Aerodinamik Nedir? Arabanın Hava İle İmtihanı

Bazı arabaların göz alıcı tasarımları sizce sadece göze hitap etmek için mi tasarlanıyor? Birçok şeyin tasarımında göze hitap etmek elbette önemli ama dikkate alınan tek şey bu değil. Arabanın hava ile etkileşimi de dikkat edilmesi gereken unsurlardan biridir. Arabanın hava ile etkileşimini inceleyen Aerodinamik bilim dalını tanımaya ne dersiniz? Bugün sizlere otomobilin tasarımı ve aynı zamanda yakıt tasarrufu için büyük bir öneme sahip Aerodinamik hakkında bilgi vereceğim. Hadi o zaman arabanın hava ile imtihanını incelemeye başlayalım.

Aerodinamik Nedir?

Aerodinamik, yüksek hızla hareket eden cisimlerin etrafında meydana gelen hava akım olaylarını inceleyen ve bu cisimler üzerine hava ile temas nedeniyle etkiyen yükleri (kuvvet ve momentler) araştıran, istenilen kuvvet ve momentleri sağlayabilecek geometrileri tasarlayan bir bilim dalıdır. Eğer kısaca tanımını yaparsak, hareket eden katı kütlelerin havayla etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır.

Aerodinamik akışkan dinamiği ve gaz dinamiğinin bir alt dalıdır.Fakat Aerodinamik genellikle gaz dinamiği için kullanılır.Gaz dinamiğinin aerodinamikten farkı, gaz dinamiği tüm gazlar için çalışırken, aerodinamik ise sadece hava ile sınırlandırılmıştır.

Havanın göreli hareketinden kaynaklanan kuvvetler taşıma ve sürükleme kuvvetleridir.Hava taşımacılığında bu iki kuvvet dikkate alınırken, arabalarda ve diğer kara nakil araçlarında belli bir hıza kadar sadece sürükleme kuvveti göz önüne alınır.

Ancak çok hızlı araçlarda örneğin Formula 1 yarış arabalarında taşıma kuvveti (aracın yol tutuşuyla ilgili olarak) dikkate alınması gereken değerlere ulaşır. Kuvvetler, hızın karesi ile orantılıdır.

İlginizi Çekebilir! Araba motoru çalışma prensibi nedir? Ana parçaları nelerdir?

Mühendisler, birçok şeyin tasarımında aerodinamiğin ilkelerini uygularlar.Köprülerin, binaların, futbol toplarının bile tasarımlarında Aerodinamik ilkelerini kullanırlar.Ancak Aerodinamik ilkeleri Uçak ve Otomobil sektöründe daha çok kullanılmaktadır.

Buraya kadar sizinle Aerodinamik Nedir? sorusunu cevapladık.Şimdi bu konu için önemli bir kavram olan Sürükleme Katsayısı veya Hava Direnç Katsayısı hakkında konuşmaya başlayalım.

Sürükleme Katsayısı- Hava Direnç Katsayısı( Drag Cooficient-Cd)

Etrafından hava akımı geçen bir otomobilin üzerinde hava sürtünme oluşturur. Bu da özellikle sürat arttıkça otomobil için bir direnç meydana getirir.Bu direnç arabaların dış tasarımlarına ve üretimdeki kullanılan malzemeye göre farklılık gösterir. “Hava Direnç Katsayısı” olarak da bilinen bu ifade Cd ile gösterilir. Bu yazımızda hava direnç katsayısı ifadesini daha çok kullanacağız.Hava direnç katsayısı ne kadar düşük olursa, otomobilden alınan verim o kadar iyi olur.Peki hava direç katsayısı hangi faktörlere bağlıdır? Nasıl hesaplanır? Hadi aşağıdaki formül ile bu sorulara cevap arayalım.

İlgilinizi Çekebilir! Araba Tasarımı Ve Üretim Aşamaları-Bir Araba Nasıl Yapılır?

Hava direnç katsayısı, sürüklenme kuvveti(F_D), havanın yoğunluğu(ρ), arabanın dik kesit alanı(A), arabanın hareket ettiği hıza bağlıdır.

Amaç, sürtünme katsayısının değerini olabildiğince küçük hale getirerek, arabanın ön profilini bir mühendisin aerodinamik bilgisini uygulamak için kilit bir tasarım unsuru haline getirmektir. Otomobil hava direnç katsayısı değerleri (Cd) ve aerodinamik testleri genellikle ilk olarak bilgisayar programlarında daha sonra ölçekli bir model üzerinden küçük bir rüzgar tünellerinde yapılır. En son olarak da araç ile birebir aynı boyutlarda gerçek bir prototip üzerinden aerodinamik testlerin yapıldığı, devasa rüzgar tünellerine sahip laboratuvarlarda yapılmaktadır.

Hava Direnç Katsayısını Düşürmek Ve Aerodinamik İçin Yapılan Çalışmalar

Otomobil üreticileri, araçların yüksek sürat ve yakıt tasarrufu gibi araçtan maksimum verim almak için hava direncinden kaynaklanan kayıpları minimuma indirmenin yolunu aramışlardır. Aerodinamik konusuna önem verip, bu konu hakkında Arge çalışmalarını hızlandırmışlardır. İşte aracın hava direnç katsayısını düşürmek için kullanıllan yöntemler;

gibi önlemler alınıp, sürüklenme katsayısını düşürmeyi amaçlamışlardır. Günümüzde yukarıdaki önlemler sayesinde sürüklenme katsayısı;

gibi değerlere düşürülebilmiştir.

Hava sürtünme katsayısı en düşük seri üretim otomobil olan Volkswagen XL1’in sürtünme katsayısı 0,189’dur. Ülkemizde satılan en düşük Cd değerine sahip otomobil ise 0.22’lik katsayısıyla Mercedes A Sınıfı Sedan‘dır.

Bu Yazıyı Hala Okumadınız Mı! Sensör Nedir? Arabaların Duyu Organlarını Biliyor Musunuz?

Bu değerler laboratuvar çalışmaları ile elde edilse dahi, normal trafikte tespit edilenler ile uyuşmaması çoğunlukla rastlanan bir durumdur. Çünkü aracı etkiliyen yan rüzgar, yük durumu vb. faktörler direnç katsayısına doğrudan etki ederler. Ayrıca yüksek hızlarda aracınızın penceresi açık ve ağır bir yük yüklüyse, aracın aerodinamiği bozulur.

Bu durumda yakıt tüketimi artacaktır. “Yakıt Tasarrufu İçin 10 Tüyo! Araba Nasıl Daha Az Yakar” konulu yazımızı okuyarak yakıt tasarrufu hakkında daha fazla bilgiye ulaşabilirsiniz.

Bu yazımızda arabaların hava ile etkileşimini inceleyip, araba tasarımında büyük bir öneme sahip olan Aerodinamik bilim dalı hakkında detaylı bilgi verdik. Umarım araba tasarımının sadece göz için yapılmadığını anlatabilmişimdir. Otomotiv sektörünü hakkında yazmaya devam edeceğiz. Bir sonraki yazımızda görüşmek üzere… LEVTEMS

Eğer Araba Aerodinamik Konulu Yazımızı Beğendiyseniz, Sosyal Medya Hesaplarınızdan Yazımızı Paylaşarak, Bize Destek Olabilirsiniz.

Kaynakça: Wikipedia, Drivetribe