Arabalarda aerodinamik yapı nedir? Tüketim ve performansa etkileri nelerdir?

Aerodinamik yapı, son dönemde mühendislerin en çok kafa yorduğu konulardandır. Bunun sebebi ise artan akaryakıt fiyatları sebebiyle 1 litre yakıttan üstün verim elde etme çabasıdır. Bu doğrultuda bir çok marka bu konu üzerine fazlasıyla eğilmişlerdir. Bu konu önem kazandığından beri tasarımcıların işi oldukça zorlaştı. Üretilen modellerin dizaynı sadece kağıt üzerinde ve bilgisayar ekranlarında kalmaz ve çok farklı yönlerden testlere tabi tutuluyor. Arabalarda aerodinamik yapı nedir? Tüketim ve performansa etkileri nelerdir?

AERODİNAMİK NEDİR?

Aerodinamik kelimesinin karşılığına baktığımızda “Nesnelerin etrafında dolanan hava” şeklinde bir açıklama görülebilir. Bu durum sadece otomobillere ve kara taşıtlarına özgü bir konu değildir. Kelime Yunanca’dan İngilizce’ye “Aero” ve “Dynamic” kelimelerinin birleşmesiyle gelmiştir. Türkçe’ye çevirdiğimizde ise “Hava Dinamiği” tamlaması karşımıza çıkar. Gelişen teknolojik ilerleme sonucunda bu durum çok daha fazla önem arz ediyor. Sürüklenme (Cd) ve taşıma-kaldırma (Cl) olarak ifade edilir. Kara taşıtları için kullanılan kısaltma ise ağırlıklı olarak Cd ‘dir. Ancak uçan nesneler ve özellikle uçaklar tasarlanırken hem sürüklenme (Cd) hem de taşıma (Cl) katsayılarından yararlanılır. Standart taşıtların dışında kalan süper otomobiller ve Formula 1 arabaları da aynen uçaklarda olduğu gibi Dc ve Cl değerleri baz alınarak organize edilir.
Üretilen arabaların sürüklenme değerleri (Cd) ve aerodinamik testleri ilk olarak bilgisayar ortamında yapılır. Bir programda yapılan testlerin sonrasında, ölçekli bir model üzerinden küçük rüzgar tünellerinden yararlanılarak test yapılır. Devamında ise birebir üretilen bir araç üzerinde aynı testler yeniden yapılır. Bu testler genelde devasa rüzgar tünellerine sahip laboratuvarlarda yapılmaktadır.

DRAG COEFFICIENT (CD) NEDİR?

Yine İngilizceden dilimize geçen bu kelime, “Sürüklenme Katsayısı” olarak adlandırılır. Bu açıklamanın kolay akılda tutulabilmesi için “Rüzgar Direnç Katsayısı” kullanılmaktadır. Cw, Cd ve Cx gibi kısaltmalar ile bu kelimeler için kullanılmaktadır. Aslında Cw ve Cd değerlerinin arasında sürtünmeden oluşan bir de Cf bağlantısı oluşmakta. Genel olarak Cw ve Cd kısaltmaları aynı amaç için hizmet verir. Farklı kaynaklarda aracın direnç katsayısını Cd olarak ifade edilirken, bir çok kaynakta da Cw olarak geçer. Burada en önemli konu rüzgar kuvvetine maruz kaldığı projeksiyon kesit alanı oluyor. Bu alan ne kadar küçülebilirse Cd katsayısında o oranda azalır. Cd değeri düşük olan otomobil, rüzgara karşı daha az direnç gösterir ve performansı artar. Tasarımcılar işte bu minvalde, otomobilin tüm bu özelliklerini dikkate alarak otomobil üretirler. Bu sayede otomobillerin sürtünme kat sayıları oldukça düşük olur. Projeksiyon kesit alanına size çok daha basitleştirerek anlatmak gerekirse; iki elinizin parmaklarını birbiriyle birleştirin devamında ise mangal körükler gibi avuçlarınızı hızlı hızlı açıp kapayın. Daha sonrasında ise kıvrılmayacak bir dergi veya gazeteyi elinize alın. Aynı hareketi bununla yapmayı deneyin. İkinci yaptığınız harekette çok daha fazla zorlandığınızı göreceksiniz. Bunun sebebi rüzgar direnci ile karşılaşan yüzey alanının artmış olmasıdır.

OTOMOBİLLERİN RÜZGARDAN EN ÇOK ETKİLENE KISMI NERESİ?

Arabanın hızı ne kadar artarsa o oranda karşılaştığı rüzgar direnci artış gösterir. Aslında bu durumu yukarıda verdiğimiz dergi örneğine bakılarak da anlaşılabilir. Hatta durağan bir halden koşma aşamasına geçtiğinizde yüzünüzdeki basınç hissine bakarak bunu idrak edebilirisiniz. Arabaların üzerinde ise hava direncinin zorlandığı noktalar tabi ki olacaktır. İşte rüzgar akışını zorlayan noktalar aracın genel sürtünme katsayısını arttırırken, akışın rahat olduğu noktalarda aracın sürtünme katsayısını azaltır.

ARACIN SÜRTÜNME KAT SAYISINI ARTTIRAN NOKTALARI

• Ön tampon
• Silecekler
• Yan aynalar
• Bagaj kapağının üst kısmı
• Lastiklerin yüzeye temas ettiği noktalar

CD DEĞERİNİN YÜKSEK OLMASI ARACI NASIL ETKİLER?

Araç rüzgara karşı ne kadar fazla direnç gösterirse o oranda sürtünme katsayısı kötüleşir. Peki Cd değerinin yüksek olması arabada neleri etkiler?
• Arabanın yakıt tüketimi artar.
• Arabanın son hızı azalır.
• Aracın 0-100 hızlanması olumsuz etkilenir.
• Rüzgar sesi seviyesi artar.

CD DEĞERİNİN DÜŞÜK OLMASI ARACI NASIL ETKİLER?

• Arabanın yakıt tüketimi azalır.
• Arabanın son hızı artar.
• Aracın 0-100 hızlanması daha iyi olur.
• Rüzgar sesi seviyesi azalır.

Cd değerinin yüksek olması bir çok konuya bağlıdır. Ancak arabanın kasa tipiyle de direkt alakalı olabilir. Sürtünen alanın yanı sıra aracın karoser tipi de direkt sürtünme katsayısını etkileyen detaylardan. Bu durumda aynı ağırlık, motor hacmi ve güce sahip otomobiller, karoser farklı olduğunda, performansı da farklı olacaktır. Farklı kasa şekillerine sahip olan modellerin ses izalasyonu ve yakıt tüketimi farklı olacaktır. Karoser olarak SUV, pikap ve cabrio tarzındaki araçlar Cd değerine yüksek olurken, coupe ve sedan otomobiller daha bu değer daha düşüktür. Günümüzde üretilen bazı otomobillerin sürtünme katsayısı değerleri şu şekildedir.

• Mercedes C180 0.24 Cd
• Mercedes S350d 0.24 Cd
• Audi A4 0.23 Cd
• Nissan GT-R 0.26 Cd

ARAÇTA YAPILAN DEĞİŞİKLİKLER CD DEĞERİNİ YÜKSELTİR Mİ?

Aracınıza sonradan takacağınız aksesuarlar eğer ki otomobilinizin orijinal kataloğunda fabrikasyon olarak yer almıyorsa, aracınızın Cd değeri genellikle kötü yönde etkilenecektir. Otomobil üreticileri zaten bu değeri daha da aşağı çekebilmek için birbirleriyle yarışırlar. Aracın Cd değerini arttıran yanlış uygulamalar aşağıdaki gibidir.

• Araca daha geniş taban alanlı lastikler takmak.
• Eskimiş ve işlevini yitirmiş kapı ve cam fitilleri kullanmak.
• Aracın standart yüksekliğinden daha da yukarı kaldırılması.
• Orijinal olmayan ön, arka ve yan spoylerler.
• Aracın orijinalinde olmayan silecekler.
• Araca daha büyük offsetli jant takmak.
• Araçta klima yerine camların tamamen açılıp seyahat edilmesi.
• Sunroof açık bir şekilde hızlı seyahat yapılması.
• Aracın kokpitinin dışında eşya taşınması.