Ekonomi tasarımda gizli

Bütün otomotiv mühendislerinin günümüzdeki öncelikli hedefi daha düşük yakıt tüketimine ulaşmak. Bunun için motor teknolojileri üzerine çok yoğun çalışılıyor. Tabii otomobilleri hafifletmek için yeni malzemeler üzerinde de kafa patlatılıyor. Peki, ya tasarım? Evet, yapılan araştırmalara göre satın alma kararında çok etkili olan tasarım da yakıt tüketiminde en önemli etkenlerden biri. Tasarımın yakıt ekonomisi ve dolayısıyla egzoz emisyonuyla ilgisi hava direnciyle ilgili. Bir otomobil hareket halindeyken 2 farklı direnci yenmek için uğraşıyor. Biri lastiklerin yerle temasından kaynaklanan sürtünme ve karoserin havayı yarmaya çalışırken karşılaştığı toplam direnç. Otomobil tarihinin başlangıcında, henüz at arabası formu kullanılırken zaten kimsenin hava direnci gibi bir kaygısı yoktu; çünkü bu direncin farkına varacak kadar hızlı gidilemiyordu. Bu yüzden hava direnç katsayıları da 1 Cw'nin üzerindeydi. Örneğin 1904 model Mercedes Simplex'in yapılan hesaplamalara göre hava direnç katsayısı 1,05 Cw düzeyindeydi. Otomobillerde ön cam ve tavanın kullanılmaya başlamasıyla bu değer 0,70 Cw civarına (1927 Ford Model T) indi. Yani model T, içinden geçtiği havanın yaklaşık yüzde 70'ini üzerinde tutuyor. O dönemde çok moda olan hız rekoru kırma çalışmaları aslında aerodinamik anlamda da yapılan ilk çalışmalar olarak kabul edilebilir. Hava direncinin önemini fark eden bazı mühendisler 1920'li yıllarda önemli çalışmalar yaptı. Avusturyalı bir uçak tasarımcısı olan Edmund Rumpler'in 1921 yılında Berlin'de sergilediği Tropfenwagen aerodinamik çalışmalar arasında en etkileyici olanlardan biriydi. 1979 yılında VW'nin rüzgar tünelinde test edilen Tropfenwagen'in hava direnç katsayısı 0,28 Cw olarak ölçüldü. Otoyolların yaygınlaşmaya başlaması aerodinamik olarak daha iyi otomobiller geliştirilmesini zorunlu kıldı. Tabii öncelikli hedef daha yüksek hızlara ulaşabilmekti. Bunun için daha iyi geliştirme imkanı sunan rüzgar tünelleri kullanılmaya başlandı. Sonuçta yapılan çalışmalar su damlası formunun en iyi tasarım olduğunu ortaya koydu. Özellikle 1973'te patlak veren petrol krizi ve emisyon kısıtlamalarının sertleşmeye başlaması otomobil üreticilerini aerodinamik özellikler konusunda daha ciddi çalışmalar yapmaya itti. Peki, hava direnci ne zaman sürüş üzerinde etkili olmaya başlıyor? Karoser tiplerine göre değişmekle birlikte 50 km/s hızdan itibaren hava direnci etkisi başlıyor. Bu, hava direncinin, yerle sürtünme yani yuvarlanma direncine göre motor gücünden daha fazla pay almaya başlaması anlamına geliyor. Dolayısıyla hız arttıkça hava direncinin etkisi de artıyor ve bazı durumlarda motor gücünün yüzde 80'i havayı yarmak için kullanılıyor. Bu da doğal olarak yakıt tüketimi ve emisyonu arttırıyor. Aerodinamik uzmanları, hava direnç katsayısında elde edilen her 0,01 Cw iyileştirmenin yakıt tüketiminin 0,04 lt/100 km düşmesini sağladığını söylüyor. Bunun emisyona yansımasıysa 1 gr/km oluyor. Motor mühendisleri gece gündüz tüketim düşürücü yeni teknolojiler geliştirmek için çalışırken, tasarımcılar çok daha büyük bir potansiyeli, pazarlama departmanlarının isteklerini de karşılayacak şekilde, var olan modeller üzerinde de çalışmaya devam ediyor. Bunun en tipik örnekleri olarak, rüzgara uygun yan aynalar, kanatlar, zemin kaplamaları, aktif kapaklı radyatör ızgaraları sayılabilir. Tüketim ve emisyonu düşürmek için otomobilin ağırlığı da önemli ama aerodinamik verimlilik sadece günümüz otomobilleri için değil, elektrikli otomobiller için de çok önemli. Gelecek için aerodinamik mühendislerinin daha sıkı çalışması gerekiyor.