Παρασκευή, 9 Απριλίου 2010

Γιατί σε πολλά αυτοκίνητα υπάρχει στο πίσω μέρος αεροτομή (spoiler);



Πολλά αυτοκίνητα, από τα ιδιωτικά ως τα αθλητικά, μέχρι τεράστια φορτηγά φέρουν διαφορετικά είδη spoiler. Μερικά αυτοκίνητα, όπως αυτά της Ferrari στην F1, έχουν μπροστά και πίσω.

 Ο σκοπός των αεροτομών είναι να εξασφαλίσει την πρόσφυση του αυτοκινήτου στο δρόμο. Φυσιολογικά το βάρος είναι το μόνο από τις δυνάμεις που ωθεί τις ρόδες σε επαφή με το δρόμο. Χωρίς αεροτομή, ο μόνος τρόπος για να αυξηθεί η πρόσφυση στο έδαφος, θα ήταν να αυξηθεί το βάρος του οχήματος, ή να αλλαχτούν τα συστατικά από τα οποία αποτελείται η ρόδα.

 Το μόνο πρόβλημα με την αύξηση του βάρους είναι ότι δεν βοηθά στις στροφές, όπου πραγματικά επιθυμούμε τέλεια πρόσφυση. Όλο αυτό το πρόσθετο βάρος έχει αδράνεια, την οποία πρέπει να υπερπηδήσουμε, κι επομένως η αύξηση του βάρους δε βοηθά και τόσο.

Η αεροτομή δουλεύει όπως και τα φτερά ενός αεροπλάνου, αλλά ανάποδα. Παράγει στο σώμα του αυτοκινήτου αυτό που ονομάζεται "κάθετη δύναμη". Τα πλεονεκτήματα είναι εύκολα ορατά: αντί ενός αυτοκινήτου με πολλά κιλά κι επομένως αργό, ή ενός πολύ ελαφρύ αυτοκινήτου, που μπορεί να γλυστρά εύκολα, διαθέτουμε ένα αυτοκίνητο που "κολλά" στο δρόμο, και κινείται ταχύτερα. Όμως υπάρχει κι εδώ κάποιο πρόβλημα: κάθε φορά που η αεροτομή παράγει μία κάθετη δύναμη, ταυτόχρονα δημιουργείται και αντίσταση.

 Η αντίσταση είναι η φυσική αντίδραση του ρευστού (αέρας) στην προσπάθεια ενός αντικειμένου (αυτοκίνητο) να κινηθεί μέσω αυτού, δηλ. επιβραδύνει το αυτοκίνητο. Έτσι, περισσότερο κάθετη δύναμη είναι καλό, αλλά πολύ μεγάλη κάθετη δύναμη συνεπάγεται μεγαλύτερη αντίσταση, δηλ. επιβράδυνση του αυτοκινήτου. Αυτοκίνητα υψηλών ταχυτήτων, όπως αυτά στην F1, έχουν μία αναλογία μεταξύ κάθετης δύναμης και αντίσταστης. 

Οι σχεδιαστές αυτοκινήτων δοκιμάζουν και μεγιστοποιούν αυτό έτσι ώστε το αυτοκίνητο να έχει ακριβώς αρκετή δύναμη που περνά γύρω από τις γωνίες, αλλά όχι τόσο μεγάλη ώστε να κινούνται αργά.