Konu: aerodinami hakkında

[(Gizli Üye)]

aerodinamik, genel anlamda havanın kuvvetsel etkilerini inceleyen bilim dalıdır.Katı bir cisim etrafında akan hava veya hareketsiz duran hava içinde hareket eden katı cisim söz konusu olduğunda hava, aerodinamik kanunlarına uygun davranır.Havanın göreli hareketinden kaynaklanan kuvvetler taşıma ve sürükleme kuvvetleridir. direnç kuvvetleridir. Hava taşımacılığında bu iki kuvvet önemli yer tutarken kara nakil araçları için belli bir hıza kadar sadece direnç 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.


Otomotiv Sektörü'ndeki Önemi

Üretici firmalar, araçlarının insanın ayağını yerden kesmek yanında yüksek sürat, yüksek taşıma kapasitesi, ekonomi gibi üstün performans özelliklerine sahip olması gerektiğini fark ettiklerinden bu yana bir yandan motor tarafından sağlanan gücü artırma, diğer yandan da aracın sistemlerindeki ve bilhassa hava direncinden kaynaklanan kayıpları minimize etme yolları aramışlardır. İlk binek otolarının bir telefon kulübesinden farkı yok iken günümüzdeki otomobil üreticileri araçlarının daha iyi aerodinamik özelliklere sahip olmaları amacıyla köklü form değişikliklerine gitmişlerdir ve bu konudaki Ar-Ge çalışmalarına büyük önem vermektedirler. Özellikle rekabet piyasasında daha geniş yer hedefleyen üreticiler araçlarının ekonomikliğini artırırken, ekonomikliği artırmada en büyük engel olan hava direnç kaybını azaltmak için bu tür araştırmalara gelirlerinin büyük miktarını ayırmaktadırlar.

Düşük hızlarda hava direnci diğer kayıplar yanında oldukça düşük mertebelerdedir. Ancak hız 30-40 km/h değerine ulaşınca hava direnci önem kazanır. Bunun sebebi hava direncinin hızın karesiyle doğru orantılı olarak artmasıdır.

Motor Gücü Sabit Bir Aracın Daha Yüksek Hıza Erişebilmesi

Belli hıza çıkması istenen araca daha küçük motor takılabilmesi
anlamına gelir.

Binek araçları için ekonomi açısından ikinci şık yarış arabalarında ise yüksek performans hedeflendiğinden birinci şık Cw değerinin önemini ortaya koyar.

Direnç katsayısı Cw'nin azaltılabilmesi için araç formları gün geçtikçe aerodinamikteki adıyla damla formuna benzetilmeye çalışılmaktadır. Damla formunun özelliği doğrusal akımda bilinen en az bozuntuya sebep olan yapı olmasıdır.


Hava Direnç Katsayısını Azaltmak İçin Yapılan Çalışmalar

Aracın kaportası çevresinde akan havanın mümkün olduğunca kesintisiz ve pürüzsüz bir yüzey etrafında akması sağlanarak direnç katsayısı daha da düşürülebilmiştir. Bu amaca yönelik araçlarda kapı camlarının ve farların kaporta ile bir yüzeyde dizayn edilmesi, ön ve arka camların daha yatık dizayn edilmesi, yan aynaların formunun aerodinamik özellik taşıması, lastik oyuklarının genişletilmiş çamurluklarla örtülmesi, ön ve arka tekerlekler arasına etekler yerleştirilmesi, ön panel altına hava kesiciler (airdam) yerleştirilmesi, jant kapaklarının mümkün olduğunca aerodinamik yapıda imal edilmeleri, aracın altındaki düzgünsüzlükleri alt kaplama takviyesi ile kamufle edilmesi gibi önlemlere rastlanmaktadır. Günümüzde yukarıda bahsettiğimiz önlemler sayesinde direnç katsayısı ;

*Binek araçlarında 0,25'e
*Otobüslerde 0,5'e
*Motosikletlerde 0,4'e
*Kamyonlarda ise 0,65'e dek düşürülebilmiştir.

Hava akımı içinde akım yönüne dik olarak tutulan bir levha için bu değer 1.28, paraşütte 1.70, tabanca mermisinde 0.3, futbol topunda 0.29, yolcu uçaklarında 0.25, bomba ve yedek yakıt tankı taşımayan savaş uçaklarında 0.20 civarındadır.

Bu arada laboratuvar çalışmalarında bulunan sonuçların normal trafikte tespit edilenler ile uyuşmaması çoğunlukla rastlanan haldir. Çünkü araca etkiyen yan rüzgar, yük durumu vb. faktörler direnç katsayısına doğrudan tesir ederler.

Açık bir pencere, bagajdaki 20 kg'lık fazla yükün oluşturduğu yere yaklaşma veya kullanılan lastiklerin daha kalın olanlarıyla değiştirilmesi gibi hallerde direnç katsayısı değeri %10-12 artış gösterir. Küçük gibi görünen bu artışın ise yakıt sarfiyatının %5 yükselmesine neden olduğu tespit edilmiştir.

Aracın altındaki düzgünsüzlüklerin alt kaplama ile kamufle edilmesi halinde cw değeri 0.045 düşüş gösterir.Ön ve arka camların eğik dizayn edilmesi, aracın iç kısmını etkileyen güneş ışığı miktarının artmasına neden olur. Bunun doğuracağı yüksek sıcaklık problemine çözüm olarak cam imalatçı firmalar renksiz iki ince cam tabakası arasına altın veya gümüş metalden mikron mertebesinde film sıvayarak güneşin görünür dalga boyundaki ışınlarını geçiren fakat enfraruj ışınlarını yansıtan camlar geliştirmişlerdir. Bunun maliyeti ise normal cam maliyetinin % 50 üzerindedir.

Cw değerini azaltma çalışmalarının sonucu olarak şu söylenebilir : Geliştirilen farklı önlemler sayesinde direnç kaybı oldukça düşürülebilmiştir ve hatta daha da düşürülebilir ancak bu amaç için uygulanacak ilave önlemlerin doğurabileceği maliyet artışı cw değerinin küçültülmesi sonucu ortaya çıkacak avantajı aşacağından bu gibi önlemler şimdilik sadece deneme, geliştirme ve yarış gibi özel amaçlı araçlara uygulanabilmektedir. Binek otolarında cw değeri 0.25 ile 0.6 arasında değişirken bu tür numunelerde cw değeri 0.20'ye düşebilmektedir.

Bu konuda rekor 0.182 ile Mercedes'in C111 serisinin 1985'de geliştirdiği C111/4 modelindedir. Zaman değerlerini alt üst 1936 yapımı geliştirilmiş Mercedes W125 0.20'lik cw değeri ile damla formuna en yakın araçlardan biridir.


Otomobil Üzerinde Oluşan Kaldırma Kuvveti

Tayfun veya hortum gibi şiddetli rüzgarların tehlikeli olmalarının bir nedeni çok alçaktan eserek yukarıya doğru basınç oluşturup herhangi bir kütleyi havaya savurmasıdır. Benzer bir etki de hızlı kullanılan otomobillerde oluşmaktadır. Bu etki aracın üstünde oluşan emme, altında oluşan kaldırma kuvvetiyle daha çok artmaktadır.


Yüksek hızlı araçlarda aracın üst kaporta yüzeyinin kambur olması doğrusal akım karakteristiği taşıyan  ) bu bölgede eğrilik sebebiyle hareket yönüne dik bir hızhava akımının ( V bileşeni kazanmasına ( V2 ) neden olur. Böylece yeni bileşen sayesinde daha büyük değere sahip bir bileşke hız vektörü ( Vb ) ortaya çıkar.


Hızdaki artışa paralel olarak aracın üstündeki basınç düşer. Aracın üstünde oluşan basınç düşmesi araca yukarıdan emme etkisi yapar. Bu etki oluşurken bir yandanda aracın altından giren hava aracı yukarıya kaldırmak için basınç uygulamaktadır. Bu kaldırma ve emme kuvvetleri aracın tekerleklerindeki ağırlık kuvveti etkisini azaltarak kumandanın zorlaşmasına bilhassa viraj halinde aracın kolaylıkla savrulmasına ve hatta yerden havalanıp takla atmasına neden olur.Bu sebeple yarış otomobillerinin alt yapısına eğrilik verilerek yere basma kuvvetini artırmaya çalışılmıştır. Buna rağmen tam bir başarı sağlanamamıştır. Şöyle ki : olanca hızıyla giden bir yarış arabasını rüzgar piste adeta yapıştırır, öte yandan arabanın karoseri rüzgar direncini asgariye indirecek şekilde biçimlendirilmiştir. Rüzgar bir yandan arabayı piste yapıştırırken, öte yandan arabanın altında oluşan hava cereyanı bir karşı güç oluşturur.


Öndeki otomobile fazla yanaşan bir yarış arabasının üzerindeki rüzgar baskısı azalır, çünkü rüzgarın esas baskısını öndeki otomobil karşılar. arkadaki otomobilin sürati artar ancak ön tekerlerin piste olan teması zayıflar.


Bu durumda saatte 300 km hızla giden araç birden bire açıkta kalıp esen rüzgarla karşı karşıya geldiğinde arabanın altından giren hava tekerlerin yerle olan temasını keser ve aracı havalandırır.


1999 yılında 24 saatlik Le Mans yarışında Mercedes ekibinin başına gelen bu olayla ekip yarışlardan çekilmek zorunda kalmıştır.

Normal binek araçlarında tehlike bu boyutlarda olmamaktadır yine de savrulma riski vardır. Porsche 1966'dan 1969'a kadar ürettiği 911 marka araçlarda ağırlık artırımı yaparak soruna pratik bir çözüm bulmuştur. Saatte 225 km hızla giden araçlarının ön tarafına döküm demir sağ ile sol tarafa birer akü koyarak aracın yere yapışmasını sağlamıştır. Teknik açıdan daha akıllıca çözüm ise spoiler kullanımı ile gelmiştir.

Kelime anlamıyla spoiler bozucu veya dağıtıcıdır. Yapılan laboratuar araştırmalarında aracın üstünden akan hava akımının kaportayı terk ettiği arka bölüme konulan spoiler bu bölgenin arkasında oluşturduğu hız düşüşü ve buna bağlı olarak ortaya çıkan basınç artışının araca ilave itme kuvveti sağladığı veya diğer bir deyişle aracın hava direnç kaybını azalttığını ortaya koymuştur Aracın ön tarafına konulan spoilerin ise rüzgarı yönlendirerek yukarı doğru basınç yapmasını ve böylece otomobilin ön kısmının havalanmasını engellemektedir.

alıntıdır.

[(Gizli Üye)]

arkadaşlar çok ciddi bir konu aerodinami.konuyu bulurbulmaz sizinle paylaştım.yararlı olması dileğiyle.

[(Gizli Üye)]

  Çok sağol Burak.
 Bende birkaç pratik bilgi ekleyeyim isterseniz konunun daha anlaşılabilir olması açısından.
 Bizler araçları karşılaştırırken motor gücü, ağırlık vb. verileri dikkate alırız. Halbuki Burak arkadaşımızında değindiği gibi işe en az bunlar kadar etki eden Aeordinami vardır. Mesela hatırlarısnız Toyota F1'e çok büyük yatırımlar yapmasına ve eski kurallara göre 3.0L. lik F1 motorları içinde en güçlü motorlardan birine sahip olmasına rağmen bir türlü F1'de istediği sonuçları alamamıştı. Bu sebeplerin başında aracın aerodinamik dizaynındaki bazı eksiklikler yer almıştır.
 Demin araç ağırlığı dedik. Peki biz aracımızın ağırlığını gerçekten biliyormuyuz? Bilen varsa hemen söylesin gerçekten kendi kullandığı aracın ağırlığını bilen. Eminim bir sürü arkadaşımız bunu çok net biliyordur. En azından %98 oranında bu bildikleri değerlerde doğrudur. Eğer aracımız spor bir araç ise ve ağırlık dağılımı da ideal olarak (aracın sınıfına göre bu oran değişebilir) ön ve arka aksta %50 eşit olarak dağıldıysa ve aracımız 1.000Kg. ise; her bir lastiğimizin yere bastığı ağırlık 250Kg. gelir ve bu sonuca herkes çok kolay ulaşabilir. Ama atlanmaması gereken nokta bu ağırlık değerinin araç sabit dururken ki ağırlığıdır. Yani bu araç 100Km/s. hızında iken ki her bir tekerleğinin yere bastığı ağırlık azalacaktır. Ayrıca aracın aerodinamisine göre ön ve arka aks ağırlık dağılımıda farklılaşacaktır. Bu yüzden yükske süratlarde önden çekişli araç yerine arkadan itişli araç daha stabil olacaktır. Çünkü arkadan itiş ön aksı nispeten yere bastıracak ve direksiyon hakimiyeti artacaktır. Oysa önden çekişli araç zaten kafadan aldığı rüzagar sonucu ön aksı hafifleyecek ve ne çekişin, ne de direksiyon yönlendirmesinin olduğu arka aks ağırlaşacaktır. Ama bu durum pek tabiki kimi aerodinamik parçalarla nispeten bertaraf edilebilir. Bunlar kimi zaman Spoiler (bozucu) ile kimi zaman ise Diffuser (yayıcı) gibi aerodinamik amaçlı parçalarla sağlanır. Ön spoiler aracın altına fazla hava almasını önlemeye çalışır, arka spoiler ise çevresinden geçen hava akımını bozarak aracın arka askını yere bastırmanın yanında eğer üzerinde ledli bir fren lambası bulunuyorsa ayrı bir güvenlik faydası sağlar. Bir iekilde aracın önünden hava akımını en kolay ve düzgün şekilde (aracın altında basınç oluşturmadan) arka taraftan çıkmasını sağlayan parçada Yayıcı dır. Birde aracın yanlarından altına hava almasını azaltacak, önleyecek parçalar Marşpiye, Yan Etek mevcut olabilir. Bunların görevi ise tahmin edilenden çok daha fazladır. Hiç dikkat ettiniz mi F1 araçlarının neden yüksek yanaklı lastik kullandığına? Bunun çok ilginç bir şekilde kullanılan yan eteklerle bir ilgisi vardır. eğer merak eden olursa ayrıca bu konuya da gireriz konunun devamında.
 Şimdi gelelim bu hava olayına. Hava nasıl hareket ediyorda aracın yere basışı artıyor ya da azalıyor. Uçak kanatlarının çalışma prensibini bilirsiniz. Karşıdan gelen havayı kanat yarar ve hava iki yoldan kanatın arkasında tekrar birleşir. Ancak kanatın üst ve alt bölümünün şekli birbirinden farklıdır. Üst daha oval yapılır. Bu sayede önden gelen havanın kanatın üstünden geçen kısmı daha uzun bir yol kat eder alt tarafa göre ancak işin ilginç yanı önden kanata çarpan hava kanatın arkasında aynı anda tekrar buluşur. bunu sağlayan ise üstten uczun yoldan geçen havanın alttakine göre hızlanmasıdır. Buda üstten geçen havanın basıncını azaltır doğal olarak. Alttaki havanın basıncı kanadın üstünden geçen havadan daha fazla olunca da kanat ve dolayısı ile uçak havalanma eğilimine girer. Bunun sağlanabilmesi içinse uçak motor güç ve aerodinamik yapısı paralelinde belli bir hıza ulaşmalıdır. Aynı durum otomobiller içinde geçerlidir. Aracın üstünden geçen hava altından geçene göre daha hızlı hareket eder ve basıncı azalır. Bu da aracın yerden yükselmesine sebep olur. Peki aracın altından geöen havanın geçişini neden kolaylaştırıyoruz gibi bir soru sorabilirsiniz Diffuser yardımıyla. Çünki alttan geöen havayı alttan bir an önce atmazsak bu seferde altta ohava basıncı oluşacak ve o aracı yerden yükseltecektir. Yani bu bir ikilem gibi görünebilir. Bnun yerine üstten geçen havanın hızı Spoilerler tarafından düşürülür. Sonuçta üstten geçen havanında basıncı artar. Ama malesef işler bu kadar basit değil. yani araçta aerodinami herşey değildir. Daha doğrusu aracın kasasına verilmesi gereken aerodinamik özellikler sadece yol ututşu arttırmak için değildir. Onun hızlanmasınıda sağlamalıdır. Yani 1.000Kg. lık bir araç aynı motor gücüyle 100Km/s. hızda da 1.000Kg. gelirse hem çok yüksek miktarda yakıt tüketir, hemde çok düşük bir son hız yapabilir. Yani bu iş bir denge meselesidir. Aracın hangi amaçla kullanılacağıda bu iş açısından çok önemlidir. Mesela bir F1 aracı 160-180Km/s. üstü hızlarda bir tünelin tavanında dahi gidebilir.
 Umarım canınızı sıkmadan elimden geldiğince bir nebze olsun konuyu açıklayıcı bilgiler verebilmişimdir. Yanlız unutmayın bu aerodinami burada bahsettiğimiz detayların çok daha ötesinde ve içinde bir çok bağımsız değişken içeren bir konudur.

[(Gizli Üye)]

hakan dostum teşekkürler,ellerine sağlık.senle ve bu konuya ilgisi olan arkadaşlarla paylaşacağım çok detay olacaktır.örneğin rüzgar sürtünme katsayıları.hernekadar tüketicimiz farkında olmasada araç kataloglarında bu konuda bilgi verilmektedir.youtube a erişimi zorlaştırmasalardı videolarla zenginleştiridik başlığı link vermek isteyen versin zar zor izleriz tabiki

[(Gizli Üye)]

Aerodinamik sürtünme katsayısı

Piyasaya sunulan Toyota modellerinin benzerlerinden daha aerodinamik olması için Toyota'nın tüm prototipleri rüzgar tünelinde saatlerce test ediliyor. Düşük sürtünme katsayısı azami hızı artırırken, yakıt tüketimini ve rüzgar sesini azaltır. Aerodinamik verimliliğin standart ölçüsü sürtünme katsayısı, yani Cd değeridir. Sürtünme katsayısı havanın sürtünme gücüyle aracın önündeki hava akışını durdurmak için gereken gücü karşılaştırır. Sürtünme katsayısı ne kadar yüksekse, araç motorunun üstesinden gelmesi gereken havanın sürtünme gücü de o kadar fazla olur.
 
kaynak: http://www.toyotasa.com.tr/innovation/technology/glossary/gloss_adc.aspx

[(Gizli Üye)]

  Kesinlikle haklısın Burak. Sürtünme katsayı derecesinin önemini en basit örenekle şöyle açıklayayım. En kaba bir hesapla bir aracın son hızını %10 arttrımak için o aracın motor gücünü (diğer değişkenler sabitken) %30 arttırmak gerekir ve bu derece hıza bağlı olarak artan oranda artar. Yani daha yüksek hızlar için bu 1/3 lük fark daha da artar.
 Toyota'nın mesela güncel Prius modeli 0,26 Cd. lik bir sürtünme katsayı derecesine sahiptir ki bu dereceyi düşürmek gittikçe zorlaşan bir bilimsel çalışma ister. Yani 0.3 Cd. 0,26 'ya çok yakın değildir Cd. derecesi olarak. Toyota'nın F1 deki sorunu ise sürütünme katsayısından ziyade aracın yere basış (ön ve arka aks için)(düzlükler ve virajlarda) derecesini yeterli geçmiş verileri de olmadığından (pist ve yarışlar için) sıkıntı çekmişlerdir ve halada çekiyorlar.
 Not: Aracın boyasının cilalanması bile Cd. derecesini düşürmekte etkilidir.

[(Gizli Üye)]

hakan kardeş ben söyleyecektim cila olayını şimdi forumda yok öyle şey mi olur diyenler olur diye endişe duyuyordum ama sen söylemişsin neyseki.aracın far,tampon çıta vs aralarıda aynı şekilde sürtünmeyi arttırır.örnek vermek gerekirse kırık far sinyal yada ayna aracınızda paraşüt etkisi yapar.
yaris in sürtünme katsayısı 0,30 cd
yeni corolla 0,28 cd
avensis 0.28 cd
auris 0,29 cd fikir açısından

ayrıca mercedes balıktan esinlendiği konsept aracıyla 0.19 cd değerini yakalamış

[(Gizli Üye)]

  Evet köpek balığı ve yunus.