Αεροδυναμική οχημάτων

Αεροδυναμική (4T 320, 5/1997)

Συντάκτης: Αλεξανδρινή Πέτρου
Πρωτότυπο άρθρο

Οι αεροδυναμικές δοκιμές πραγματικών αυτοκινήτων σε σήραγγα είναι πανάκριβη πειραματική διαδικασία. Έτσι οι αυτοκινητοβιομηχανίες καταφεύγουν σε αυτές, αφού πρώτα εξαντλήσουν κάθε άλλο μέσο.
Στη συνέχεια αρχίζουν οι τελικές αεροδυναμικές δοκιμές στις σήραγγες που συνήθως ανήκουν σε διάφορα πανεπιστήμια, αεροναυπηγικές βιομηχανίες και εξειδικευμένους σχεδιαστικούς οίκους της Ευρώπης.

Η ΚΙΝΗΣΗ των ρευστών στο χώρο και συνεπώς και του αέρα γύρω από το αυτοκίνητο περιγράφεται μαθηματικά από ένα ιδιαίτερα πολύπλοκο σύστημα διαφορικών εξισώσεων που είναι γνωστές σαν εξισώσεις Navier-Stokes.
Έτσι, θεωρητικά, είναι δυνατή η αεροδυναμική μελέτη του αμαξώματος ενός αυτοκινήτου, χωρίς την ανάγκη πειραματικών δοκιμών, απλά με την επίλυση αυτών των εξισώσεων.
Όμως, στην πράξη, η λύση αυτών των εξισώσεων είναι δυνατή με χαρτί και μολύβι, μόνο αν γίνουν απλοποιητικές παραδοχές, οι οποίες στην περίπτωση ενός σύνθετου προβλήματος όπως το αυτοκίνητο θα οδηγούσαν σε λύσεις μη αποδεκτές.
Τη δυνατότητα για ακριβή (ή μάλλον ακριβέστερη) λύση των εξισώσεων Navier-Stokes μας τη δίνουν οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές με τη χρήση αριθμητικών μεθόδων και το χωρισμό της επιφάνειας του αμαξώματος σε πεπερασμένα στοιχεία.
sx1.JPG sx3.JPG
Για τις ανάγκες της εξομοίωσης στον ηλεκτρονικό υπολογιστή η επιφάνεια του αμαξώματος χωρίζεται με πλέγμα που η ανάλυσή του μπορεί να φτάσει και τα 200.000 στοιχεία. Στα όρια κάθε στοιχείου με τα διπλανά του ο ηλεκτρονικός υπολογιστής υπολογίζει τις τριβές στον αέρα, τις ταχύτητες ροής και τις αντίστοιχες πιέσεις. Η απεικόνιση των μεγεθών αυτών στην οθόνη γίνεται με εύκολα κατανοητό τρόπο, για παράδειγμα με κάποιο κώδικα χρωμάτων.
Για την εξομοίωση αυτή είναι απαραίτητη η χρήση υπερυπολογιστή τύπου Cray, η ταχύτητα του οποίου φτάνει τις 350.000.000 πράξεις το δευτερόλεπτο. Με αυτή την ταχύτητα οι υπολογισμοί ολοκληρώνονται σε μερικές ώρες, τη στιγμή που και οι ισχυρότεροι συμβατικοί υπολογιστές θα χρειάζονταν ακόμα και εβδομάδες.

sx2.JPG

Ακόμη και έτσι όμως από το μαθηματικό μοντέλο του αμαξώματος στον υπολογιστή παραλείπονται τα τμήματα που προκαλούν διακοπές στην ομαλή ροή του αέρα. Έτσι δεν υπάρχουν φτερά, καθρέφτες, μηχανικά μέρη κάτω από το δάπεδο και οτιδήποτε άλλο θα μπορούσε να διαταράξει τη ροή του άερα.
Αυτό συμβαίνει πρώτον, διότι τα αποτελέσματα αυτής της μεθόδου εξομοίωσης με ηλεκτρονικό υπολογιστή είναι αξιόπιστα μόνο στα σημεία της επιφάνειας του αμαξώματος που η ροή του αέρα είναι ομοιόμορφη και δεν εμφανίζεται το φαινόμενο του στροβιλισμού (τυρβώδης ροή). Ο δεύτερος λόγος είναι ότι η λύση των εξισώσεων που προαναφέραμε θα γινόταν τόσο περίπλοκη που ακόμα και οι ισχυρότεροι υπολογιστές δε θα μπορούσαν να δώσουν αποτελέσματα σε λογικό χρονικό διάστημα.

Θύελλες υπό κλίμακα

Και μόνο η παράλειψη των αναγκαίων διακοπών στη συνέχεια των επιφανειών του αμαξώματος δημιουργεί την ανάγκη πειραματικών δοκιμών σε σήραγγα αεροδυναμικών δοκιμών. Ο δεύτερος λόγος είναι η επαλήθευση των αποτελεσμάτων του ηλεκτρονικού υπολογιστή.
Οι πρώτες δοκιμές γίνονται με μοντέλα υπό κλίμακα κατασκευασμένα από πηλό. Έτσι είναι δυνατή η πραγματοποίηση περισσότερων δοκιμών σε σήραγγες μικρότερης διατομής που έχουν χαμηλότερο κόστος λειτουργίας. Με αυτή τη διαδικασία δοκιμάζονται και αξιολογούνται διαφορετικές λύσεις στο σχεδιασμό στις λεπτομέρειες του αμαξώματος όπως η μάσκα, οι υαλοκαθαριστήρες, το σύστημα της εξάτμισης, οι καθρέφτες, ακόμα και τα τάσια των τροχών, με σκοπό το βέλτιστο αεροδυναμικό, αισθητικό και λειτουργικό αποτέλεσμα.
Η ταχύτητα ροής του αέρα σε αυτές τις δοκιμές φτάνει μέσα στη σήραγγα τα 280 χλμ/ώρα και η ομαλότητα της ροής γύρω από το μοντέλο ελέγχεται με την εισαγωγή δεσμών καπνού που αποκαλύπτουν τις περιοχές όπου εμφανίζεται η ανεπιθύμητη τυρβώδης ροή που επιδρά σαν αόρατο φρένο στην κίνηση του αυτοκινήτου και αυξάνει σημαντικά την κατανάλωση καυσίμου.
Τα αποτελέσματα των αεροδυναμικών δοκιμών μοντέλων υπό κλίμακα έχουν μεγάλη αξιοπιστία, αφού παρουσιάζουν απόκλιση μόλις λίγων ποσοστιαίων μονάδων από αυτά των δοκιμών μοντέλων πλήρους κλίμακας.

Θύελλες σε πραγματικές διαστάσεις

Οι οποίες όμως είναι τεχνητές. Και βέβαια μιλάμε για τις αεροδυναμικές δοκιμές σε σήραγγα, πραγματικών αυτοκινήτων. Πρόκειται για το τελευταίο στάδιο του αεροδυναμικού σχεδιασμού των σύγχρονων αυτοκινήτων. Στο στάδιο αυτό καθορίζονται οι τελευταίες λεπτομέρειες του σχήματος του αμαξώματος.
Επειδή το κόστος κατασκευής και λειτουργίας μιας σήραγγας για αεροδυναμικές δοκιμές σε πλήρη κλίμακα είναι τεράστιο, λίγες είναι οι αυτοκινητοβιομηχανίες που έχουν ιδιόκτητες τέτοιες εγκαταστάσεις. Όσες έχουν, επιτρέπουν και σε άλλους κατασκευαστές να τις χρησιμοποιούν με το αζημίωτο βέβαια. Αλλοι κατασκευαστές πάλι προτιμούν να πληρώνουν για τη χρήση των σηράγγων που ανήκουν σε πανεπιστήμια, αεροναυπηγικές βιομηχανίες και εξειδικευμένους σχεδιαστικούς οίκους που βρίσκονται ανά την Ευρώπη.
Πολλές από αυτές τις σήραγγες, χάρη στα ιδιαίτερα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά τους, ειδικεύονται σε ορισμένους τύπους δοκιμών. Έτσι δεν είναι σπάνιο κάποιο μοντέλο αυτοκινήτου να δοκιμάζεται σε πολλές διαφορετικές σήραγγες με σκοπό τη βελτίωση διαφορετικών αεροδυναμικών χαρακτηριστικών του. Ας δούμε μερικά διάσημα παραδείγματα.

H αεροδυναμική σήραγγα του στούντιο Πινινφαρίνα

Ο σχεδιασμός του πίσω μέρους του αυτοκινήτου είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη χαμηλού συντλεστή οπισθέλκουσας. Μόνο το 15% του συντελεστή οπισθέλκουσας ενός σύγχρονου αυτοκίνητου επηρεάζεται από το σχεδιασμό του μπροστινού μέρους. Αντίθετα, η συμμετοχή του σχεδιασμού του πίσω μέρους φτάνει το 50%.
Πολλοί κατασκευαστές καταφεύγουν για τη βελτίωση του σχεδιασμού του πίσω μέρους των μοντέλων τους στη σήραγγα δοκιμών του Πινινφαρίνα στο Τουρίνο. Ο ιταλικός σχεδιαστικός οίκος ειδικεύεται στην μελέτη της ροής του αέρα στο πίσω μέρος. Η περιοχή «κενού» πίσω από το αυτοκίνητο είναι κρίσιμη για τη χαμηλή οπισθέλκουσα. Η εμφάνιση τυρβώδους ροής σε εκείνη την περιοχή δημιουργεί υποπίεση η οποία τραβάει το αυτοκίνητο προς τα πίσω εμποδίζοντας την κίνησή του και αυξάνοντας την κατανάλωση.
Στη σήραγγα του Πινινφαρίνα χρησιμοποιούν ειδική διάταξη για τη μέτρηση των μεγεθών της ροής του αέρα δέκα εκατοστά πίσω από το αυτοκίνητο. Έτσι είναι δυνατός ο καθορισμός του σχήματος του πίσω μέρους έτσι, ώστε να εξασφαλίζεται ομαλή ροή του αέρα μέχρι αρκετά μακριά από αυτό. Η ροή του αέρα γίνεται ορατή με την εισαγωγή μέσα σε αυτή φυσαλίδων ηλίου.

H αεροδυναμική σήραγγα στο Έμεν

Στο Έμεν της Ελβετίας λειτουργεί η εταιρία αεροπορικών κατασκευών Καντόναλ. Διαθέτει μία σήραγγα αεροδυναμικών δοκιμών στην οποία μπορούν να εξομοιωθούν κακές καιρικές συνθήκες. Πολλοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτή τη σήραγα για να μελετούν και να μειώνουν την εναπόθεση σταγόνων βροχής και λάσπης στα παράθυρα του αυτοκινήτου. Αυτό έχει στόχο την αύξηση της ορατότητας, άρα και της ασφάλειας, τις βροχερές μέρες, αλλά και την αύξηση της άνεσης των επιβατών που έτσι μπορούν να βλέπουν καλύτερα έξω.

H αεροδυναμική σήραγγα της DNW

Στην Ολλανδία λειτουργεί η Γερμανο-Ολλανδική (DNW) σήραγγα αεροδυναμικών δοκιμών. Στη σήραγγα αυτή κάνει τις δοκιμές των επιβατικών αεροπλάνων της η Αίρμπας. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της είναι ότι το δάπεδό της είναι ένας γιγάντιος κυλιόμενος διάδρομος που κινείται με ταχύτητα ίση με την ταχύτητα που θέλουμε να εξομοιώσουμε.
Στις άλλες σήραγγες όταν ο αέρας κινείται γύρω από το αυτοκίνητο το δάπεδο, δηλαδή ο δρόμος, παραμένει ακίνητο προκαλώντας αποκλίσεις των μετρήσεων στο κάτω μέρος του αυτοκινήτου σε σχέση με τις πραγματικές τιμές των μεγεθών που αναπτύσσονται κατά την κίνηση του αυτοκινήτου στο δρόμο.
Στη σήραγγα DNW το μοντέλο συγκρατείται με ειδική διάταξη λίγα χιλιοστά πάνω από το δάπεδο, το οποίο κινείται εξομοιώνοντας την κίνηση του δρόμου κάτω από το αυτοκίνητο. Έτσι επιτυγχάνεται ακριβέστερη ανάλυση της ροής του αέρα κάτω από το αυτοκίνητο και της αλληλεπίδρασης των χαμηλότερων σημείων του αμαξώματος (προφυλακτήρες, μαρσπιέ) με το δρόμο.
Η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται και για την εξομοίωση της κίνησης των αεροπλάνων κατά την απογείωση και την προσγείωση.

Ωφέλειες από τον αεροδυναμικό σχεδιασμό

Ο αεροδυναμικός σχεδιασμός των σύγχρονων αυτοκινήτων δε βελτιώνει μόνο το συντελεστή οπισθέλκουσας και τις επιδόσεις. Είναι ταυτόχρονα παράγοντας ασφάλειας και οικονομίας. Σε ένα αεροδυναμικά σχεδιασμένο αμάξωμα οι δυνάμεις άνωσης στον εμπρός και τον πίσω άξονα παραμένουν σε χαμηλά επίπεδα εξασφαλίζοντας τη σταθερότητα και την καλή κατευθυντικότητα του αυτοκινήτου. Τα σύγχρονα αεροδυναμικά σχήματα με τις απαλές καμπύλες γραμμές μειώνουν επιπλέον τις πιθανότητες τραυματισμού των πιο ευάλωτων χρηστών του δρόμου. Η απουσία γωνιών, οι κρυμμένοι άξονες των υαλοκαθαριστήρων, οι επίπεδες χειρολαβές στις πόρτες, το σχήμα των προφυλακτήρων, των καθρεφτών κ.λπ. μειώνουν τους κινδύνους από τον τραυματισμό πεζών και δικυκλιστών στην περίπτωση ατυχήματος.
Τέλος ο αεροδυναμικός σχεδιασμός βοηθάει και στη μείωση της κατανάλωσης. Έχει υπολογιστεί ότι η οπισθέλκουσα είναι υπεύθυνη για το 40% της κατανάλωσης ενός αυτοκινήτου στο ταξίδι. Εύκολα αντιλαμβάνεται κανείς τη σημασία της μείωσής της.
Ο αεροδυναμικός σχεδιασμός ήρθε έντονα στο προσκήνιο στις αρχές της προηγούμενης δεκαετίας. Σήμερα ο αρχικός θόρυβος έχει κοπάσει αλλά η έρευνα και εξέλιξη στον τομέα αυτό συνεχίζεται αδιάκοπα με στόχο τη βελτίωση των αριθμητικών μεθόδων στον ηλεκτρονικό υπολογιστή και της αληθοφάνειας των πειραματικών δοκιμών.
Η πιθανότατα επικείμενη επιβολή ορίων και στην κατανάλωση καυσίμου από την Ευρωπαϊκή Ένωση μπορεί να ξαναφέρει τον αεροδυναμικό σχεδιασμό άλλη μία φορά στην επικαιρότητα.


Αεροδυναμική στα αμαξώματα (Auto Express 249, 4/1988)

Δεν ήταν πάντα έτσι πριν μια δεκαπενταετία, τα αυτοκίνητα που παράγονταν για μαζική κατανάλωση, στον τομέα της αεροδυναμικής, δεν είχαν να επιδείξουν και πολλά πράγματα. Τους στυλίστες, τότε, ενδιέφερε περισσότερο η εξωτερική εμφάνιση του οχήματος, η αισθητική και πολύ λιγότερο η πρακτική πλευρά. Η ενεργειακή κρίση άλλωστε απείχε λίγα χρόνια μέχρι να απειλήσει την ίδια την ύπαρξη του αυτοκινήτου. Κανείς, λοιπόν, λόγος για οικονομία μέσα από ένα καλύτερο αεροδυναμικά αμάξωμα.
Η αεροδυναμική στα αμαξώματα, άρχισε και αυτή να εφαρμόζεται ευρέως μετά την ενεργειακή κρίση. Η αεροναυπηγική εδώ στάθηκε πολύτιμος σύμβουλος με την πολύτιμη πείρα της. Σιγά-σιγά οι στυλίστες αντιλήφθηκαν ότι ένα αμάξωμα πρέπει πρώτα να είναι λειτουργικό και πρακτικό και μετά όμορφο. Αυτό είχε ως συνέπεια να περάσουν στο περιθώριο κάποιες εξεζητημένες λύσεις που ήθελαν το αμάξωμα εξωτερικά να είναι εντυπωσιακό, αλλά ελάχιστα λειτουργικό. Τα περιττά νίκελ, οι παράξενες γωνίες, τα εντυπωσιακά φωτιστικά σώματα κ.λπ. παραχώρησαν τη θέση τους στα αμαξώματα «σταγόνες» ή «πτέρυγες», τα οποία ως πρώτο μέλημα έχουν το πώς θα «γλιστρούν» ευκολότερα μέσα από τον αέρα. Σήμερα, λέξεις όπως «αεροδυναμικός συντελεστής», «συντελεστής οπισθέλκουσας», «μετωπική επιφάνεια» δεν ξενίζουν κανένα και εν πάση περιπτώσει υπονοούν την προσπάθεια του εργοστασίου να σχεδιάσει ένα αεροδυναμικό αμάξωμα.
249-0.jpg

249-1.jpg
249-2.jpg

Η μελέτη και η σχεδίαση με υπολογιστή βοήθησε εδώ πάρα πολύ. Τα λεγόμενα συστήματα CAD (Computer Aided Design) -στα ελληνικά σημαίνει σχεδίαση με τη βοήθεια υπολογιστή- βοηθούν, όχι μόνο στην αεροδυναμική σχεδίαση του αμαξώματος, αλλά και στην κατασκευή αυτού με τέτοιο τρόπο, ώστε να παρέχει αυξημένη αντοχή και ακαμψία δίχως να είναι και υπερβολικά βαρύ. Η μέθοδος των «πεπερασμένων στοιχείων» έχει στη συγκεκριμένη περίπτωση τον κύριο λόγο.
Η εισαγωγή εξελιγμένης τεχνολογίας, επιτρέπει επιπλέον τη μείωση του πάχους της λαμαρίνας, την επινικέλωση των ελασμάτων και από τις δυο όψεις (την καθιέρωσε πρώτη η Πόρσε και ακολούθησε σχεδόν αμέσως η Άουντι), ώστε να ελαχιστοποιείται η πιθανότητα διάβρωσης, τη χρήση συνθετικών υλικών σε περισσότερα μέρη του αυτοκινήτου (προφυλακτήρες, πίσω πόρτα ή πορτ-μπαγκάζ, καπό κ.λπ.) για μείωση του συνολικού βάρους, την επικασιτέρωση του κάτω μέρους του αυτοκινήτου, για να αποφευχθεί η σκουριά κ.λπ. Μια και μιλάμε για το κάτω μέρος του αυτοκινήτου, να πούμε και κάτι άλλο. Τα πρώτα χρόνια εφαρμογής της αεροδυναμικής, κανείς σχεδόν κατασκευαστής δεν ασχολιόταν με τις κάτω επιφάνειες του αμαξώματος. Τα μηχανικά μέρη τοποθετούνταν ακάλυπτα, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει επίπεδη επιφάνεια ούτε και ομαλή ροή του αέρα. Αποτέλεσμα, μια καλή, κατά τα υπόλοιπα, αεροδυναμική προσπάθεια, πήγαινε χαμένη για τους παραπάνω λόγους. Βεβαίως, σήμερα το κάτω μέρος του αυτοκινήτου, έχει την προσοχή που του χρειάζεται. Γίνεται μια προσπάθεια να μη μένουν ακάλυπτα μηχανικά μέρη, (π.χ. αναρτήσεις, σωλήνες εξαγωγής κ.λπ.) και το πάτωμα του αμαξώματος να είναι κατά το δυνατόν επίπεδο. Λεπτομέρειες, οι οποίες λίγα χρόνια πριν περνούσαν απαρατήρητες, στις μέρες μας καθορίζουν το πόσο προσεκτικός είναι ένας κατασκευαστής από τον άλλο.

Αισθητική αμαξώματος και το προσωπικό γόητρο

Οι νόμοι της αεροδυναμικής είναι κοινοί για όλους. Πολλοί είναι αυτοί που παραπονιούνται ότι τα σημερινά αυτοκίνητα μοιάζουν όλο και περισσότερο μεταξύ τους. Η απάντηση που δίνεται από τα σχεδιαστικά κέντρα, αλλά και από τα εργοστάσια είναι αυτή που αναφέραμε στην αρχή. Βεβαίως, όσο πιο έμπειρος και ταλαντούχος είναι ο στυλίστας, τόσες περισσότερες δυνατότητες έχει να «παρέμβει» στο σχέδιο του υπολογιστή, και με μικρές υποχωρήσεις να διαφοροποιήσει το τελικό προϊόν. Παρ' όλα αυτά παραμένει γεγονός, ότι τα περισσότερα (ιδίως φτηνά) αυτοκίνητα έχουν πολλά κοινά σχεδιαστικά σημεία. Δεν ευθύνεται όμως μόνο η αεροδυναμική γι' αυτό. Η απαίτηση για χαμηλό κόστος, η μεγάλη παραγωγή ανά μοντέλο και συγχώνευση πολλών ανεξάρτητων, μέχρι χθες, παραγωγών, είναι μερικοί ακόμη βασικοί λόγοι.
249-3.jpg
Σχήμα 3: Το Νισάν ARC - Χ αποτελεί μια κλασική ιαπωνική πρόταση για την αεροδυναμική των μελλοντικών αμαξωμάτων.
249-4.jpg
Σχήμα 4: Η σχεδίαση βεβαίως δε γίνεται με το χέρι. Δεξιά, μια άποψη φάντασμα του ARC - Χ.
249-5.jpg
Σχήμα 5: Πολλές ώρες αφιερώνονται για τη σύγκριση ανάμεσα στα πρώτα σκίτσα- σχέδια και το πρόπλασμα του μοντέλου.

Όλα τα παραπάνω σε συνδυασμό και με την ευκολία πια απόκτησης αυτοκινήτου από τις μεγάλες μάζες του πληθυσμού, δημιούργησαν ακόμη ένα σοβαρό πρόβλημα. Σε παλιότερες εποχές, όπου η αγορά αυτοκινήτου προϋπέθετε κάποια οικονομική άνεση, ίσχυε λίγο ως πολύ, το: «αυτοκίνητο να 'ναι κι ό,τι να 'ναι». Το πρόβλημα τότε ήταν να πάψει το αυτοκίνητο να είναι ακριβό, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιείται από όλους. Σήμερα, όπου κάτι τέτοιο έχει γίνει δυνατό στις περισσότερες τουλάχιστον χώρες και όπου έχουμε συνηθίσει να λέμε ότι το αυτοκίνητο είναι πια εργαλείο δουλειάς, αναπόσπαστο μέρος της ζωής μας κ.λπ. δε θεωρείται πια και ως κοινωνικό σύμβολο. Δημιουργήθηκε όμως μια άλλη ανάγκη, η οποία έχει σχέση με κάτι που αναφέραμε πιο πάνω. Ότι δηλαδή όλα τα αυτοκίνητα λίγο ή πολύ μοιάζουν μεταξύ τους. Ποιος όμως θέλει σήμερα να έχει κάτι το οποίο είναι κοινό για όλους, ποιος είναι αυτός που δε θέλει το αυτοκίνητο του να ξεχωρίζει ανάμεσα στα άλλα ίδιας μάρκας και μοντέλου του κυκλοφορούν κατά χιλιάδες. Η απάντηση είναι πολύ εύκολη, αν παρατηρήσει κανείς τις αλλαγές και τις προσθήκες που κάνουν όλοι σχεδόν οι οδηγοί στα αυτοκίνητά τους. Αλλαγές οι οποίες άλλο σκοπό δεν έχουν από το να τονίσουν την προσωπικότητα του ιδιοκτήτη έναντι όλων των άλλων που οδηγούν το ίδιο μοντέλο. Τα εργοστάσια θα ήταν πολύ αφελή, εάν αυτήν την τάση την έπαιρναν αψήφιστα. Όντας όμως ευαίσθητα απέναντι στις απαιτήσεις των καταναλωτών (όταν συμβαίνει να μην τις κατευθύνουν τα ίδια), απάντησαν αμέσως. Τα διάφορα κιτ αισθητικών βελτιώσεων και μετατροπών, ελάχιστα έχουν να κάνουν ως επί το πλείστον με την καθαυτή βελτίωση των τεχνικών χαρακτηριστικών του μοντέλου- αντίθετα στόχος τους είναι η ενίσχυση της απαίτησης του οδηγού για κάτι «πιο προσωπικό». Αυτό το νόημα έχουν οι «ειδικές εκδόσεις», τα αριθμημένα αμαξώματα, η μικρή παραγωγή ορισμένων εκδόσεων κ.λπ. Άλλωστε, σήμερα ανθούν οι ειδικοί κατασκευαστές, αυτές οι μικρές εταιρείες οι οποίες δέκα χρόνια πριν απειλούνταν με εξαφάνιση. Φαίνεται αστείο, αλλά ίσως σε λίγα χρόνια να δούμε να κυριαρχεί ο κατασκευαστής που θα κάνει πρώτος πράξη την ιδέα του «φτιάξτο μόνος σου». Να έχει δηλαδή ο καταναλωτής τη δυνατότητα μέσα από ένα μεγάλο αριθμό παραλλαγών να διαλέγει το δικό του αποκλειστικά προσωπικό αυτοκίνητο. Η λύση αυτή, με διάφορες παραλλαγές έχει ήδη αρχίσει να προβληματίζει μικρούς και μεγάλους κατασκευαστές και είναι σίγουρο ότι τα τμήματα μάρκετινγκ των εργοστασίων έχουν έτοιμες μελέτες, για άμεση εφαρμογή όταν και αφού χρειαστεί.


Αεροδυναμική οικονομία (4Τ 133, 10/1981)

Συντάκτης: Κώστας Καβαθάς

Εξετάζουμε το παρόν και το, άμεσο, μέλλον, προσπαθούμε να διαλύσουμε μερικές από τις παρεξηγήσεις που υπάρχουν σχετικά με την αποτελεσματικότητα της αεροδυναμικής σχεδίασης στις μικρές ταχύτητες και γενικά αισθανόμαστε καλά που επικοινωνούμε με τους αναγνώστες μας.

Στέκονταν ακίνητοι ένα κύκλο, με σταγόνες νερού να κυλούν στα μέτωπά τους απ' τη βροχή που έπεφτε ασταμάτητα στο Τουρίνο εκείνη την ημέρα, θαυμάζοντας το Σχήμα. Τα μάτια τους, τα γεμάτα θαυμασμό κι ενδιαφέρον μάτια αυτών των παιδιών μ' έκαναν να γυρίσω το κεφάλι μακριά απ' τα αυτοκίνητο που είχε σχεδιάσει ο Σέρτζιο Πινινφαρίνα και να παρακολουθήσω τους επισκέπτες του περιπτέρου του, τους μαθητές του δημοτικού που είχαν έρθει με τις σάκες του σχολείου και τους δασκάλους τους, τους μαθητές του γυμνασίου που κρατούσαν σημειώσεις στα μπλοκ τους και φωτογράφιζαν αδιάκοπα τους εργάτες, τους επιστήμονες, τους αμέτρητους φοιτητές.
Βρισκόμουν απ' το πρωί στην έκθεση αυτοκινήτου του Τουρίνου, κουρασμένος, ιδρωμένος απ' το βάρος της βαλίτσας με τις φωτογραφικές μηχανές, μεσόγειος δημοσιογράφος, που προσπαθούσε να κάνει τη δουλειά που θα έκαναν δύο ευρωπαίοι συνάδελφοι.
Το Σχήμα ήταν το «αυτοκίνητο μπανάνα», μια προσπάθεια του μεγάλου Ιταλού σχεδιαστή να επιτύχει αεροδυναμική αποτελεσματικότητα παραμένοντας πάντα μέσα στα πλαίσια του πραγματικού, του εφικτού, του καθημερινού. Οι θεατές του ήταν Ιταλοί… Άνθρωποι που, όπως έγραψε και το Time της 17 Αύγουστου, «αν δεν ξόδευαν το 90% του χρόνου τους για να προφυλαχτούν απ' την κυβέρνησή τους και τους νόμους τους, θα μεγαλουργούσαν…».
Ο θεατής των θεατών ήταν Έλληνας… Άνθρωπος που ξόδευε το 90 τοις εκατό του χρόνου του για να προφυλαχτεί απ' τους άλλους Έλληνες.
Έμεινα κοντά τους κάμποση ώρα, μη ξέροντας τι πρέπει να πρωτοθαυμάσω, το αποτέλεσμα ή την αιτία, σκεφτόμενος πότε επιτέλους οι κατασκευαστές θ' ανοίξουν τα βιβλία της ιστορίας για να «ανακαλύψουν» πως ο φθηνότερος δρόμος πρός την οικονομία είναι η αεροδυναμική σχεδίαση του οχήματος. Πράγματι, από τις περισσότερο διαδεδομένες παρεξηγήσεις είναι αυτή που λέει, οι δυνάμεις της αεροδυναμικής αποκτούν σημασία μόνο όταν το όχημα κινείται με μεγάλη ταχύτητα.

Το αυτοκίνητο και η ροή του αέρα γύρω απ’ αυτό

Δεν αποτελεί είδηση το γεγονός ότι οι αεροδυναμικές δυνάμεις αυξάνονται σημαντικά με την αύξηση της ταχύτητας. Είδηση αποτελεί η δήλωση, ότι από την ταχύτητα των 60 χιλιομέτρων/ώρα η αντίσταση του αέρα αρχίζει ν' απορροφά περισσότερη ενέργεια από την αντίσταση κύλησης που προξενείται από την τριβή των ελαστικών με το δρόμο και των κινουμένων μερών μεταξύ τους.
Όλες αυτές οι δυνάμεις αντίστασης επηρεάζουν αμεσα την ισχύ που χρειάζεται για να κινηθεί το όχημα. Όσο μεγαλύτερες είναι, τόσο πιο δυνατός πρέπει να είναι ο κινητήρας, τόσο μεγαλύτερη η κατανάλωση. Να γιατί, ξαφνικά, η αεροδυναμική σχεδίαση απόκτησε τόσο μεγάλη σημασία.
Η κίνηση του αυτοκινήτου μέσα στο ρευστό του αέρα, «χωρίζει» τα αερονημάτια (υποθετικά, για την καλύτερη κατανόηση της διαδικασίας) δημιουργώντας διαφορές πιέσεων στα διάφορα σημεία του. Οι διαφορές αυτές μπορούν εύκολα να αναγκάσουν τη ροή να «αποκολληθεί» από την επιφάνεια του σώματος, ιδιαίτερα όταν τα αερονημάτια συναντήσουν στο δρόμο τους ένα στρόβιλο που δημιουργείται από μια προεξοχή ή απότομη μεταβολή της καμπυλότητας της επιφάνειας. Όπως εύκολα γίνεται κατανοητό, η δύναμη (ισχύς) που απαιτείται για να κινηθεί ένα αντικείμενο μαζί με τους… στροβίλους του είναι μεγαλύτερη απ’ ό,τι θα χρειάζονταν για να κινηθεί ένα αντικείμενο χωρίς στροβίλους, αφού, ο κάθε στρόβιλος, απορροφά τη δική του ενέργεια.
Για να ξεχωρίσουν τις δυνάμεις αεροδυναμικής αντίστασης από τις άλλες δυνάμεις αντίστασης στην κύληση, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την αεροδυναμική σήραγγα που αναπαράγει την προς τα εμπρός κίνηση, στέλνοντας αέρα προς ένα σταθερό ομοίωμα. Τελευταίες παρατηρήσεις απέδειξαν ότι όταν ο αέρας απορροφάται απ' το πίσω πίσω μέρος της σήραγγας —αντί να στέλνεται προς το ομοίωμα—, η ροή των αερονηματίων γύρω απ' το τελευταίο είναι πιο «καθαρή». Ειδικά αριθμημένες κλίμακες, πάνω στις όποιες «πατούν» οι τροχοί του αυτοκινήτου που δοκιμάζεται, μετρούν τις αντιδράσεις του αμαξώματος στην ταχύτητα ροής του αέρα στο οριζόντιο και στο κάθετο επίπεδο.
Αυτό που ενδιαφέρει τον… κινητήρα (και τον μηχανικό σχεδιαστή) είναι η συνολική αεροδυναμική αντίσταση, που αντιστέκεται στην προς τα εμπρός κίνηση, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι δεν λαμβάνει υπόψη και τ' αποτελέσματα της άνωσης. Για να έχουμε ένα σχετικά εύκολο τρόπο που να μπορούμε να μετράμε την αποδοτικότητα ενός σώματος τη ροή του αέρα γύρω απ' αύτό (την αεροδυναμικότητα;) η αεροδυναμική αντίσταση διαιρείται με τη μεγίστη μετωπική επιφάνεια και τη δυναμική πίεση του αέρα. Ο συντελεστής που βγαίνει (Cd) χρησιμοποιείται σε κάθε εργασία εξέλιξης και κάθε σύγκριση των διαφόρων σωμάτων στην κίνησή τους μέσα τον αέρα.
Τα ακριβή χαρακτηριστικά της ροής του αέρα γύρω απ' ένα σώμα είναι πολύ δύσκολο να μετρηθούν αφού η ολική αντίσταση είναι ένας συνδυασμός της αντίστασης (οπισθέκλουσας) που προξενείται από το ιξώδες του αέρα κι εκείνης που είναι αποτέλεσμα των στροβίλων που δημιουργούνται στα σημεία εκείνα της επιφάνειας, που η ροή αποκολλιέται από το αμάξωμα. Όταν κανείς εξετάζει σχετικά απλές αεροδυναμικές μορφές, όπως είναι η πτέρυγα ενός αεροπλάνου, τότε ανακαλύπτει ότι τα δύο αυτά στοιχεία μπορούν να μετρηθούν χωριστά. Όταν όμως στη σήραγγα υπάρχει ένα σώμα σύνθετο, όπως είναι το αμάξωμα ενός αυτοκινήτου, τότε βλέπει ότι είναι άμεσα συνδεδεμένα μεταξύ τους, αφού η δυσδιάστατη ροή πάνω απ' το αμάξωμα επηρεάζεται απ' τα τρισδιάστατα φαινόμενα των στροβίλων που δημιουργούνται, όπως είπαμε, στα διάφορα σημεία του.
Η αντίσταση που προκαλείται από την πυκνότητα (ιξώδες) του αέρα χωρίζεται κι αυτή στα δύο: στην αντίσταση από την πίεση και στην αντίσταση από την τριβή επιφανείας. Καθώς η επιφάνεια του αμαξώματος κινείται σε σχέση με τη ροή του αέρα, τότε τα αερονημάτια που βρίσκονται σε επαφή με την επιφάνεια «αποχωρίζονται» μεταξύ τους, δημιουργώντας μια διαφορά πίεσης στο άμεσο (μικρομετρικό) περιβάλλον της επιφάνειας. Αν η καμπύλη της πίεσης ξεπεράσει μια ορισμένη τιμή σε ένα συγκεκριμένο σημείο της επιφάνειας του αμαξώματος, τότε η ροή αποκολλιέται απ' την επιφάνεια (βλέπε σχετική σχηματική παράσταση). Μέχρι σήμερα δεν έχει βρεθεί τρόπος για να μετριέται ο συντελεστής αεροδυναμικής αντίστασης με τη χρήση π.χ. ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή. Ο μηχανικός σχεδιαστής πρέπει ν' ανοίξει τους δικούς του δρόμους δουλεύοντας μακριές ώρες στη σήραγγα, μετρώντας, μεταβάλλοντας και ξαναμετρώντας. Όταν πια πεισθεί ότι έχει πλησιάσει το στόχο του, συνεχίζει τις δοκιμές του από δρόμο, για να δει αν οι περίπου ιδανικές συνθήκες της αεροσήραγγας έχουν εφαρμογή και στο δρόμο. Δεν είναι λίγες οι φορές που οι μετρήσεις του συντελεστή αεροδυναμικής αντίστασης στο δρόμο είναι τόσο διάφορες απ' τις μετρήσεις στη σήραγγα, ώστε οι μηχανικοί δεν ανακοινώνουν πλέον συντελεστές πριν να τους επαληθεύσουν ή έστω τους πλησιάσουν στο δρόμο.
Τελειώνοντας τη σύντομη εισαγωγή, μπορούμε να πούμε πως αν ο σχεδιαστής καταφέρει να μειώσει το συντελεστή αεροδυναμικής αντίστασης κατά 10 τοις εκατό, τότε είναι σίγουρο πως θα έχει οικονομία στην κατανάλωση της τάξης του 3 τοις εκατό μίνιμουμ! Βλέπουμε λοιπόν πως με την κατανάλωση ελάχιστης φαιάς ουσίας μπορούμε να μειώσουμε σημαντικά την κατανάλωση καυσίμων.
sx4.JPG sx5.JPG sx6.JPG
Με συντελεστή αεροδυναμικής αντίστασης μόνο 0.161 το αρχικό σχήμα του Πινινφαρίνα ήταν μια γενναία προσπάθεια για τη μείωση της κατανάλωσης βενζίνης.
sx7.JPG sx8.JPG
Ο συντελεστής α.α. αυξήθηκε ελαφρά καθώς τ' αυτοκίνητο εγκατέλειψε τη σήραγγα κι άρχισε να παίρνει τη μορφή ενός πρακτικού μέσου μεταφοράς με παράθυρα, πόρτες, καθρέφτες και εισαγωγές για την ψήξη της μηχανής. Κοιτώντας το κανείς τρέμει σκεπτόμενος πως θα ονόμαζε η πιάτσα το δημιούργημα του Πινινφαρίνα!

Τι είναι ο Συντελεστής Αεροδυναμικής Αντίστασης

Όπως ήδη αναφέρθηκε, οι μετρήσεις που παίρνονται στην αεροσήραγγα αντιπρο- σωπεύουν το συνολικό συντελεστή αεροδυναμικής αντίστασης του αυτοκινήτου.

(1)
\begin{align} D=C_d Α q \end{align}

όπου D είναι ο συντελεστής αεροδυναμικής αντίστασης, όπως μετρήθηκε στη αεροσήραγγα, Α είναι η μεγίστη μετωπική επιφάνεια του οχήματος και q είναι η δυναμική πίεση του αέρα που βγαίνει από τη σχέση

(2)
\begin{align} q=\frac {1} {2} ρν^2 \end{align}

όπου ρ είναι η πυκνότητα της μάζας του αέρα και V η ταχύτητα.
Αν διαιρέσουμε αύτή τη δύναμη με το εμβαδό της μέγιστης μετωπικής επιφάνειας του οχήματος και πολλαπλασιάσουμε με την τιμή της δυναμικής πίεσης του αέρα παίρνουμε ένα συντελεστή που είναι ανεξάρτητος από το μέγεθος του σχήματος και την ταχύτητά του. Έτσι ο Συντελεστής Αεροδυναμικής Αντίστασης (Σ.Α.Α, Cd) βγαίνει από τον τύπο:
Σ.Α.Α,

(3)
\begin{align} C_d =A D/q \end{align}

Με δύο τρόπους μπορεί ο μηχανικός σχεδιαστής να μειώσει την αεροδυναμική αντίσταση:

  1. μειώνοντας τη μετωπική έπιφάνεια
  2. μειώνοντας τον Σ.Α.Α.

Η τάση των τελευταίων ετών για μικρότερα αυτοκίνητα βοήθησε αρκετά στην ελάττωση του παράγοντα (1). Υπάρχει όμως ένα όριο στο χώρο που απαιτείται για να χωρέσουν τέσσερις επιβάτες, άρα και στη μετωπική του επιφάνεια. Εκεί που δεν ύπάρχει όριο είναι στη φαντασία του μηχανικού- σχεδιαστή, όπως φαίνεται από τη γενναία σύλληψη του Πινινφαρίνα. Στο πείραμά του ο μεγάλος Ιταλός μηχανικός-καλλιτέχνης κατάφερε να εξελίξει ένα αμάξωμα με συντελεστή αεροδυναμικής αντίστασης 0.160, που ήταν μικρότερος κι από το περίφημο «Δάκρυ» του Γκέτιγκεν. Ο συντελεστής αυτός έφτασε το 0.161 όταν έγιναν οι πρώτες μετατροπές για να μεταβληθεί το θεωρητικό σχήμα σε επιβατικό αυτοκίνητο. Πρώτα παρουσιάστηκαν δύο «εξογκώματα» στο δάπεδο του αυτοκινήτου για τα πόδια των επιβατών αύξηση του Σ.Α.Α από 0.160 στο 0.161. Μετά έγινε η εισαγωγή για τον αέρα που ψύχει το νερό του κινητήρα αύξηση στο 0.172. Οι τεχνικοί του Πινινφαρίνα υπολόγιζαν ότι αν ποτέ το Σχήμα έμπαινε στην παραγωγή, ο Σ.Α.Α θα ήταν μόνο 0.23, κάτι που κανένα επιβατικό αυτοκίνητο δεν μπορεί να παρουσιάσει αυτή τη στιγμή. Δυστυχώς, μέχρι σήμερα το αμάξωμα δεν χρησιμοποιήθηκε σε κανένα αυτοκίνητο παραγωγής, αλλά επηρέασε σημαντικά τη μορφή όλων των αυτοκινήτων που παρουσιάστηκαν από τότε. Οι συντελεστές Α.Α απλών σχημάτων διαφέρουν σημαντικά όπως μπορείτε να δείτε στο σχετικό πίνακα που παραθέτουμε. Ένα αλεξίπτωτο π.χ. έχει Cd 1.35, ενώ η πτέρυγα ενός μαχητικού αεροπλάνου έχει Cd 0.05. ο μέσος αεροδυναμικός συντελεστής των ευρωπαϊκών οικογενειακών αυτοκινήτων κυμαίνεται γύρω στο 0.45. Τα πειραματικά αυτοκίνητα έχουν Cd κάτω από 0.25. Η πρώτη δουλειά του μηχανικού-σχεδιαστή, όταν ξεκινάει τη μελέτη ενός νέου σώματος στη σήραγγα, είναι να προσδιορίσει τα αεροδυναμικά φορτία που επενεργούν στο όχημα. Για να φέρει σε πέρας την αποστολή του αυτή χρησιμοποιεί μοντέλα από πηλό, σε κλίμακα που μπορεί να κυμαίνεται ανάλογα με τις απαιτήσεις του σχεδιαστή για ακρίβεια, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι η μελέτη της συμπεριφοράς ενός μοντέλου μπορεί να δώσει ακριβείς μετρήσεις, στις οποίες θα μπορούσε να βασιστεί ο σχεδιαστής. Απλώς τα μοντέλα χρησιμοποιούνται στο πρώτο στάδιο της αξιολόγησης του οχήματος. Στα υπόλοιπα στάδια η μελέτη της συμπεριφοράς γίνεται είτε με ένα μοντέλο 1:1 είτε με το πρώτο πρωτότυπο αύτοκίνητο.
Δεν είναι όμως μόνο τα μοντέλα που παρουσιάζουν προβλήματα για τους μηχανικούς, αλλά και οι ίδιες οι σήραγγες. Αν είναι πολύ στενές, ο αέρας που χτυπά στα τοιχώματά τους «ξαναγυρίζει» προς το μοντέλο επηρεάζοντας τη ροή γύρω απ' αυτά. Γι' αυτό, οι μεγάλες εταιρίες απόκτησαν τώρα σήραγγες πραγματικά τεραστίων διαστάσεων σαν τη σήραγγα της Τζένεραλ Μότορς, που έχει πλάτος 21.3 μ, ύψος 5.5μ και ενεργό μήκος… 282 μέτρων. Λέμε «ενεργό» μήκος, γιατί στη σήραγγα αυτή ο ανεμιστήρας δεν βρίσκεται εμπρός ή πίσω απ’ το προς δοκιμή όχημα, αλλά δίπλα του. Ο αέρας κυκλοφορεί σ' ένα κλειστό κύκλωμα, το συνολικό μήκος του όποιου είναι - 282 μέτρα (βλέπε σχήμα). Ο ανεμιστήρας κινείται από έναν ηλεκτροκινητήρα 2.235 KW, που επιτρέπει στους επιστήμονες να αναπτύσσουν ταχύτητες αέρος της τάξης των 241 χιλιομέτρων /ώρα.

Άλλες αεροδυναμικές δυνάμεις

Πέρα απ' την ολική αντίσταση στην κίνηση, που προκαλείται από την αεροδυναμική αντίσταση, υπάρχουν άλλα φαινόμενα με αεροδυναμική βάση, που έπηρεάζουν την απόδοση ενός αυτοκινήτου. Τα φαινόμενα αυτά -εκτός από ένα την άνωση- είναι αδύνατο να μελετηθούν στη σήραγγα και μόνο οι δοκιμές στον ανοιχτό δρόμο ή σε ειδικά εξοπλισμένες πίστες μπορούν να φέρουν αποτέλεσμα. Ας δούμε όμως πρώτα το φαινόμενο της άνωσης. Η άνωση, ή τάση του οχήματος να ανασηκωθεί, καθώς η ταχύτητά του αυξάνει, οφείλεται στη διαφορά πίεσης πάνω και κάτω απ' τό αυτοκίνητο. Για να έχει το αυτοκίνητο καλή κατευθυντικότητα στη μεγάλη ταχύτητα (σήμερα «μεγάλη» ταχύτητα είναι τα 90-100 χλμ) και ιδιαίτερα στους πλάγιους ανέμους, πρέπει να διατηρεί στα λάστιχα τα φορτία που έχει όταν είναι στάσιμο. Ο σχεδιαστής πρέπει λοιπόν να βρει τη χρυσή τομή ανάμεσα στη μείωση του Σ.Α.Α. της άνωσης, της αρνητικής άνωσης, της ικανότητας να μην επηρεάζεται το όχημα απ' τους πλάγιους άνεμους και της δυνατότητάς του να μεταφέρει 4-5 άτομα με τις αποσκευές τους! Μέχρι πρόσφατα στα περισσότερα εργοστάσια το έργο αυτό ήταν δουλειά περίεργων τύπων που λέγονταν «στυλίστες» ή αναλυτές της αγοράς. Ευτυχώς και τα δυό αυτά «επαγγέλματα» εξαφανίστηκαν μπροστά στην ανάγκη να λυθούν τα προβλήματα σοβαρά και αποτελεσματικά. Σίγουρα, τον τελευταίο καιρό θα έχετε παρατηρήσει, ότι σε πολλά αυτοκίνητα το αμάξωμα συνεχίζεται και κάτω από τον προφυλακτήρα εμπρός, σχηματίζοντας αυτό που ονομάζουμε ανεμοφράκτη. Αποστολή του είναι να εμποδίσει τον αέρα να περάσει κάτω απ’ τ' αυτοκίνητα και να τον στείλει δεξιά κι αριστερά. Η λειτουργία του αυτή είχε σαν αποτέλεσμα

  1. να μειώσει τη μορφική οπισθέλκουσα (την αεροδυναμική αντίσταση που δημιουργείται από την επαφή των αερονηματίων με την ανώμαλη επιφάνεια του δαπέδου και
  2. να μειώσει την πίεση που, αν ο ανεμοφράκτης έλειπε, θα δημιουργόταν κάτω απ' τα αυτοκίνητο.

Πέρα απ' τη μορφική οπισθέλκουσα υπάρχει και η οπισθέλκουσα επιφάνεια, στην οποία ο ανεμοφράκτης που αναφέραμε δεν παίζει ρόλο.

sx9.JPG sx10.JPG
Μια «ουρά» της μορφής του σχήματος αναγκάζει τη ροή να «σπάσει» στο σημείο που η οροφή συναντά το πίσω τζάμι, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται στρόβιλοι που αυξάνουν το σ.α.α και γεμίζουν το τζάμι, λάσπη στην περίπτωση βροχής. Με προσεκτική σχεδίαση της οροφής και μικρή προέκταση της ουράς, η γραμμική ροή μπορεί να συντηρηθεί και πάνω από το πίσω τζάμι, με αποτέλεσμα να μένει καθαρό. Η λάσπη συγκεντρώνεται στην ουρά, κάτω απ' τη γραμμή όρασης του οδηγού.
sx11.JPG sx12.JPG
Στο διάγραμμα αυτό φαίνεται το πως επηρεάζεται η κατανάλωση από τη μείωση του σ.α.α. Η επάνω καμπύλη δείχνει τη συμπεριφορά ενός τυπικού ευρωπαϊκού οικογενειακού αυτοκινήτου με σ.α.α 0.46. Η κάτω δείχνει τη συμπεριφορά των αυτοκινήτων της νέας γενιάς. Προσέξτε πως, τα πλεονεκτήματα της σωστής αεροδυναμικής σχεδίασης γίνονται περισσότερο εμφανή όσο η ταχύτητα αυξάνει. Οι δυνάμεις του αέρα που επενεργούν πάνω σ’ ένα αυτοκίνητο ορίζονται από τους παράγοντες που αναφέρονται στο σχήμα.

Αν φανταστούμε τον αέρα να «κυλά» πάνω από μια επιφάνεια τότε ανακαλύπτουμε ότι η ροή αυτή γίνεται σε στρώματα όχι βέβαια αυστηρά διαχωρισμένα μεταξύ τους. Για την κατανόηση του φαινόμενου χωρίζουμε τα στρώματα και λέμε πως: το πρώτο στρώμα, αυτό που βρίσκεται σ' επαφή με την επιφάνεια, επιβραδύνεται λόγω της τριβής επιφανείας κι έχει σχετική ταχύτητα μηδέν. Το επόμενο στρώμα επιβραδύνεται κι αυτό, αλλά όχι όσο το πρώτο κι ούτω καθ' εξής, μέχρι μια απόσταση αρκετά μακριά απ' την επιφάνεια του σώματος, που η ροή των αερονηματίων είναι πάλι ένα ήρεμο ρεύμα σταθερής ταχύτητας, πίεσης και φοράς. Αν χαράξουμε την καμπύλη της ταχύτητας μέσα σ’ αυτό το χώρο, τότε λέμε ότι έχουμε την εικόνα του οριακού στρώματος. Η απόσταση από την επιφάνεια στο σημείο του χώρου που η ταχύτητα του αέρα εξισώνεται με την ταχύτητα των ελεύθερων αερονηματίων λέγεται πλάτος του οριακού στρώματος.
Συναντήσαμε δυό μορφές οριακού στρώματος: τη γραμμική και την ανώμαλη. Οριακό στρώμα με γραμμικά μεταβαλλόμενη ταχύτητα λέγεται στρωτό, ομαλό, λείο. Αντίθετα όταν η ταχύτητα μεταβάλλεται εκθετικά (μη σταθερή χρονικά μεταβολή) το στρώμα λέγεται στροβιλώδες (τυρβώδες, με ανώμαλη ροή). Σαν παράδειγμα ας πάρουμε τον καπνό ενός τσιγάρου που ανεβαίνει σε ήρεμη ατμόσφαιρα. Στο πρώτο του τμήμα έχω στρωτή ροή. Πιο πάνω η ροή γίνεται στροβιλώδης. Προσπάθεια του μηχανικού σχεδιαστή είναι να επιτύχει ένα στρωτό οριακό στρώμα για να έχει έτσι το χαμηλότερο βαθμό οπισθέλκουσας από την τριβή επιφανείας.
Η μορφική οπισθέλκουσα (αντίσταση) είναι απλή. Εξαρτάται ακριβώς απ' τη μορφή του σώματος. Ένα τετράγωνο σώμα που κινείται μέσα στον αέρα έχει μεγαλύτερη μορφική αντίσταση από ένα σώμα που έχει σχήμα σταγόνας ή πτέρυγας. Η ροή του αέρα γύρω από ένα σώμα που έχει μορφή σταγόνας είναι περισσότερο ομαλή και τα αερονημάτια δεν αποκολλούνται από την επιφάνεια για να δημιουργήσουν στροβίλους -κι επομένως τριβή επιφανείας- όπως θα συνέβαινε σ' ένα μη «αεροδυναμικό» σώμα. Η άνωση, που πριν λίγο αναφέραμε είναι μια δύναμη που, πριν λίγο καιρό, απασχολούσε μόνο τους σχεδιαστές των αγωνιστικών αυτοκινήτων.
Όσο τα αυτοκίνητα γίνονται πιο μικρά και πιο ελαφρά, τόσο μεγαλύτερο ρόλο παίζει το φαινόμενο της άνωσης. Έχουν παρουσιαστεί περιπτώσεις που αυτοκίνητο έμεινε σχεδόν «χωρίς τιμόνι» στη… φανταστική ταχύτητα των 120 χ.α.ω. εξαιτίας της άνωσης. Άλλες δυνάμεις που επενεργούν στο αυτοκίνητο, όπως ήδη αναφέραμε, επηρεάζουν την κατευθυντική του ικανότητα, τη συμπεριφορά του στους πλάγιους ανέμους, τη συμπεριφορά του στο συνδυασμό πλάγιου ανέμου/ανωμαλίας δρόμου, στη φόρτωση με επιβάτες ή αποσκευές στη σχάρα κ.α. Πολλά δυστυχήματα έχουν γίνει από πλάγιους ανέμους στους εθνικούς δρόμους, που ανάγκασαν αυτοκίνητα να εκτραπούν απ' την πορεία τους ίσως τη στιγμή που προσπερνούσαν. Ας μην ξεχνάμε ότι το προσπέρασμα ενός φορτηγού που κινείται με μεγάλη ταχύτητα (90-100 χλμ) μπορεί να θέσει σε κίνηση τους μηχανισμούς αεροδυναμικής αποσταθεροποίησης του αυτοκινήτου μας.
Τίτλος όμως των άρθρων μας είναι αεροδυναμική και Οικονομία, γι' αυτό παραπέμπουμε τους αναγνώστες που θέλουν να μάθουν περισσότερα σε παλιότερα άρθρα των 4Τ.

Αεροδυναμική Αντίσταση και Οικονομία

Αρχίζουμε με την εξής δήλωση: αν ο μηχανικός-σχεδιαστής καταφέρει να μειώσει τον Σ.Α.Α κατά 5ο τοις εκατό, τότε χωρίς άλλα μέσα, θα έχει επιτύχει οικονομία, στην κατανάλωση της τάξης του 1.5 τοις εκατό! Αυτός είναι ίσως και ο λόγος που τα τελευταία χρόνια βλέπουμε τόσους πολλούς ανεμοφράκτες σε αυτοκίνητα παραγωγής! Ανεμοφράκτες θα βρείτε ακόμα και στα πιο «οικογενειακά» αυτοκίνητα, κι είμαστε σίγουροι ότι η χρήση τους θα έχει αποτέλεσμα στις τσέπες όλων αυτών που δεν ενδιαφέρονται για τους αγώνες, αφού οι αεροφράκτες ανακαλύφτηκαν —και χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά- από τον Αμερικανό Ρίτσι Γκίντερ το… 1961! Τέσσερις λόγοι επηρεάζουν την κατανάλωση ενός συγκεκριμένου οχήματος:

  1. η ισχύς του κινητήρα
  2. η ειδική του κατανάλωση (ή αποδοτικότητα)
  3. το βάρος του οχήματος και
  4. η δύναμη της αεροδυναμικής αντίστασης.

Θα μπορούσαμε να κάνουμε οικονομία στην κατανάλωση μειώνοντας την ισχύ του κινητήρα κατά 10 τοις εκατό π.χ. στην περίπτωση αυτή θα είχαμε οικονομία της τάξης του 4 τοις εκατό.
Ελαττώνοντας το βάρος κατά 10 τοις εκατό μειώνουμε την τριβή κύλησης και επιτυγχάνουμε οικονομία της τάξης του 2.5 τοις εκατό.
Ελαττώνοντας όμως την αεροδυναμική αντίσταση κατά 10 τοις εκατό (κι αφήνοντας) τα άλλα στοιχεία του αυτοκινήτου όπως έχουν), επιτυγχάνουμε οικονομία της τάξης του 3,5 τοις εκατό! Αν μάλιστα υποθέσουμε ότι ζούμε σε μια Ευρωπαϊκή χώρα όπου το ιδιωτικό αυτοκίνητο δεν χρησιμοποιείται μόνο τα σαββατοκύριακα αλλά καθημερινά για τις μετακινήσεις μας από πόλη σε πόλη με ταχύτητα 120 χ.α.ω τότε, αν καταφέρουμε να μειώσουμε τον Σ.Α.Α κατά 15 τοις εκατό, θα επιτύχουμε οικονομία στην κατανάλωση της τάξης του 10 τοις εκατό! Οικονομία αυτής της τάξης απαιτεί εντελώς νέα σχήματα αμαξωμάτων, που πρέπει να εξελιχθούν μάλλον παρά να παρουσιαστούν μέσα σε μια νύχτα στο αγοραστικό κοινό που θ' αντιδράσει όπως παλιά αντέδρασε με τη Σιτροέν που έσπευσε να ονομάσει… «βάτραχο». Κι αυτό φαίνεται ότι συμβαίνει… Ενώ ο μέσος όρος του συντελεστή αεροδυναμικής αντίστασης του μέσου Ευρωπαϊκού αυτοκινήτου είναι τώρα 0.45-0.46 το 1982 προβλέπεται να έχει πέσει στο 0.40 ή και χαμηλότερα, χωρίς να ενοχληθεί ο μέσος όρος του κυρίου Νικολάκη και της κυρίας Τασίας, αλλά μόνο να ωφεληθεί.
Αν λοιπόν χρησιμοποιήσουμε σα βάση για να αρχίσουμε ν’ ελαττώνουμε τον Σ.Α.Α το 0.45 βλέπουμε ότι το πρώτο 10 τοις εκατό είναι σχετικά εύκολο να επιτευχθεί. Εκεί που οι κατασκευαστές θα τα βρουν σκούρα, είναι το παραπέρα 10 τοις εκατό (για να φτάσει ο μέσος όρος του Σ.Α.Α του 25% και η οικονομία στην κατανάλωση στο 12%(;).
sx13.JPG
sx14.JPG
Καθώς ο αέρας εγκαταλείπει τα πίσω άκρα του αμαξώματος, έχει μια τάση να διαγράψει κύκλους κάτω απ' την επήρεια των διάφορων αερονημάτιων. Αν οι στρόβιλοι αυτοί αποκτήσουν εξωτερική φορά, τότε οι κύκλοι μεγαλώνουν και η α.α. αυξάνει επηρεάζοντας την κατανάλωση. Οι μηχανικοί-σχεδιαστές προσπαθούν να έχουν στροβίλους με εσωτερική φορά, άρα διάμετρο μικρότερη απ' τη διάμετρο της «σήραγγας» που δημιουργεί στον αέρα το αμάξωμα με την κίνησή του. Έτσι, οι στρόβιλοι δεν «βγαίνουν» έξω στην περιοχή ομαλής ροής, για ν' αυξήσουν την οπισθέλκουσα.

Οι περισσότεροι μηχανικοί — σχεδιαστές πιστεύουν, ότι με τον ανταγωνισμό που υπάρχει αυτή τη στιγμή - και που διαρκώς μεγαλώνει — οι καταναλωτές θα μπορούν να αποκτήσουν πραγματικά σωστά σχεδιασμένα αυτοκίνητα, κάπου στα μέσα της δεκαετίας του '80!
Τι έχουμε λοιπόν;
Πολύ καλά νέα είναι η απάντηση. Μέσα στα τελευταία τρία χρόνια συνέβησαν τόσα πολλά στο ιδιωτικό αύτοκίνητο, ώστε πλησιάζει να γίνει περισσότερο οικοδομικό κι απ' αυτά τα μέσα μαζικής, μεταφοράς, κάτι που οι αντίπαλοί του καταλόγιζαν το μεγαλύτερό του μειονέκτημα. Ποιός θα ξεχάσει εκείνη την ανεκδιήγητη δήλωση του κ. Αθανάσιου Κανελλόπουλου περί της ανάγκης να εξαφανιστεί το λ.χ. από τις πόλεις ως… αντικοινωνικόν εργαλείον. Δήλωση απόλυτα μέσα στο πλαίσιο του ζειν μοιράζονται επιταγές της ΕΟΚ στους αγρότες της Ηπείρου, φορώντας γκρι κουστουμάκι, γραβατούλα και γυαλιά «πεταχτά» πρός τα πάνω. Ας σοβαρευτούμε όμως…
Κι ας προσπαθήσουμε να σχεδιάσουμε ένα αεροδυναμικά σωστό αυτοκίνητο… δεν είναι εύκολο ακόμα κι αν τ' όνομά μας είναι Πινινφαρίνα ή Τζουτζάρο. Οι περιορισμοί που τίθενται στη σχεδίαση είναι πολλοί.
Ο κυριότερος είναι βέβαια αυτός που πρώτα αναφέραμε: η ανάγκη να τοποθετηθούν μέσα σ' ένα χώρο 4-5 άτομα με τις όποιες αποσκευές τους, να βρει χώρο ο κινητήρας, το κιβώτιο ταχυτήτων και το διαφορικό, να χωρέσει και η δεξαμενή καυσίμων που πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη για να μην αναγκάζουμε τον οδηγό σε συχνές στάσεις.
Λίγο πολύ οι απαιτήσεις αυτές ισχύουν για κάθε τύπο αυτοκινήτου, από τα Σουζούκι 500 μέχρι τις Ρόλς-Ρόις, μονο που στην τελευταία περίπτωση ο σχεδιαστής δεν τη βλέπει σαν «ανάγκη», αφού μια Ρόλς-Ρόις δεν μεταφέρει ποτέ 5 άτομα με τις αποσκευές τους, παρά μόνο τον κύριο με την κυρία και τον σοφέρ. Έστω όμως ότι δεν μας απασχολούν οι Ρολς αυτή τη στιγμή. Τι πρόβλημα έχουμε; Μα… πρέπει να σχεδιάσουμε το αμάξωμα σύμφωνα με τις αρχές τις αεροδυναμικής αλλά να το κάνουμε να φαίνεται (στο μεγάλο κοινό) και σαν δικό μας αυτοκίνητο. Πρέπει να διατηρήσουμε ίσως τη «μάσκα» (BMW, Μερσεντές, Σιτροέν, Άλφα Ρομέο κ.α.) αλλά και τη γενική «γραμμή» της εταιρίας, αυτό που κάνει τα αυτοκίνητά της να ξεχωρίζουν από τ' άλλα. Ίσως η πιο πετυχημένη εταιρία σ' αύτό τον τομέα είναι η Σιτροέν που έκανε κάτι πολύ άπλό: αντί ν' ακολουθήσει «γραμμές», ακολούθησε τη ροή του αέρα γύρω απ’ τ' αυτοκίνητά της, παραμένοντας πάντα πιστή στην όμορφη αυτή απαίτηση, κι επιτυγχάνοντας πάντα εκπληκτικούς βαθμούς οικονομίας, που οι αντίπαλοί της πεισματικά δεν ήθελαν να δουν. Οι τεράστιες πιέσεις όμως που λειτουργούν ανεξάρτητα απ' τις θελήσεις των σχεδιαστών αυτοκινήτων αμερικανικού (μέχρι πέρυσι) τύπου ανάγκασαν το ιδιωτικό αυτοκίνητο να φτάσει σε δύο συγκεκριμένες μορφές,

  1. στ’ αυτοκίνητα με την πέμπτη πόρτα πίσω που δεν έχει την κλίση του στέσιον Βάγκον, αλλά πολύ μεγαλύτερη και
  2. στ' αυτοκίνητα με τον «κανονικό» χώρο αποσκευών αυτόν που ξέραμε τόσα χρόνια.

Στην πρώτη κατηγορία μπορεί να κατατάξει τα Οράιζον, τα νέα Σάνι, τις νέες Αλφασούντ στη δεύτερη τις Κορτίνα, τα Όπελ Καντέντ (πίσω κίνηση) τα Βάρτμπουργκ 353, τα Φίατ 131, 128 κ.α. Μια απόπειρα επιτυχούς παντρέματος των δύο κατηγοριών ήταν η Λάντσια ΗΡΕ. Μια ακόμη σε αυτοκίνητο μαζικής παραγωγής, είναι το νέο Εσκορτ. Αναμφίβολα η νέα αυτή μορφή, που τώρα μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι εμφανίστηκε γιατί πρόσφερε περισσότερο χώρο για αποσκευές και γραμμή «σπορ» παρά αεροδυναμικά ωφέλη, θα μείνει αρκετά χρόνια κοντά μας μέχρι ν' αντικατασταθεί απ’ το πραγματικά πολυμορφικό αυτοκίνητο.
Ποιό όμως είναι, έκτος απ’ το γενικό σχήμα, το σημείο του αυτοκινήτου που προβάλλει μεγαλύτερη αντίσταση στην κίνηση;
Μετά τη σχεδόν καθολική επικράτηση των διατάξεων μηχανή εμπρός/κίνηση εμπρός, μηχανή εμπρός/κίνηση πίσω, μπορούμε να πούμε ότι είναι το «ψυγείο» ή καλύτερα, ολόκληρο το σύστημα ψύξης του κινητήρα με τη «μάσκα» και τ' ανοίγματα και την ανάγκη να βγει από κάπου ο αέρας που μπήκε/μπαίνει στο διαμέρισμα της μηχανής.
Σκεφτείτε ένα αυτοκίνητο που κινείται με 100-120 χ.α.ω. Τεράστιες ποσότητες αέρα εισέρχονται κάθε δευτερόλεπτο στο διαμέρισμα του κινητήρα. Αν ο τρόπος εισόδου και εξόδου του αέρα δεν είναι σωστά μελετημένος, τότε ένα σοβαρό πρόβλημα γεννιέται. Η αεροδυναμική αντίσταση είναι τόσο μεγάλη, ώστε δεν αποκλείεται ο κινητήρας να καταναλίσκει… ένα λίτρο καυσίμου στα 100 χλμ, για να την καταπολεμήσει. Η αντίσταση δεν παρουσιάζεται μόνο στις θυρίδες εισαγωγής (ψυγείο) και στη διαδρομή του αέρα μέσα και γύρω απ' τον κινητήρα, αλλά και στην έξοδο, εκεί που ο αέρας «της μηχανής» συναντά τον «καθαρό» αέρα του καπό. Οι ανερχόμενες στήλες αέρα δημιουργούν σημεία ανωμαλίας που καταστρέφουν την ομαλή ροή γύρω απ' το σώμα (αυτή που τόσο σκληρά προσπαθήσαμε σ’ αυτό το άρθρο να «διατηρήσουμε» ομαλή, τονίζοντας τη σημασία της) και αυξάνουν ακόμα περισσότερο την οπισθέλκουσα. Για περισσότερο από 15% του ολικού συντελεστή αντίστασης μπορεί να είναι υπεύθυνο αυτό το τμήμα του οχήματος και μόνο.
sx16.JPG
Στο μέλλον θα δοθεί η ίδια σημασία στο κάτω μέρος του αυτοκινήτου με αυτή που δίνεται στο επάνω. Οι μηχανικοί θα σχεδιάζουν έτσι το χώρο ώστε να προσφέρει αφενός χαμηλό σ.α.α. κι αφετέρου να βοηθά στην ψύξη των φρένων και του συστήματος μετάδοσης.
sx17.JPG sx18.JPG
Η διείσδυση του εμπρός μέρους του αυτοκινήτου στον αέρα παίζει σημαντικό ρόλο στην προσπάθεια για μείωση του σ.α.α. Τα σχέδια αυτά ανοίγουν μια πόρτα για να δούμε το μέλλον.

sx19.JPG sx20.JPG
Η μελέτη της ροής του αέρα γύρω απ' ένα σώμα γίνεται με δυό τρόπους. Με νήματα που τοποθετούνται ένα-ένα πάνω στο μοντέλο ή με καπνό. Το αυτοκίνητο της φωτογραφίας έχει καλά αεροδυναμικά χαρακτηριστικά που φαίνονται απ' την παράλληλη τοποθέτηση των νημάτων άκόμα και στο πίσω τζάμι. Τρεις μέθοδοι μελέτης μαζί. Καπνός, νήματα και νηματοσχάρα (πίσω).

Ψάχνοντας για την τελειότητα.

Ποιά άλλα σημεία πέρα απ' το «ψυγείο» και το χώρο της μηχανής και το γενικό σχήμα του οχήματος επηρεάζουν την οικονομία; Όλα!
Ο προφυλακτήρας, οι προβολείς, ο εξωτερικός καθρέφτης, η ένωση του παρμπρίζ με το αμάξωμα, το περίφημο-ηλίθιο στ' αλήθεια αντικείμενο που συγκεντρώνει το νερό της βροχής και που είναι εκεί γιατί ποτέ κανείς δεν σκέφτηκε ν’ αντιμετωπίσει επιστημονικά το πρόβλημα. Οι μηχανικοί μπαίνουν το πρωί στις 9 στη σήραγγα και βγαίνουν το απόγευμα στις 5, προσφέροντας στον εαυτό τους μόνο μια ώρα για το μεσημεριανό τους φαγητό, αντί της «σιέστας» των κατοίκων του μαλακού υπογάστριου.
Η μελέτη της καμπύλης ενός «φτερού» μπορεί να χρειαστεί ένα μήνα δουλειάς. Αν η καμπύλη είναι πολύ απότομη, η ροή αποκολλάται κι η α.α. μεγαλώνει. Αν είναι πολύ «μαλακή», το φτερό δεν συνδέεται εύκολα με το καπό.
Οι αποστάσεις ανάμεσα στα «φτερά» και στο «καπό» είναι σημαντικές, όπως είναι και τ' ανοίγματα που αφήνουν οι πόρτες, το καπό του χώρου αποσκευών. Στη διάρκεια της μελέτης ενός νέου οχήματος, οι μηχανικοί άρχίζουν συνήθως από το ιδανικό και προχωρούν προς το εφικτό. Μ' άλλα λόγια στο αυτοκίνητο που σχεδίασαν τοποθετούν μια «μύτη» που κάνει σχεδόν άψογο διαχωρισμό των αερονημάτιων, αδιαφορώντας για τα προβλήματα ψύξης του κινητήρα σ’ αυτό το στάδιο και μια «ουρά», που επίσης λειτουργεί καλά αεροδυναμικά.
Μετά αρχίζουν ν' αφαιρούν τμήματά τους, προσπαθώντας να φτάσουν πίσω στο σχήμα που επέλεξαν, κάνοντας τις απαραίτητες μετατροπές. Σ' όλη τη διάρκεια των μετρήσεων βελτιστοποίησης, οι επιστήμονες φροντίζουν να εξετάζουν μία παράμετρο τη φορά, συγκρίνοντάς την μ' ό,τι είχαν μέχρι εκείνη τη στιγμή αντί να εμπλέκονται με δυό, τρία ή περισσότερα προβλήματα. Μεγάλη βοήθεια προσφέρει, στη μελέτη του κάθε τμήματος του αμαξώματος, ο καπνός που βγαίνει από ένα ακροφύσιο που ο ερευνητής μπορεί να πλησιάσει στο σημείο που τον ενδιαφέρει με το χέρι. Ο υπογράφων είχε την τύχη να δει το εξάρτημα αύτό σε λειτουργία στη σήραγγα του Πινινφαρίνα και μπορεί να σας βεβαιώσει ότι η χρήση του είναι πράγματι εντυπωσιακή, καθώς τα αόρατα αερονημάτια αποκτούν ξαφνικά ροή, γραμμή, σχήμα, προβλήματα και λύσεις! Όλα όσα είπαμε για την ομαλή και την τυρβώδη ροή, για το οριακό στρώμα, για τις ανωμαλίες της επιφάνειας και το πως επηρεάζουν το Σ.Α.Α., εμφανίζονται μπροστά στα έκπληκτα μάτια του παρατηρητή. Μόνο πρόβλημα ο αέρας που περνά γύρω σου, με ταχύτητα 120 χιλιομέτρων την ώρα! Πολύ ωραία όλα αυτά… τι πρέπει όμως να προσέχουμε τώρα όταν αγοράζουμε ένα αυτοκίνητο και τι πρέπει να προσέχουμε στο μέλλον. Μια σειρά από σχέδια, που προσφέρθηκαν στους 4Τ από τον Γκία δείχνουν το δρόμο που θ' ακολουθήσει η γραμμή των αυτοκινήτων τούτη τη δεκαετία.
Μπορούμε να δούμε ότι περισσότερη προσοχή δίνεται στο… κάτω τμήμα του αμαξώματος παρά στο επάνω. Τα αυτοκίνητά μας λοιπόν πρέπει να έχουν ομαλές «κοιλιές» χωρίς εξατμίσεις και ψαλίδια και αντιστρεπτικές δοκούς να κρέμονται από παντού. Οι καθρέφτες που τοποθετούμε τώρα στο «φτέρο» ή στην πόρτα είναι υπεύθυνοι για το 0.007 τοις εκατό της ολικής τιμής α.α. του οχήματος, ενώ οι λασπωτήρες για το… 4%!
Όλα αυτά τα πρόσθετα αντικείμενα θα εξαφανιστούν, τα λάστιχα χαμηλού προφίλ θα τοποθετηθούν σ' όλα τα αυτοκίνητα κι οι ανεμοφράκτες επίσης. Το ιδιωτικό αυτοκίνητο θα αλλάξει δραστικά, επιτυγχάνοντας τιμές οικονομίας που δεν τολμούσαμε να τις σκεφτούμε ούτε στα πιο τολμηρά μας όνειρα. Προβλέπουμε ότι μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια ένα αυτοκίνητο 1.100 κ.εκ. δεν πρέπει να καταναλώνει 5-6 λίτρα στα 100χλμ, με σταθερή ταχύτητα 100 χιλιομέτρων και δύο επιβάτες. Αν δεν το επιτυγχάνει ή δεν θα είναι σωστά σχεδιασμένο αεροδυναμικά ή ο κινητήρας του θα είναι αρχαίος. Και στις δυό περιπτώσεις ο αγοραστής δεν έχει κανένα λόγο να το αγοράσει.
Η επιστήμη της αεροδυναμικής θα μεταβάλλει τα άχαρα κουτιά σε συσκευές σύμφωνες με τις ανάγκες και το πνεύμα του 21ου αιώνα. Παρόλες τις κραυγές των κουλτουριασμένων εναντίον του ιδιωτικού αυτοκινήτου, το υπέροχο αυτό μηχάνημα θα είναι κοντά μας για πολλά χρόνια ακόμα. Και το χειρότερο για αυτούς: θα είναι αισθητικά και λειτουργικά πιο σωστό.

Βιβλιογραφία: A Focerd quide to air flow management, Φορντ. Aerodynamics, The new frontier, Daniel Holt slip Through the wind, R.J.K. Setright Aerodynamics, Automobily Quarterly Vol VI/2.
4TPOXOI, Άρθρα 1970-1979.