otoman.net
Tài xế O-H
(...tiếp theo phần trước Porsche 911 - P3.1: Sức mạnh của gió)
Hai vấn đề còn lại về chuyến xe đạp khiến bạn khó chịu khi bị bắn nước từ mặt đường liên quan tới dòng chảy của luồng khi đi qua một chiếc xe đang di chuyển. Chính dòng khí này là tác nhân mang theo những hạt nước từ mặt đường lên không trung. Thường thì dòng khí bị xáo trộn ở hai vị trí chính trên xe: một là ở các đường thiết kế gấp khúc, không liền mạch, và hai là ở đuôi xe.
Trong khi xe chạy, khu vực bánh xe và vòm bánh xe tạo ra nhiều chuyển động khiến cho dòng khí chảy qua đây bị nhiễu loạn mạnh. Do đó, nước và bụi bẩn trên mặt đường chịu áp lực lớn và bắn lên không trung. Tùy từng khu vực nhỏ hơn ở vòm bánh xe mà hình dạng của nhiễu loạn sẽ khác nhau. Nếu tinh ý, chúng ta có thể thấy ở phần nửa dưới bánh xe, nước bị bắn lên thành tia, nhưng ở phần nửa trên bánh xe, các giọt nước trong không khí tập hợp tạo thành xoáy lốc.
Dòng không khí ở bánh xe bị nhiễu loạn.
Đuôi xe là nơi dòng khí đi qua phần đầu, thân, và gầm xe thoát đi, và là nơi dòng khí bị nhiễu loạn mạnh. Có ba lý do chính tạo ra nhiễu loạn này. Thứ nhất, các dòng khí độc lập chạy qua các bề mặt trên, dưới, hai bên xe sẽ tập hợp lại ở đây. Nếu đuôi xe không được "chăm sóc" tỉ mỉ, các dòng khí này sẽ không "sáp nhập" suôn sẻ mà sẽ va chạm với nhau tạo ra hỗn loạn. Thứ hai, ở đuôi xe, dòng khí bị tách khỏi bề mặt xe và không còn đường dẫn để "bám" vào, chúng thường có khuynh hướng tạo thành xoáy lốc. Thứ ba, do di chuyển trên những đoạn đường có độ dài khác nhau, theo nguyên lý Bernoulli, các dòng khí thoát ra ở đây có áp suất khác nhau, cũng là nguyên nhân dẫn đến sự xáo trộn.
Dòng không khí ở đuôi xe bị nhiễu loạn mạnh.
Nên nhớ rằng, những tinh chỉnh trong thiết kế đuôi xe dù không làm thay đổi diện tích trực diện A nhưng vẫn gián tiếp tác động lên hệ số cản gió Cd, và do đó vẫn giúp cải thiện tính khí động lực học. Mục đích chính của những tinh chỉnh này trong thiết kế là giúp điều hướng dòng khí tốt hơn và giảm nhiễu loạn ở đuôi xe, qua đó khiến cho dòng khí từ phần đầu xe được truyền tới "mượt" hơn và ít bị cản trở. Tuy nhiên, cánh gió ở đuôi xe lại là một ngoại lệ. Chúng được sử dụng với mục đích tăng lực ép xuống mặt đường (downforce) để giữ cân bằng cho xe khi vào cua ở tốc độ cao, nhưng ngược lại làm tăng hệ số cản Cd. Ở nhiều mẫu xe thể thao, bài toán cân đong đo đếm giữa cản gió và cân bằng xe này được hãng xe tính toán kỹ lưỡng nhằm đạt được mục tiêu tối ưu nhất của mình.
Bài toán hiệu năng được tính toán kỹ lưỡng ở nhiều mẫu xe thể thao.
Về lý thuyết, khí động lực học là một khái niệm rất rộng và thú vị. Nó đóng vai trò gần như tiên quyết đối với ngành hàng không, vụ trụ; nhưng với ngành công nghiệp ô tô, vai trò của những nhà khí động lực học (aerodynamicist) trong quá trình phát triển xe hơi vẫn còn có nhiều vướng mắc. Thực tế thì, trong giai đoạn sơ khởi của một chiếc xe, hãng xe đã định vị chiếc xe cho một thị trường và đối tượng khách hàng nhất định, và do đó kích thước (hay diện tích trực diện) và thiết kế bên ngoài của chiếc xe đã được định đoạt từ rất sớm. Công việc của các nhà khí động lực học gần như bị bó hẹp ở một số khu vực rất hạn chế trên chiếc xe.
Các nhà khí động lực học thường bị giới hạn ở các khu vực đứt nét.
Sớm nhận thấy vai trò tối quan trọng của khí động lực học, trong suốt quá trình phát triển của mình, Porsche đã và đang luôn có những sự đầu tư nhất định. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết phân hệ này ở Porsche trong phần IV. Đường hầm gió và CFD. Cũng trong phần tới, chúng ta sẽ "mổ xẻ" một trong những biểu tượng của Porsche với động cơ tăng áp của mình–chiếc Porsche 911 Turbo 3.3 1982–trên phương diện khí động lực học của nó.
Hai vấn đề còn lại về chuyến xe đạp khiến bạn khó chịu khi bị bắn nước từ mặt đường liên quan tới dòng chảy của luồng khi đi qua một chiếc xe đang di chuyển. Chính dòng khí này là tác nhân mang theo những hạt nước từ mặt đường lên không trung. Thường thì dòng khí bị xáo trộn ở hai vị trí chính trên xe: một là ở các đường thiết kế gấp khúc, không liền mạch, và hai là ở đuôi xe.
Trong khi xe chạy, khu vực bánh xe và vòm bánh xe tạo ra nhiều chuyển động khiến cho dòng khí chảy qua đây bị nhiễu loạn mạnh. Do đó, nước và bụi bẩn trên mặt đường chịu áp lực lớn và bắn lên không trung. Tùy từng khu vực nhỏ hơn ở vòm bánh xe mà hình dạng của nhiễu loạn sẽ khác nhau. Nếu tinh ý, chúng ta có thể thấy ở phần nửa dưới bánh xe, nước bị bắn lên thành tia, nhưng ở phần nửa trên bánh xe, các giọt nước trong không khí tập hợp tạo thành xoáy lốc.
Dòng không khí ở bánh xe bị nhiễu loạn.
Đuôi xe là nơi dòng khí đi qua phần đầu, thân, và gầm xe thoát đi, và là nơi dòng khí bị nhiễu loạn mạnh. Có ba lý do chính tạo ra nhiễu loạn này. Thứ nhất, các dòng khí độc lập chạy qua các bề mặt trên, dưới, hai bên xe sẽ tập hợp lại ở đây. Nếu đuôi xe không được "chăm sóc" tỉ mỉ, các dòng khí này sẽ không "sáp nhập" suôn sẻ mà sẽ va chạm với nhau tạo ra hỗn loạn. Thứ hai, ở đuôi xe, dòng khí bị tách khỏi bề mặt xe và không còn đường dẫn để "bám" vào, chúng thường có khuynh hướng tạo thành xoáy lốc. Thứ ba, do di chuyển trên những đoạn đường có độ dài khác nhau, theo nguyên lý Bernoulli, các dòng khí thoát ra ở đây có áp suất khác nhau, cũng là nguyên nhân dẫn đến sự xáo trộn.
Dòng không khí ở đuôi xe bị nhiễu loạn mạnh.
Nên nhớ rằng, những tinh chỉnh trong thiết kế đuôi xe dù không làm thay đổi diện tích trực diện A nhưng vẫn gián tiếp tác động lên hệ số cản gió Cd, và do đó vẫn giúp cải thiện tính khí động lực học. Mục đích chính của những tinh chỉnh này trong thiết kế là giúp điều hướng dòng khí tốt hơn và giảm nhiễu loạn ở đuôi xe, qua đó khiến cho dòng khí từ phần đầu xe được truyền tới "mượt" hơn và ít bị cản trở. Tuy nhiên, cánh gió ở đuôi xe lại là một ngoại lệ. Chúng được sử dụng với mục đích tăng lực ép xuống mặt đường (downforce) để giữ cân bằng cho xe khi vào cua ở tốc độ cao, nhưng ngược lại làm tăng hệ số cản Cd. Ở nhiều mẫu xe thể thao, bài toán cân đong đo đếm giữa cản gió và cân bằng xe này được hãng xe tính toán kỹ lưỡng nhằm đạt được mục tiêu tối ưu nhất của mình.
Bài toán hiệu năng được tính toán kỹ lưỡng ở nhiều mẫu xe thể thao.
Về lý thuyết, khí động lực học là một khái niệm rất rộng và thú vị. Nó đóng vai trò gần như tiên quyết đối với ngành hàng không, vụ trụ; nhưng với ngành công nghiệp ô tô, vai trò của những nhà khí động lực học (aerodynamicist) trong quá trình phát triển xe hơi vẫn còn có nhiều vướng mắc. Thực tế thì, trong giai đoạn sơ khởi của một chiếc xe, hãng xe đã định vị chiếc xe cho một thị trường và đối tượng khách hàng nhất định, và do đó kích thước (hay diện tích trực diện) và thiết kế bên ngoài của chiếc xe đã được định đoạt từ rất sớm. Công việc của các nhà khí động lực học gần như bị bó hẹp ở một số khu vực rất hạn chế trên chiếc xe.
Các nhà khí động lực học thường bị giới hạn ở các khu vực đứt nét.
Sớm nhận thấy vai trò tối quan trọng của khí động lực học, trong suốt quá trình phát triển của mình, Porsche đã và đang luôn có những sự đầu tư nhất định. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết phân hệ này ở Porsche trong phần IV. Đường hầm gió và CFD. Cũng trong phần tới, chúng ta sẽ "mổ xẻ" một trong những biểu tượng của Porsche với động cơ tăng áp của mình–chiếc Porsche 911 Turbo 3.3 1982–trên phương diện khí động lực học của nó.
