Spoyler Aerodinamiği Nedir ve Otomobile Nasıl Etkide Bulunur?

[Seramana]

Aerodinamik kitabımdan alıntıdır. Resimler http://www.oneshift.com/articles/article.php?artid=34 dan alıntıdır.
AERODİNAMİK KESİTTE HAVA AKIŞI VE TOPLAM AERODİNAMİK KUVVETİN
ÜRETİLİŞİ
a. A.K. Elemanı: Pallerden biri ele alınarak onun herhangi bir noktası incelenebilir
ve bu noktadaki A.K. Elemanı analiz edilerek bütün paller için genelleme yapılabilir.
b. Pal Elmanı: Pla boyunca her noktadaki pal elemanının açısal hızı aynıdır.
Doğrusal hızları ise farklıdır. Bu doğrusal hız, pal ucunda maksimum iken masta
yaklaştıkça azalır.
c. Momentum (İtme) Teorisi: Newton’un 2 nci kanununa göre (hızlanma kanunu)
kaldırma kuvvetinin oluşması için aşağı doğru son hızına hızlandırılmış hava kütlesine
ihtiyaç vardır. Bu teori 04-12 konusunda ayrıntılı olarak incelenecektir.
d. Aerodinamik Kuvvetin Üretilmesi: Bu konudan itibaren A.K. hareketsiz, hava
hareketli olarak kabul edilip incelenecektir.
Hava, 1 nolu istasyonda belirli bir hiza (V1), bu hız nedeniyle Dinamik Basınca
(q1) ayrıca belirli bir Toplam Basınca (H1) ve Statik Basınca sahiptir.
Hava, 2 nolu istasyonda A.K.’e tam merkezden (yüzeye 90 derece açıyla )
çarpar. Havanın bir kısmı A.K.’in üstünden, bir kısmıda altından geçerek , firarkenarında birleşirler. Üstten ve alttan geçen hava akımları aynI anda firar kenarına (5
nolu istasyona ) ulaşmak zorundadırlar. Eğer böyle olmasaydı hava miktarında bir
azalma , kayıp olacağı için vakum oluşurdu. Burada dikkat edilmesi gereken nokta;
A.K.’i üstten kat eden havanın aldığı yol (L üst) , alttan geçen havanın aldığı yoldan (L
alt) daha büyüktür.
L üst >L alt
Her iki akim da ayni sürede bu mesafeyi katettiğine göre, üstten geçen akımın
hızı daha büyüktür.
V üst> V alt
Bir noktadaki Dinamik Basınç (q) . o noktadaki hızın karesiyle doğru orantılı
olduğuna göre;
q üst> q alt
Her zaman Toplam Basınç sabittir. H üst = H alt
Toplam Basınç (H), Statik Basınç (P) ile Dinamik Basıncın (q) toplamıydı. O
zaman;
P üst< P alt
Başka bir ifadeyle A.K. üstünden geçen hava, daha uzun yolu, alttan geçen hava
ile ayni sürede kat etmek için, hızını arttırır. Bernoulli Prensibi gereği hızı attığı için
Statik Basıncı azalır. (Üst düzeyde) Hatırlanacağı gibi Statik Basınç yüzeye dik etki
eden bir kuvvettir. Sonuç olarak alttan etki eden kuvvet, daha büyük olduğu için A.K. i
yukarı doğru kaldırır. Bu olay toplam kaldırma kuvvetinin 2/3’ünü meydana getirir.
TAK(toplam aerodinamik kuvvet)’in diğer 1/3’ü ise A.K.’in alt yüzeyine çarpan hava filelerinin, A.K.’i yukarıya doğru
itmesi (Etki Tepki Kanunu) ile oluşur.
http://www.oneshift.com/showroom/uploadimages/resized-20060908124016620.jpg

Bu andan itibaren GT için spoyler; GTI için arka kanat terimini kullanacağız.

Alttaki resimi de aerodinamik kesit olarak düşünün. Arabaların yüksek hızlarda hafiflemesinin sebebini anlayacaksınız.
Kanatlardaki prensip ve havanın akışını irdeleyin.

http://www.oneshift.com/showroom/uploadimages/resized-20060908124039071.jpg

Alttaki resimde de bagaj üstüne yapılan spoyler üst havanın izlediği yolu bir miktar uzatarak ve aynı zamanda hava akışını bozarak bir miktar olumlu etkide bulunur. Ancak bunu downforce yaratır diye nitelendirmek doğru olmaz. Arkaya takılan spoyler downforce oluşturmaz. Downforce için KANAT takmanız gerekmektedir. (GTI Arka kanadı)

http://www.oneshift.com/showroom/uploadimages/resized-20060908124113265.jpg

Alttaki resimde ters aerodinamik kesiti diğer bir tabirle ters bir kanat yapısı; arabalar için arka kanat görmekteyiz. Her terimi kullandım nedense :gul6
Arka kanatlar için daha çok verim almak istiyorsanız daha yükseğe monte etmeniz gerekmektedir. Alttan ne kadar çok hava geçerse o kadar downforce elde ederiz. Dezavantaj olarak sa arka kanatlar yapısı gereği spoilerlere göre daha fazla sürtünme yaratır. Özelliklede düşük süratde havanın düzenli akamayacağını değerlendirirsek yakıt tüketimini arttıracaktır. Bununla birlikte yüksek süratler de ise arabanın yol tutuşuna ciddi fayda sağlayacaktır.
Genel olarak arka kanatlar 70 ila 100 km/h hızların üzerinde verimli olmaya başlarlar.


Arka kanat yapısı
http://www.oneshift.com/showroom/uploadimages/resized-20060908124135719.jpg

GT ve GTI spoyler ve kanadı için bir değerlendirme

GT spoylerinden downforce beklemeyin. Sadece Arabanın aerodinamiğini bir miktar bozarak az da olsa üst kısımda statik basıncı arttırır.

GTI arka kanadı ise downforce üretebilmek içindir. Yüksek süratlerde yol tutuşunu arttırır. Süratin karesiyle sürüklenme(sürtünme diyebilirsiniz) de doğru orantılı olarak artar.Doğal olarak yakıt tüketiminize yanısyacaktır. Düşük süratlerde hiç bir verimi yoktur. Ayrıca fazladan yakıt tüketimini artırır.

Eğer aracınızla çok yüksek süratler yapmıyorsanız bence GTI kanadına gerek yok. GT spoyleri daha mantıklı geliyor.
Gereksiz sürüklenme sağlamayacak ve yakıt tüketimini arttırmayacaktır. Buna ek az da olsa yol tutuşunuza etki edecektir.

Saygılar

[Seramana]

Sevgili forum üyeleri
Elimden geldiğince bu konuyu aydınlatmaya çalıştım. Umarım açıklayıcı olabilmiş, kafanızdaki soru işaretlerini silebilmişimdir.
Anlamadığız noktlar varsa seve seve cevaplamaya çalışırım :arkadas

[ali-34]

Çok güzel açıklamışsın, teşekkürler :moto

[mygold]

emegıne saglık seramana. tesekkurler.. :alkis :alkis2

[cihatgok]

Emeğine sağlık güzel bir açıklama olmuş.

Helikopter aerodinamiği kitabından alıntılar da hoş durmuş :alkis2

:gul2 Burada spoiler ile kanat (ters kanat) arası fark bariz görünmekle beraber,

Verdiğin bilgilerde anlatılan A.K (aerodinamik kesit - Aerofoil) için olan bilgilerdir ve spoiler bu prensibe göre çalışmaz.

Spoiler olarak kullanılan eleman "drag" force oluşturur. Yani pasif elemandır ve bernoulli prensibine göre çalışmaz (uçurtmayı uçuran kuvvet). Sadece akış kopmasının (hava basıncının en düşük olduğu nokta) yaşandığı ve en fazla uçmak isteğinin olduğu arabanın arka kısmına takılır ki, bu havanın ittiği kesit alanı arttırılarak aracın arka kısmınn bastırılmasını sağlar.

Dolayısı ile arkaya takılan spoiler "down force" oluşturur. Ama bu kuvvetin oluşum biçimi ters kanat uygulamasından farklıdır o kadar.

Ters kanat uygulamasının faydası ve üstünlüğü ise,

1. Spoiler gibi yatayda bir "drag" kuvveti oluşturmamasıdır (çok küçük). Aracın hızını kesecek etkisi daha azdır.

2. Yere bastırma kuvvetini aerodinamik kuvvet oluşturur, sürtünme kuvveti değil. (yüksek hızda akış kopmasını azaltır)

Ancak bütün bunlara rağmen; maliyeti fazla, aynı down force için yaklaşık 3-4 kat büyük olması, görünümü kaba olmasıda dezavantajları olarak sıralanabilir.

Ayrıca otomotiv aerodinamiğinde asıl sorun drag force'tur. ve tasarımlar öncelikle bunu ele alır. yani hiçbir tasarım için yukarı-aşağı (düşey eksendeki) ne kadar kuvvet oluştuğu vs. bildirilmez. Önemli değişkenler hep yataydadır.

Drag coefficient (Cd), frontal area Af ve bunların çarpımı olan Drag index değeri asıl aerodinamik hesaplarda kullanılır.

Sizin anlattığınız ters kanat genelde hız rekoru kıran, deneysel imalat ve formula araçlarında kullanılır. Araçlardaki kanat olarak görünen gövdeden ayrı olarak montajlanmış bir çok aerodinamik ekipman da aslında spoiler dir.

[Seramana]

Emeğine sağlık güzel bir açıklama olmuş.

Helikopter aerodinamiği kitabından alıntılar da hoş durmuş :alkis2

:gul2 Burada spoiler ile kanat (ters kanat) arası fark bariz görünmekle beraber,

Verdiğin bilgilerde anlatılan A.K (aerodinamik kesit - Aerofoil) için olan bilgilerdir ve spoiler bu prensibe göre çalışmaz.

Spoiler olarak kullanılan eleman "drag" force oluşturur. Yani pasif elemandır ve bernoulli prensibine göre çalışmaz (uçurtmayı uçuran kuvvet). Sadece akış kopmasının (hava basıncının en düşük olduğu nokta) yaşandığı ve en fazla uçmak isteğinin olduğu arabanın arka kısmına takılır ki, bu havanın ittiği kesit alanı arttırılarak aracın arka kısmınn bastırılmasını sağlar.

Dolayısı ile arkaya takılan spoiler "down force" oluşturur. Ama bu kuvvetin oluşum biçimi ters kanat uygulamasından farklıdır o kadar.

Ters kanat uygulamasının faydası ve üstünlüğü ise,

1. Spoiler gibi yatayda bir "drag" kuvveti oluşturmamasıdır (çok küçük). Aracın hızını kesecek etkisi daha azdır.

2. Yere bastırma kuvvetini aerodinamik kuvvet oluşturur, sürtünme kuvveti değil. (yüksek hızda akış kopmasını azaltır)

Ancak bütün bunlara rağmen; maliyeti fazla, aynı down force için yaklaşık 3-4 kat büyük olması, görünümü kaba olmasıda dezavantajları olarak sıralanabilir.

Ayrıca otomotiv aerodinamiğinde asıl sorun drag force'tur. ve tasarımlar öncelikle bunu ele alır. yani hiçbir tasarım için yukarı-aşağı (düşey eksendeki) ne kadar kuvvet oluştuğu vs. bildirilmez. Önemli değişkenler hep yataydadır.

Drag coefficient (Cd), frontal area Af ve bunların çarpımı olan Drag index değeri asıl aerodinamik hesaplarda kullanılır.

Sizin anlattığınız ters kanat genelde hız rekoru kıran, deneysel imalat ve formula araçlarında kullanılır. Araçlardaki kanat olarak görünen gövdeden ayrı olarak montajlanmış bir çok aerodinamik ekipman da aslında spoiler dir.



Atladığınız bir nokta var ki oda arabanın tamamının bir aerodinamik kesit oluşturmasıdır ve ben spoiler de genel olarak bundan bahsettim. Spoiler downforce oluşturur demedim. Oluşmasına yardımcı olur dedim ve bunu da hem resimlerde hemde yazıyı daha dikkatli okuduğunuzda rahatlıkla görebileceğinizi düşünüyorum.


Alttaki resimde de bagaj üstüne yapılan spoyler üst havanın izlediği yolu bir miktar uzatarak ve aynı zamanda hava akışını bozarak bir miktar olumlu etkide bulunur. Ancak bunu downforce yaratır diye nitelendirmek doğru olmaz.

Dinamik basıncın bir miktar statik basınç yönünde değişmesini sağlar ve downforcun oluşmasına katkıda bulunur.

Ayrıca konu da anlam karışması olmaması açısından spoiler ve ters kanat olarak iki ayrı kavram kullandım. Buna ek olarak sizin ters kanat olarak bahsettikleriniz sadece o araçlarda kullanılmaz.

Her yüzey sürtünme kuvvetti oluşturur. Ancak profil sürtünme araç üzerindeki diğer aksamların yarattığı parazit sürtünmelere oranla aerodinamik yapısından dolayı daha az süratle daha az artan bir grafik sergiler.

Spoilerler ters aerodinamik kesit olarak üretilir ve ters kanat demek yanlış olmaz.

Downforce u sürtünme kuvveti oluşturur diye tek bir şey söylemedim :)

[cihatgok]

Evet, Aracın komple yanal kesiti üzerinden konuşursak, (ben o kısmı atlamışım) söylediklerin doğrudur.
Ama benim bahsettiğim konu spoiler tek başına bernoulli prensibi ile çalışan bir şey değildir. Aracı komple aerofoil olarak düşünüp spoiler eklersek eğer, araç üstündeki yol uzar ve lift artar. yani spoiler o zaman (drag hariç) aracı bastırmaz uçurur :)...
tıpkı Uçak kanadındaki "flap" etkisi gibi.

Yazdığım şeylerin hiçbirisi benim görüşüm veya yorumum değildir. Bununla ilgili olarak (helikopter ve rotor dinamiği, Türbinli motor aerodinamiği ve ground vehicle dinamiği buna dahil), birçok not ve eğitim dokümanı hazırladım. kaynaklar ise:
Theory of ground vehicles - Jo Yung Wong - eski bir kitaptır ama bütün otomotiv mühendisliği öğrencileri için kutsal sayılabilecek temel kaynaktır. (benim de başucu kitabımdır)
Competition Car Aerodynamics: A Practical Handbook - Haynes kitabı, ingiliz stili bir kitaptır ve pratik uygulama da anlatır.
Road vehicle aerodynamic design - Bernard'ın kitabı - tam detay ve kesin hesaplamaların bulunduğu bir kaynak.
Race Car Aerodynamics - Bentley serisi kitaptır. Güncel tip ve tasarım anlayışlarının da ele alındığı bir kitaptır.

Rear wing
Facts:

- a wing shaped aerodynamic device attached to the body of a car

- like an airplane wing it creates a lift force by lowering the pressure of the air flowing along the longer side of the wing therefore creating a suction effect

- unlike the airplane wing the longer side of the car wing is the bottom one

- therefore the lift force aims downward

- it compensates for the lift force created by the same effect thanks to the natural shape of a car (the top has longer surface than the bottom) and increases traction

- it works at higher speeds only (buraya dikkat - yani düşük hızlı arabalardaki ürettiği kuvvet ihmal edilebilir....)

- makes car looks rude

--------------------------------------------------------------------------------

Rear spoiler
Facts:

- a small aerodynamic device attached close to the body of the car

- helps to lead the air off the rear of the car

- makes drag force at vertical and horizontal direction (benim söylediğim konu)

- reduces the low-pressure zone behind the car lowering drag and instability (lift ile bir alakası yok, downforce ile de)

- does not increase traction by downward force (senin bahsettiğin konu)

- makes the car look better (sometimes)

Yani genelde muhalif bişeyler söylememişiz, sadece biraz farklı şeyler söylemişiz diyelim. :)....

[Seramana]

Evet, Aracın komple yanal kesiti üzerinden konuşursak, (ben o kısmı atlamışım) söylediklerin doğrudur.
Ama benim bahsettiğim konu spoiler tek başına bernoulli prensibi ile çalışan bir şey değildir. Aracı komple aerofoil olarak düşünüp spoiler eklersek eğer, araç üstündeki yol uzar ve lift artar. yani spoiler o zaman (drag hariç) aracı bastırmaz uçurur :)...
tıpkı Uçak kanadındaki "flap" etkisi gibi.

Yazdığım şeylerin hiçbirisi benim görüşüm veya yorumum değildir. Bununla ilgili olarak (helikopter ve rotor dinamiği, Türbinli motor aerodinamiği ve ground vehicle dinamiği buna dahil), birçok not ve eğitim dokümanı hazırladım. kaynaklar ise:
Theory of ground vehicles - Jo Yung Wong - eski bir kitaptır ama bütün otomotiv mühendisliği öğrencileri için kutsal sayılabilecek temel kaynaktır. (benim de başucu kitabımdır)
Competition Car Aerodynamics: A Practical Handbook - Haynes kitabı, ingiliz stili bir kitaptır ve pratik uygulama da anlatır.
Road vehicle aerodynamic design - Bernard'ın kitabı - tam detay ve kesin hesaplamaların bulunduğu bir kaynak.
Race Car Aerodynamics - Bentley serisi kitaptır. Güncel tip ve tasarım anlayışlarının da ele alındığı bir kitaptır.

Rear wing
Facts:

- a wing shaped aerodynamic device attached to the body of a car

- like an airplane wing it creates a lift force by lowering the pressure of the air flowing along the longer side of the wing therefore creating a suction effect

- unlike the airplane wing the longer side of the car wing is the bottom one

- therefore the lift force aims downward

- it compensates for the lift force created by the same effect thanks to the natural shape of a car (the top has longer surface than the bottom) and increases traction

- it works at higher speeds only (buraya dikkat - yani düşük hızlı arabalardaki ürettiği kuvvet ihmal edilebilir....)

- makes car looks rude

--------------------------------------------------------------------------------

Rear spoiler
Facts:

- a small aerodynamic device attached close to the body of the car

- helps to lead the air off the rear of the car

- makes drag force at vertical and horizontal direction (benim söylediğim konu)

- reduces the low-pressure zone behind the car lowering drag and instability (lift ile bir alakası yok, downforce ile de)

- does not increase traction by downward force (senin bahsettiğin konu)

- makes the car look better (sometimes)

Yani genelde muhalif bişeyler söylememişiz, sadece biraz farklı şeyler söylemişiz diyelim. :)....






Mutabıkız. Aynı şeyleri farklı yönleriyle incelemişiz. Yalnız hocam ben o kaynakları kopyalamak isterim. :D

[γuяdaeя]

- makes the car look better (sometimes)


Sanırım standart bir sürücüyü ilgilendiren tek nokta burası :D

[cihatgok]

Soft olanları gönderirim e-posta marifeti ile, büyük olanlarında linkini bulursam gönderirim. :)...
Özelden bir e-posta iletirsen tabiiii...

Ankara'da isen 308 ve diğer modeller ile ilgili de gayet güncel dokümantasyon veririm elden DVD olarak, 10 GB falan....