Περί αεροδυναμικής αυτοκινήτου

για το σημείο περί αεροτομών στην F1. θυμάμαι τον υιό ενός συνεργάτη που δούλευε στην
φεράρι στο τμήμα σχεδιασμού αεροδυναμικής, που μου είχε πεί πως εκείνη την περίοδο,
πέρα απο τα κλασσικά upgrades που όλη την ώρα ψάχνουν, μελετούσαν την περίπτωση
να δημιουργήσουν μια αεροτομή, η οποία θα έστελνε τον αέρα κάθετα στον δρόμο αφού
έχει περάσει απο αυτήν, με σκοπό την δημιουργία αντίστασης για τον οδηγό που έρχεται
απο πίσω, έτσι ώστε να μην τους κλέβουν αέρα όταν έρχονται απο πίσω...θυμάμαι πάντως
χαρακτηριστικά που είχε πεί ότι η αεροδυναμική στα μονοθέσια, είναι τόσο εξελιγμένη σε
σημείο που πλέον οποιαδήποτε καινούριο upgrade, σημαίνει downgrade σε κάτι άλλο...

σε ευχαριστω πολυ εξαλλου ο καθενας στο ειδος του...

Η Παγκόσμια Ομοσπονδία Αυτοκινήτου (FIA), ανακοίνωσε το Σαββάτο τις αλλαγές που θα ισχύσουν στο πρωτάθλημα της Formula 1, από τη σεζόν 2013…
Σύμφωνα με αυτές, μεταξύ άλλων, οι κινητήρες πλέον θα μετατραπούν σε 1.600 κυβικών εκατοστών.
Ακόμα, Οι μονάδες παραγωγής ενέργειας θα είναι τετρακύλινδρες, 1.6 λίτρου με υψηλή πίεση ψεκασμού βενζίνης έως 500 bar με μάξιμουμ 12.000 στροφές ανά λεπτό, με εκτεταμένα συστήματα διαχείρισης ενέργειας και ανάκτησης ενέργειας (τώρα γνωστό ως ERS), αντανακλώντας την απόφαση που πάρθηκε από το WMSC τον Δεκέμβριο του 2010.
Επιπλέον, όπως ανακοινώθηκε οι αεροδυναμικοί κανονισμοί έχουν βασιστεί στους κανόνες του 2011, με τροποποιήσεις, προκειμένου να βελτιωθεί η αεροδυναμική απόδοση, ενώ μαζί με την εφαρμογή και άλλων κανόνων θα συμβάλουν στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμων κατά 35%.

αυτά είναι...16άρια που βαράνε 12άρες...ξέρετε σαν τι θα τσιρίζουν αυτά εεε???
άσε καλύτερα να μην το πώ...

Μόνο όταν βρεθείς στο πιο εξελιγμένο Αεροδυναμικό Κέντρο Δοκιμών παγκοσμίως, το ATC της BMW, μπορείς να κατανοήσεις, ότι πίσω από τη σχεδίαση ενός μοντέλου, κρύβεται μια επιστήμη που η συμβολή της στα δυναμικά χαρακτηριστικά ενός οχήματος είναι τεράστια.
Το πόσο σημαντική είναι η αεροδυναμική σχεδίαση αποδεικνύεται και από την έμφαση που δίνουν οι ομάδες της F1.
Η διαδικασία σχεδίασης ενός νέου μοντέλου δεν είναι μια απλή υπόθεση, όπου κάποιοι «τραβούν» πάνω σε ένα λευκό χαρτί γραμμές οι οποίες αρέσουν στο μάτι. Σίγουρα ένα νέο μοντέλο πρέπει να είναι γοητευτικό στο κοινό, όμως ταυτόχρονα πρέπει να ληφθεί υπόψη ένα πλήθος ακόμη παραγόντων. Ίσως μια υπάρχουσα πλατφόρμα, κανονισμοί ασφάλειας, το κόστος της υλοποίησης, η σχεδιαστική φιλοσοφία της εκάστοτε φίρμας και πολλά πολλά ακόμη.
Αυτό που ίσως κάποιοι δεν γνωρίζουν, είναι ότι εμπλέκεται άρρηκτα και η αεροδυναμική. Ένα νέο μοντέλο, εκτός από όμορφο, πρέπει να είναι και αεροδυναμικό, καθώς μόνο έτσι θα είναι γρηγορότερο, πιο οικονομικό σε κατανάλωση και σταθερό στο δρόμο (απτή απόδειξη τα μονοθέσια της F1). Βρεθήκαμε λοιπόν, στα πλαίσια ημερίδας της BMW σχετικά με τη φιλοσοφία EfficientDynamics, στο Αεροδυναμικό Κέντρο Δοκιμών της στο Μόναχο, παγκοσμίως το πιο σύγχρονο στο είδος του, για να παρακολουθήσουμε από κοντά τη διαδικασία μέχρι την τελική σχεδίαση ενός μοντέλου. Πιστέψτε μας, κάθε γωνία, ακμή ή καμπύλη σε ένα όχημα δεν υπάρχει μόνο για να αρέσει σε εσάς, αλλά εξυπηρετεί ένα συγκεκριμένο σκοπό…
Γιατί είναι όμως το ATC (Aerodynamic Test Center) της BMW το πιο σύγχρονο στο είδος του; Πολύ απλά, επειδή διαθέτει δύο αεροδυναμικές σήραγγες, στις οποίες οι μετρήσεις διεξάγονται σε εργαστηριακό περιβάλλον εφάμιλλου του φυσικού και ταυτόχρονα υπάρχει η δυνατότητα συνεχούς βελτίωσης της αεροδυναμικής ενός μοντέλου, ακόμα και από τα πρώτα στάδια της δημιουργίας του. Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή.
Ένα μοντέλο υπό κλίμακα 1:2 απαιτεί διπλάσια ταχύτητα του αέρα από το πλήρους μεγέθους όχημα για να παρέχονται τα ίδια αποτελέσματα (Αρχή της Αεροφυσικής: Reynolds Similarity). Η μέγιστη ταχύτητα του αέρα στο τούνελ είναι 300 km/h.
Το πλεονέκτημα του Aerolab είναι ότι μπορεί να εξελιχθεί η αεροδυναική του οχήματος ακόμα και από τα πρώτα στάδιά του.
Από το χαρτί στο πηλό
Ποια είναι η διαδικασία (ή τουλάχιστον ένα μέρος της) μέχρι το τελικό προϊόν που βλέπετε στις βιτρίνες των καταστημάτων; Αρχικά λοιπόν, έχουμε τη σύλληψη της ιδέας, τα πρώτα σχέδια και έπειτα δύο ομάδες (αεροδυναμιστές και σχεδιαστές) καταθέτουν τη δική τους πρόταση (data model). Έπειτα, καταλήγουν σε ένα μοντέλο πάνω στο οποίο θα συνεχίσουν να δουλεύουν βρισκόμενοι σε άμεση επικοινωνία.
Έτσι κατασκευάζονται μοντέλα υπό κλίμακα 1:2 (από πηλό), πιστά στα προτεινόμενα σχέδια, που εξετάζονται και συγκρίνονται μεταξύ τους στην πρότυπη σήραγγα αεροδυναμικής ή Aerolab.
Η Aerolab είναι η «μικρή» σήραγγα του Κέντρου Δοκιμών. Έχει διαστάσεις 74 x 16 μέτρα, η ροή του αέρα είναι κάθετη, ο ανεμιστήρας έχει διάμετρο 6,3 μέτρα και αποτελεί τη μοναδική σήραγγα παγκοσμίως όπου μπορούν να τοποθετηθούν ταυτόχρονα δύο οχήματα (υπό κλίμακα 1:2). Έτσι αναλύεται, πώς η ροή αέρα μεταβάλλεται σε μία προσπέραση και πώς δύο οχήματα επηρεάζουν το ένα το άλλο. Μάλιστα, η σήραγγα είναι τόσο εξελιγμένη, που εκτός από την ευαισθησία του οχήματος στην ευθεία ή στις στροφές (ακόμα και η γωνία των τροχών επηρεάζει την αεροδυναμική) προσδιορίζεται επίσης η ευαισθησία του αυτοκινήτου σε εγκάρσιους ανέμους, καθώς και σε δυνάμεις ανύψωσης/αεροδυναμικής πίεσης.
Η μέγιστη ταχύτητα του αέρα είναι 300 χ.α.ω. Η μοναδικότητα της σήραγγας έγκειται στο γεγονός ότι εξομοιώνει το φυσικό περιβάλλον και ότι προσωμοιώνει πέντε είδη οδοστρώματος.
Η διάμετρος του ανεμιστήρα είναι 8 μέτρα και η ροή στη σήραγγα οριζόντια.
Στo Main Wind Tunnel
Αφού ολοκληρωθεί η διαδικασία στο Aerolab, κατασκευάζονται μοντέλα κανονικού μεγέθους για περαιτέρω δοκιμή και εξέλιξη στη μεγάλη σήραγγα αεροδυναμικής του ATC.
Αυτή έχει διαστάσεις 84 x 40 μέτρα, η ροή του αέρα είναι οριζόντια και παράγεται από έναν ανεμιστήρα διαμέτρου 8 μέτρων. Πλεονέκτημα της είναι ότι επιτρέπει την πιο ακριβή και ρεαλιστική απόδοση των πραγματικών συνθηκών ροής αέρα στο δρόμο, αφού φέρει ειδική διάταξη κυλιόμενων διαδρόμων που ενσωματώνουν πέντε διαφορετικά τμήματα. Οι τροχοί του οχήματος πατούν πάνω σε κυλιόμενα τμήματα που χρησιμεύουν για να προσομοιώνουν την πραγματική περιστροφή των τροχών του αυτοκινήτου. Ο διάδρομος έχει μήκος 10 μέτρα και εξομοιώνει πέντε διαφορετικά οδοστρώματα. Όπως και στο Aerolab η ταχύτητα του αέρα μπορεί να φτάσει τα 300 χ.α.ω. Ωστόσο, ο συντελεστής οπισθέλκουσας (Cd) μετριέται με την ταχύτητα του οχήματος στα 140 χλμ./ώρα., μια ταχύτητα που έχει «συνεννοηθεί» από όλες τις αυτοκινητοβιομηχανίες.
Ακόμα και η πιο μικρή ακμή σε ένα όχημα συμβάλλει στην αεροδυναμική του ευστάθεια και στη καλύτερη ροή του αέρα.
Ιωάννης Δημητρίου, αεροδυναμιστή, ο οποίος δουλεύει στο Aerolab και είναι υπεύθυνος για την αεροδυναμική σχεδίαση της νέας 3άρας.
Περί αεροδυναμικής
Για να κατανοηθεί πόσο σημαντική είναι η σωστή αεροδυναμική σχεδίαση ενός μοντέλου, αρκεί να αναφερθεί πως μία μείωση της αεροδυναμικής αντίστασης της τάξεως του 10% μπορεί να συντελέσει στη μείωση της κατανάλωσης σε ποσοστό άνω του 2,5%. Κάθε ακμή και καμπύλη λοιπόν σε ένα όχημα έχει ένα συγκεκριμένο σκοπό… Πως κατανέμονται όμως οι δυνάμεις σε ένα όχημα;
Η συνολική αντίσταση του αέρα εξαρτάται από τη μετωπική επιφάνεια του αυτοκινήτου και το συντελεστή οπισθέλκουσας. Ενώ η μετωπική επιφάνεια προσδιορίζεται από τον τύπο και το μέγεθος του αντίστοιχου οχήματος, ο συντελεστής αεροδυναμικής μπορεί να βελτιστοποιηθεί από τη γενική σχεδίαση του αυτοκινήτου και πλείστα ατομικά χαρακτηριστικά.
Στην πράξη, περίπου το 40% της συνολικής αντίστασης του αέρα προέρχεται από τις αναλογίες και το σχήμα του αυτοκινήτου, με το ένα τέταρτο αυτού να προέρχεται αντίστοιχα από την επιφανειακή δομή του οχήματος και άλλα στοιχεία, όπως οι καθρέπτες, τα φώτα, οι πινακίδες κυκλοφορίας και οι κεραίες. Ένα ακόμα 10% της συνολικής αντίστασης προέρχεται από λειτουργικά ανοίγματα που κατευθύνουν τον αέρα κατάλληλα προς τα φρένα, τον κινητήρα ή το κιβώτιο. Άλλο ένα 20% της συνολικής αντίστασης του αέρα προέρχεται από το κάτω μέρος του πατώματος, ενώ το 30% οφείλεται στους τροχούς και τους θόλους των τροχών.

θα εκπλαγείτε πάντως αν διαβάσετε για το πόσο βοηθάει ο μονός υαλοκαθαριστήρας στα
αγωνιστηκά που κοιτάει προς τα πάνω...κάπου είχα διαβάσει πως σε συνεχόμενα τεστ με
κανονικούς υαλοκαθαριστήρες και έπειτα με τον μονό που κοιτάει προς τα πάνω, 13km
μεγαλύτερη ταχύτητα εξόδου στα 400 μέτρα, και περίπου μισό δευτερόλεπτο κάτω απο
τον αρχικό χρόνο. το τεστ είχε πολές μετρήσεις στην πίστα του silverstone, μ'ένα subaru
αγωνιστηκό, και ολο το πανηγύρι γινόταν για αυτό το πράγμα. αν βρώ το βίντεο θα το
βάλω εδώ να το δείτε, γιατί τα αποτελέσματα ήταν πραγματικά πολύ άξια για σχολιασμό.