Otomobillerde Aerodinami

Kısaca geçmişine gidersek aerodinami temelleri 17. yüzyıla dayanan ve hareket eden katı kütlelerin havayla ilişkisini inceleyen bilim dalıdır. Sir Isaac Newton hava direnci kavramını ortaya atmış ilk kişidir. İlk rüzgar tüneli 1781’de Francis Herbert Wenham tarafından inşa edilmiş. Bu gelişmeler sayesinde 17 Aralık 1903’te Wright kardeşler ilk uçuşu yapmışlardır. Havanın hareketinden kaynaklanan direnç kuvvetleri taşıma ve sürükleme kuvvetleri olarak adlandırılır.

Otomotiv sektörüne girişinde Formula 1 in büyük katkısı olan aerodinami günümüz üreticileri için en önemli tasarım detaylarından birini oluşturuyor. Tüketici istekleri doğrultusunda güzel gözüken, hızlı giden bunun yanında ekonomik olarak bütçeleri zorlamayacak otomobiller üretmek isteyen büyük şirketler önemli motor çalışmalarının yanında tasarımlarda aerodinamiden yararlanarak iş yüklerini azaltıyor. Rüzgar tünelleri ve CAD programları sayesinde işleri oldukça kolaylaşan tasarımcılar üretecekleri aracın bir prototibini rüzgar tünelinde deneyerek gerekli düzeltmeleri yapacak fırsatı yakalıyor.

Temel prensibi hava direncini azaltmak olan sistem yüksek hızlarda otomobil üzerinde yere basma kuvveti oluşturarak daha güvenli bir sürüş imkanı sağlıyor. Araç ilerlerken altından geçen havanın hızı arttıkça rüzgar arabayı kaldırmaya başlıyor burada uçakların uçma prensibini düşünebilirsiniz. Otomobillerde ki sistem ise havalanmak için değil yerde kalabilmek için tasarlanıyor. Özellikle yarış araçlarında kanat ve kanatçıklarla binek otomobillerde ise daha çok tasarımsal süreçler ve açılıp kapanabilen spoilerlarla çözüme gidiliyor.

Aerodinaminin bir etkiside yakıt tüketimi. Aynı motora sahip iki araçtan hava direnç katsayı az olan daha yüksek süratlere çıkabilirken daha düşük hacimli motorlarla da yüksek hızlara çıkılmasına imkan sağlanıyor. Bu da hem tüketiciler için hemde karbon salınımı konusunda oldukça sıkı önlemler alan devletler için otomobil üreticilerinin elini kuvvetlendiren bir koz oluyor.

Mühendisler hava direnci bulurken “D=0,5 x d x Cw x A x V²” formülünden yararlanıyor. Burada d: havanın yoğunluğu, Cw: aracın direnç katsayısı, A: aracın dik kesit alanı, ve V:aracın hızı olarak isimlendirilir. Şirketler için önemli olan Cw olarak adlandırılan aracın direnç katsayının olabildiğince düşürülmesi. Bunun için yapılan çalışmalar daha çok otomobilin dış kısmını oluşturan kaporta üzerinden yürütülmekteydi ancak zaman ilerledikçe spoiler adı verilen arka kanatlar, rüzgarın daha iyi dağılmasını sağlayan arka tampona yerleştirilmiş difüzörler ve aracın alt kısmına eklenen düz levhalar sayesinde günümüz otomobillerinde 0.25-0.35 Cd değerleri yakalanmaya başlandı. Gelişen teknolojinin etkisi altındaki rüzgar tünelleri ve tasarım programları sayesinde önümüzdeki yıllarda daha düşük hava direnç katsayılı araçlar göreceğimiz ise kesin.

Uzay, havacılık, savunma sanayi(füze tasarımı), otomotiv ve gemicilik sektörlerinde çok büyük bir öneme sahip olan aerodinami tasarım alanıyla uğraşacak bir mühendis için olmazsa olmazlardan. İleride hava direncine karşı iş yapacak bir teknoloji geliştirmek isteyen insanların bir numaralı yardımcısı olacağı konusunda ise şüphe yok.