونة فيس بوك



اشترك معانا فى صفحتنا ليصلك كل جديد واضغط ايقونة Like

. موقع ويكيموتور للسيارات