كيف غيرت الديناميكا الهوائية تصميم السيارة بعد السبعينيات

كان صانعو السيارات ومصممو السيارات يتلاعبون بالديناميكا الهوائية قبل وقت طويل من بداية السبعينيات. تشمل المآثر البارزة من الأيام السابقة سيارة تاترا الزلقة على شكل دمعة وكرايسلر إيرفلو التي غيرت قواعد اللعبة من ثلاثينيات القرن العشرين، بينما أصبحت الأجنحة والمقسمات والمفسدات أكثر شيوعًا خلال الستينيات. ربما تكون سيارة Chaparral’s 2E هي الأكثر تميزًا بجناحها الخلفي الشاهق، لكن جناح الذقن المبتكر من Chevy في طراز ’66 Corvair كان أكثر دقة بكثير.

ومع ذلك، لم تبدأ الديناميكا الهوائية في السيطرة على عالم السيارات إلا في السبعينيات والعقود التي تلت ذلك. في هذا الوقت، حولت الديناميكيات الهوائية ذات التأثير الأرضي رياضة الفورمولا 1، في حين أصبحت ألواح الهيكل الملساء والنوافذ المسطحة وتصميمات Kammback المبسطة أكثر شيوعًا في سيارات السوق الشامل.

وبطبيعة الحال، كان الدافع الكبير لهذه التطورات الديناميكية الهوائية هو ارتفاع تكاليف السيارات خلال السبعينيات. كان التأمين باهظ الثمن، وأدت أزمة النفط إلى إبعاد سائقي السيارات عن السيارات القوية التي تعمل بمحرك V8، وأصبحت الكفاءة فجأة أكثر أهمية من الناخر الصريح. ونتيجة لذلك، أولى المصممون اهتمامًا وثيقًا بالديناميكا الهوائية، وقد غيرت التطورات التي حدثت خلال السبعينيات والثمانينيات الصناعة إلى الأبد.

تنبع العديد من الابتكارات في عالم السيارات من مضمار السباق، لذا فمن المنطقي أن نبدأ من هناك. بينما شهدت فترة الستينيات تجربة فرق الفورمولا 1 باستخدام الأجنحة والأجنحة، كانت فترة السبعينيات تدور حول التأثيرات الأرضية. ببساطة، تستخدم الديناميكيات الهوائية ذات التأثير الأرضي الجزء السفلي من السيارة كأداة هوائية، مما يساعدها على الثبات جسديًا على المسار.

وكانت سيارتا Lotus 78 و79 من الرواد الحقيقيين لهذه التقنية في الفورمولا 1، وأثبتت الانتصارات العديدة على المضمار أن مهندسي العلامة التجارية يعرفون ما يفعلونه. تم إنشاء منطقة ضغط منخفض أسفل السيارة، بفضل أنفاق الفنتوري والعتبات المنزلقة، مما يتيح سرعات انعطاف أعلى دون الحاجة إلى جناح ضخم، مما قد يخلق سحبًا غير ضروري على الخطوط المستقيمة.

وسرعان ما تبعتها ابتكارات أخرى، مثل Brabham BT64B، والتي حققت هذا التأثير باستخدام مروحة تعمل بالمحرك أسفل السيارة. تم منع BT64B سريعًا من المنافسة، لكن الميزة التي كانت رائدة فيها لا تزال موجودة في السيارة الفائقة التقنية GMA T.50 اليوم.

وسرعان ما تم حظر الديناميكيات الهوائية ذات التأثير الأرضي من الفورمولا 1 تمامًا، واعتمدت الحقبة التي تلت ذلك بدلاً من ذلك على مخرجات الطاقة المضحكة. ومع ذلك، فقد تم إثبات هذه التقنية بالفعل، وعادت بعض الميزات الهوائية ذات التأثير الأرضي أخيرًا إلى الفورمولا 1 في عام 2022، مثل الأنفاق الأرضية.

بينما كانت فرق السباق تتطلع إلى الديناميكا الهوائية لتوفير الحل لأوقات دورات أسرع في السبعينيات وما بعدها، اعتمد صانعو السيارات في الأسواق الكبيرة بدلاً من ذلك على الأيروديناميكية الذكية لمساعدتهم على إنتاج سيارات أكثر كفاءة في استهلاك الوقود. الأمر بسيط حقًا، فكلما زادت سهولة قطع السيارة في الهواء، قلّت الحاجة إلى قوة دفع لتشغيلها بسرعة.

في الثمانينيات، بدأت مثل هذه التصميمات في تشكيل صناعة السيارات، حيث كانت النماذج البارزة هي أودي 100 (C3)، وفورد سييرا الجديدة آنذاك، وW124 لمرسيدس بنز. أعجبت سيارة Audi 100 الزلقة بمعامل سحب يبلغ 0.30 فقط. على النقيض من ذلك، فإن بعض السيارات الأقل ديناميكية هوائية على الإطلاق لديها درجات معامل أعلى من 0.8 أو أعلى.

في نفس الوقت تقريبًا، صدمت سييرا بتصميمها الجديد “قالب الجيلي”. تم ظهورها لأول مرة بمعامل سحب يبلغ 0.34، وكانت بمثابة نقطة تحول في الصناعة، حيث أصبحت المنحنيات الديناميكية الهوائية هي المعيار الجديد.

أخذتهما سيارة مرسيدس-بنز W124 إلى عمال النظافة، وحققت معامل سحب أقل من 0.30. ساعدت ألواح الجسم الملساء والواجهة الخلفية المسحوبة والأرضية المغطاة إلى حد كبير على الانزلاق في الهواء. ونتيجة لذلك، سرعان ما أصبحت السيارات أكثر اقتصادا من التصاميم التي كانت تشبه الصندوق والتي جاءت من قبل، مما يوفر للمستهلكين بنسا ثمينا دولارا في محطة الوقود.

العديد من التغييرات التي ساعدت شركات صناعة السيارات على تحقيق معاملات السحب المنخفضة كانت طفيفة. نوافذ متدفقة، مساحات مخفية، هذا النوع من الأشياء. كانت بعض التغييرات أكثر وضوحًا، وربما واحدة من أروع التغييرات هي Kammback.

يصف Kammback، الذي صاغه Wunibald Kamm لأول مرة، تصميمًا يتناقص فيه خط سقف السيارة نحو الخلف، ثم ينتهي فجأة، مما يؤدي إلى نهاية ذيل تشبه البلاطة. صمم Kamm سيارة BMW 328 عام 1938 لسباق Mille Miglia عام 1940 بمثل هذا التصميم، لذلك في حين أنه من الواضح أنها ليست سمة ديناميكية هوائية في الثمانينيات، إلا أن تصميم Kammback ازدادت شعبيته في هذا العقد تقريبًا.

استخدمت العديد من السيارات تصميمات Kammback في الثمانينيات، مثل Honda CR-X وموديلات مختلفة من Citroen، بالإضافة إلى نماذج أولية تجريبية مثل سيارة Trans Am Kammback الرائعة موديل 85 – وهي واحدة من أروع مفاهيم بونتياك التي للأسف لم يتم إنتاجها أبدًا. مع مرور السنين، ظهرت المزيد من طرازات كامباك، وأبرزها ثلاث سيارات إنتاج اقتصادية للغاية في أواخر التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين: تويوتا بريوس، وجنرال موتورز EV1، وأول سيارة هجينة في أمريكا – هوندا إنسايت الأصلية.

بالطبع، لا تتعلق الديناميكيات الهوائية بالكفاءة فقط، ولا يتم الاحتفاظ بالتعديلات الهوائية التي تركز على الأداء حصريًا على حلبات السباق، كما يتضح من العديد من السيارات عالية الأداء في الثمانينيات والتسعينيات، مثل بورش 959 – أول سيارة خارقة للعلامة التجارية. على عكس سيارة فيراري F40 الخام، استخدمت سيارة 959 تقريبًا كل شريحة من التكنولوجيا الحديثة التي كانت متوفرة في ذلك الوقت. لقد كانت أيضًا ذات دفع رباعي، وتتميز بتقنية الشحن التوربيني المزدوج المتسلسل، وتتميز بالديناميكية الهوائية النشطة. على وجه التحديد، تتميز سيارة 959 بجناح خلفي نشط بالإضافة إلى ألواح أرضية تقلل السحب – وكلاهما ساعدها على تحقيق رفع ديناميكي هوائي صفر، ومعامل سحب رائع يبلغ 0.31.

لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى انتقلت هذه التكنولوجيا إلى سيارات ذات أداء أكثر قابلية للتحقيق. اشتهرت سيارة Mitsubishi 3000GT VR-4 بتقديم هوائي نشط معزز للقبضة، وإذا لم يكن ذلك معقدًا بما يكفي لسيارة رياضية يابانية قديمة، فقد صنعت Mitsubishi نسخة Spyder ذات سقف صلب قابل للسحب. استخدمت سيارة ماكلارين F1 في التسعينيات أيضًا هوائيًا نشطًا وحافظت على شكل F1 الأنيق والزلق من خلال هيكل سفلي مسطح وجناح قابل للسحب، والذي يتم نشره تلقائيًا لإنشاء قوة سحب وقوة سفلية عند الحاجة. ارتقت Bugatti Veyron بالديناميكية الهوائية النشطة إلى مستوى آخر عندما ظهرت لأول مرة في عام 2005، مع لوحات ناشرة تتحكم في الهواء في المقدمة وجناح متكيف وجناح في الخلف.