Aerodinamik nedir? Tüketim ve performansa etkileri nelerdir?

Yazar
Sekiz Silindir
-
0
3628
aerodinamik nedir
Aerodinamik otomobil gövde tasarımında en fazla dikkat edilen konulardan bir tanesidir. Bir model sadece görsel olarak değil aerodinamik olarak da iyi olması gerekir. Bu nedenle tasarımcıların işi oldukça zordur ve yaptıkları otomobil dizaynı sadece kağıt üzerinde ve bilgisayar ekranlarında kalmaz ve çok farklı yönlerden test edilerek denenmesi gerekir.
Rölanti nedir? Motor rölantide ne kadar yakıt tüketir?

Aerodinamik nedir? 

Aerodinamik teriminin karşılığını temel olarak “Nesnelerin etrafında dolanan hava” şeklinde ifade edebiliriz. Sadece otomobillere ve kara taşıtlarına özgü olmayan bu terim Yunanca’dan İngilizce’ye “Aero” ve “Dynamic” kelimelerinin birleşmesiyle geçmiştir ve dilimizde karşılığı “Hava Dinamiği” olarak da tercüme edilebilir. Akışkanlar Mekaniği konusu altında incelenen ve hava kuvvetinin nesnelere olan etkisini inceleyen bir bilim dalı olduğu da belirtilebilir ve günümüzdeki teknolojik ilerlemenin sonucu olarak çok daha fazla önem kazandığını söyleyebiliriz.

Motor yıkamak zararlı mı?

Genellikle sürüklenme (Cd) ve taşıma-kaldırma (Cl) olarak iki farklı katsayı kullanılarak ifade edilir. Kara taşıtları için ise ağırlıklı olarak Cd değeri dikkate alınırken uçan nesneler ve özellikle uçak tasarımlarında hem sürüklenme (Cd) hem de taşıma (Cl) katsayıları dikkate alınır. Ancak Formula 1 yarış araçları ve çok hızlı cadde tipi araçlarda uçaklarda olduğu gibi her iki değer de dikkate alınarak kullanılır. Bunun nedeni ise aracın çok yüksek hızlarda havalanmaya meyilli olmasından kaynaklanmaktadır.

Solda model uçak üzerinden rüzgar tüneli testi, sağda Formula 1 aracı rüzgar direnci simülasyonu
Otomobillerin sürüklenme değerleri (Cd) ve aerodinamik testleri genellikle ilk olarak bilgisayar programlarında daha sonra ölçekli bir model üzerinden küçük rüzgar tünellerinde ve en son olarak da araç ile birebir aynı boyutlarda gerçek bir prototip üzerinden aerodinamik testlerin yapıldığı devasa rüzgar tünellerine sahip laboratuvarlarda yapılmaktadır.

Drag Coefficient (Cd) nedir? 

Bu terim dilimize “Sürüklenme Katsayısı” olarak çevrilmiştir ancak akıllarda daha rahat kalması için “Rüzgar Direnç Katsayısı” olarak da kullanılabilir. Cw, Cd ve Cx gibi kısaltmalar ile kullanılmaktadır ve değeri bazı parametrelere göre değişmektedir. Daha rahat anlaşılabilmesi için bundan sonra nesne ifadesi yerine yazımızın ana teması olan otomobil kelimesini kullanacağız.Yanlış yakıt kullanılırsa ne olur?

Otomobilin hızı ve rüzgara karşı gelen yüzey alanı (projeksiyon kesit alanı) ile havanın yoğunluğu ve hızından kaynaklanan sürükleme kuvveti Cd değerinin değişmesine neden olur. Aslında Cw ve Cd değerleri arasında sürtünmeden kaynaklı bir de Cf bağlantısı vardır ancak genelde Cw ve Cd kısaltmaları aynı amaç için kullanılır. Bazı kaynaklar aracın direnç katsayısını Cd olarak belirtirken bazıları Cw olarak belirtmektedir. Çok detaylı bir mühendislik  konusu olması nedeniyle fazla detaya girmek konuyu dağıtacağı için bu kavramlar bu şekilde akılda tutulabilir.

Projeksiyon alanı – Cd ilişkisi

 

Aracın rüzgar kuvvetine maruz kaldığı projeksiyon kesit alanı ise oldukça önemli bir parametredir. Bu alan ne kadar küçültülebilirse Cd katsayısında belli bir oranda azalma meydana gelir. Cd değeri ne kadar düşük ise o otomobilin rüzgara karşı gösterdiği direnç de o kadar düşük gerçekleşecektir. Bu nedenle üreticiler bu değeri aracın görünümünü de dikkate alarak mümkün olan en düşük seviyelerde tutmaya gayret ederler.

Egzozdan neden çiğ yakıt atılır?

Projeksiyon kesit alanına basit bir örnek verecek olursak; Parmaklarınızı birleştirin ve avucunuzu hızlı bir şekilde mangal körüklüyor gibi savurun, ardından elinize kıvrılmayan ve mümkün olan en büyük dergi, gazete veya kartonu alın. Aynı hareketi tekrarlayın. Göreceksiniz ki ikinci yaptığınız harekette kolunuzda daha fazla güç hissedeceksiniz. Bu yüzey alanının daha geniş olması nedeniyle rüzgar direncinin artması sonucu gerçekleşir.

 

Otomobillerin hangi kısmı rüzgardan ne kadar etkileniyor? 

Otomobillerin yolda hızları arttıkça karşılarından gelen direnç kuvveti de o kadar artar. Bu durumu anlayabilmek için araç içinde olmaya veya özel testler yapmaya da gerek yoktur. Durağan bir halden koşmaya başlandığında yüzünüzdeki basınç hissinden bunu anlayabilirsiniz. Hızımız arttıkça da bu basınç hissi daha da artar. Aynı şekilde araç üzerinde de bu rüzgar basıncı gerçekleşmektedir.
Otomobil gövdelerinde ise bu direncin arttığı ve hava akışının zorlandığı bazı noktalar vardır. Bu noktalar aracın genel Cd değerini yükseltirken bazı noktalarda da akış rahat gerçekleştiği için Cd değerinin düşmesine yardımcı olur. Özellikle ön tampon, silecekler, yan aynalar, bagaj kapağının üst kısmı ve lastiklerin yüzeye temas ettiği noktalar rüzgar direncinin en yüksek olduğu noktalar olarak dikkat çekmektedir. Bu nedenle üreticiler bu bölgelerdeki rüzgar akışının daha rahat olabilmesi için farklı tasarım detayları uygulamaktadırlar.
Rüzgarın gövdenin farklı yerlerine yaptığı basıç miktarları
 

Cd değerinin yüksek olması aracı nasıl etkiler?

Bir araç rüzgara karşı ne kadar fazla direnç gösterirse bazı değerleri de o oranda kötüleşir. Aşağıdaki maddelerden de görüleceği gibi bir aracın performans ve tüketimi o aracın Cd değeri ile yakından alakalıdır. Düşük hızlarda etkisi çok daha düşük olsa da hız arttıkça etkisi de katlanarak artar.

Cd değerinin artmasıyla;

  • Yakıt tüketimi artar
  • Aracın son hızı azalır
  • Aracın 0-100km ve üstü hızlanmaları olumsuz etkilenir
  • Rüzgar gürültü seviyesi artar (ses izolasyonuna bağlı olarak değişebilir)
Cd değerinin yüksek olması aracın kasa tipiyle de yakından alakalıdır. Sadece projeksiyon kesit alanı değil aracın şekli ve kasa tipi de değerin yükselmesine neden olabilmektedir. Bu nedenle aynı ağırlığa ve motora sahip iki aynı marka bile olsa kasasının şekli nedeniyle farklı tüketim, performans ve ses izolasyon değerlerine sahip olabilir. SUV, pikap ve cabrio tarzındaki araçlar yüksek Cd değerine sahipken coupe ve sedan otomobiller daha düşük Cd değerlerine sahiptir. Günümüzde her gün yollarda görebileceğimiz Cd değeri en düşük araçlar 0.24 Cd değerine sahip olan Mercedes C Sınıfı Sedan (C180d) ve S Sınıfı Sedan (S350d) modelleridir. ayrıca yeni Audi A4‘de 0.23 Cd değeriyle bu konuda liderliği ele almıştır. Nissan GT-R ise spor otomobiller içinde 0.26 değeriyle en üst sırada bulunmaktadır. Geçmiş dönemlerde ise kama şeklindeki tasarımı ve 0.26 Cd değeriyle Opel Calibra bulunduğu dönemin çok ötesinde bir tasarıma sahipti.
1989-1997 Opel Calibra – Cd:0.26

Araçta yapılan değişiklikler Cd değerini yükseltir mi? 

Araca sonradan eklenen bir çok dış aksesuar ve çeşitli uygulamalar aracın Cd değerini genellikle kötü yönde etkiler. Üreticiler bu değeri düşürebilmek için özel bir gayret gösterirler ve kullandıkları tüm detayları da bu yönde tasarlarlar. Bu nedenle aşağıda belirteceğimiz değişiklikler rüzgara olan direnç nedeniyle Cd değerini yükseltir ve hem aracın performansını düşürür hem de yakıt tüketimini arttırır.
  • Rüzgar temas alanını arttıran geniş lastikler
  • Eskimiş ve işlevini yitirmiş kapı ve cam fitilleri
  • Aracın yükseltilmesi
  • Sonradan eklenen ön, arka ve yan spoylerler
  • Araca uygun olmayan silecekler
  • Çamurluklardan taşan geniş offset değerine sahip jantlar
  • Cam açık bir şekilde yüksek hızla seyahat edilmesi
  • Sunroof açık bir şekilde yüksek hızla seyahat edilmesi
  • Bagajda aşırı yük nedeniyle aracın önünün kalkması
  • Araç üstünde yük taşınması

 

Aerodinamiği tamamen bozulan ve Cd değeri oldukça yükselen bir Tofaş Şahin

 

İlgili HaberlerYazarın Diğer İçerikleri