Αεροδυναμική

Κείμενα και Εικονογράφηση: Η. Σελέκος - Ν. Δήμας

Η σχέση μεταξύ αυτοκινήτου και αεροδυναμικής έχει αρχίσει τελευταία να απολαμβάνει της αρμόζουσας προσοχής από όλους εκείνους που ασχολούνται με την αυτοκίνηση. Όμως λόγω του ότι η αεροδυναμική είναι ένα εξαιρετικά εξειδικευμένο θέμα, οι περισσότεροι από εμάς τείνουμε να αναφερόμαστε σε αυτό με γενικότητες με αποτέλεσμα να δημιουργείται σύγχυση. Η αντίληψη της αεροδυναμικής διαφέρει σημαντικά ακόμα και μεταξύ των σχεδιαστών και μηχανικών που εμπλέκονται στη διαδικασία της εξέλιξης. Η διαφοροποίηση μεγιστοποιείται από αυτοκινητιστικά περιοδικά που αγγίζουν το θέμα επιφανειακά, συμβάλλοντας με αυτόν τον τρόπο στην περαιτέρω σύγχυση. Έχοντας επίγνωση του προβλήματος κάνουμε μια προσπάθεια να εμβαθύνουμε σε ένα επί μέρους αλλά αρκετά επίκαιρο κεφάλαιο της αεροδυναμική, τα αεροδυναμικά βοηθήματα.

1. Αρχές αεροδυναμικής

Τί είναι αεροδυναμική; Όταν το αυτοκίνητο βρίσκεται σε κίνηση δέχεται και εξασκεί δυνάμεις σε δύο κυρίως «τομείς»: το οδόστρωμα και το στρώμα αέρος που το περιβάλλει. Αεροδυναμική επομένως είναι το πεδίο δυνάμεων που απορρέουν από την κίνηση ενός στερεού σώματος μέσα στον αέρα. Πόσο αναγκαία είναι η γνώση της αεροδυναμικής;

Σχήμα 1: Ο αέρας δημιουργεί προβλήματα στα αυτοκίνητα

Η γνώση των παραμέτρων της αεροδυναμικής που σχετίζονται με το αυτοκίνητο θεωρείται αναγκαία προκειμένου να βελτιώσουμε τους ακόλουθους σημαντικούς τομείς επιδόσεων:

•     Οικονομία καυσίμου.
•     Υψηλές Ταχύτητες.
•     Σταθερότητα Χειρισμών και Υψηλές Ταχύτητες.
•     Σταθερότητα στους Πλευρικούς Ανέμους.
•     Ψύξη Μηχανής και Φρένων.
•     Μειωμένοι Θόρυβοι Αέρος.
•     Εξαερισμός.
•     Απόψυξη.
•     Κλιματισμός.
•     Μείωση του ποσοστού σκόνης και λάσπης που εναποτίθεται στο αυτοκίνητο.
•     Κράτημα των υαλοκαθαριστήρων στη θέση τους.

Η αεροδυναμική σήραγγα είναι το «εργαλείο» που χρησιμοποιείται ευρέως για την αεροδυναμική βελτίωση των επιδόσεων των αυτοκινήτων που είναι, όπως φαίνεται, εξαιρετικά εκτενής. Τα τελευταία χρόνια οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές αυτοκινήτων και τα ερευνητικά κέντρα σε όλο τον κόσμο διαθέτουν τις δικές τους αεροδυναμικές σήραγγες ευρείας κλίμακας και υψηλών επιδόσεων. Απόδειξη της πρακτικής αυτής είναι ότι η «αεροδυναμικότητα» ενός αυτοκινήτου θεωρείται προϋπόθεση για την επιτυχία του στην αγορά. Ας εξετάσουμε πρώτα τη σχέση που υφίσταται μεταξύ αυτοκινήτου και αεροδυναμικής. Είναι σημαντικό σ' αυτό το σημείο να εξετάσουμε αυτήν τη σχέση γιατί, όπως θα δούμε, ο αέρας εξασκεί επάνω στο αυτοκίνητο ορισμένες δυνάμεις και ροπές που στη συνέχεια θα προσπαθήσουμε να αντιμετωπίσουμε χρησιμοποιώντας διάφορα αεροδυναμικά βοηθήματα.

Σχήμα 2: Οι τρεις βασικές δυνάμεις που εξασκεί ο αέρας στα αυτοκίνητα

Οι τρεις δυνάμεις που επιδρούν στο αυτοκίνητο που βρίσκεται εν κινήσει είναι η οπισθέλκουσα, η άνωση και η πλευρική δύναμη. Οπισθέλκουσα είναι η δύναμη που εμποδίζει το αυτοκίνητο από το να κινείται προς τα εμπρός, άνωση είναι η δύναμη που σηκώνει το αυτοκίνητο από το οδόστρωμα (απώλεια πρόσφυσης) και η πλευρική δύναμη είναι εκείνη που σπρώχνει το αυτοκίνητο από το πλάι (οι πλευρικοί άνεμοι έχουν συνήθως σαν αποτέλεσμα την απώλεια ευθύγραμμης κίνησης ή την ανατροπή του αυτοκινήτου).

Σχήμα 3: Ο αέρας τείνει να ανασηκώσει το αυτοκίνητο

Υπάρχουν τρεις αεροδυναμικές συνιστώσες που συμβάλλουν σημαντικά στην ευστάθεια ή μη του αυτοκινήτου. Η πρώτη είναι η "γωνία προσβολής"" του πρόσθιου τμήματος του αυτοκινήτου από τα αερονημάτια, που συμβάλλει στην ανύψωσή χου γύρω από το κέντρο βάρους του. Αυτή η συνιστώσα γύρω από το κέντρο βάρους προκαλεί τη "ροπή ανατροπής" όπως λέγεται στην αεροδυναμική ορολογία. Η ροπή ανατροπής επομένως συνδέεται άμεσα με τη γωνία προσβολής του αέρα και με την πρόσθια και οπίσθια τάση ανύψωσης του αυτοκινήτου.

Σχήμα 4

Η δεύτερη συνιστώσα είναι η "ροπή περιστροφής ή περικύλισης" (roll) που προκαλείται από τον πλευρικό άνεμο και τείνει να ανατρέψει το όχημα προς το πλάι. Η τρίτη είναι η "ροπή εκτροπής" που προκαλείται όταν ο αέρας προσβάλλει το αυτοκίνητο υπό γωνία. Αυτή η συνιστώσα έχει και αποτέλεσμα να εκτρέψει το αυτοκίνητο από την πορεία του. Με λίγα λόγια, βρίσκουμε εξαιρετική δυσκολία στο να οδηγήσουμε το όχημα σε ευθεία γραμμή.

Σχήμα 6: Αυτοκίνητα διαφορετικής προσωπικότητας αντιμετωπίζουν διαφορετικά αεροδυναμικά προβλήματα

Για τις τρεις κατηγορίες αυτοκινήτων που αντιπροσωπεύουν τα προηγούμενα (αν έχουν μπει με τη σειρά!) σκιτσάκια βλέπουμε ότι εξαιρετική σημασία δίνεται στα μεν αυτοκίνητα υψηλών επιδόσεων στη "ροπή ανατροπής", στα φορτηγάκια με μεγάλη πλευρική επιφάνεια στη "ροπή περιστροφής" και στα επιβατικά αυτοκίνητα στη "ροπή εκτροπής". Από τα ανωτέρω προκύπτει ότι, αν επέμβουμε σε ένα συμβατικό όχημα αυξάνοντας σημαντικά τις επιδόσεις του, τότε πρέπει να χρησιμοποιήσουμε και τα κατάλληλα αεροδυναμικά βοηθήματα προκειμένου να ανατρέψουμε τις νέες αεροδυναμικές ροπές που θα εξασκούνται σ' αυτό.

Σχήμα 7: Το κέντρο βάρους και το αεροδυναμικό κέντρο δεν συμπίπτουν

Τί προκαλεί τις αεροδυναμικές ροπές;

L  : άνωση
Μρ  : ροπή ανατροπής
e.g.  : κέντρο βάρους
CL  : συντελεστής άνωσης
CLF  : συντελεστής άνωσης προσθίου άξονα
CLR  : συντελεστής άνωσης οπισθίου άξονα
a.c.  : αεροδυναμικό κέντρο
CD  : συντελεστής οπισθέλκουσας
D  : οπισθέλκουσα

Έχουμε εξάσκηση αεροδυναμικής ροπής όταν το σημείο όπου συγκεντρώνονται όλες οι "αεροδυνάμεις", δηλαδή το αεροδυναμικό κέντρο (a.c.) και το κέντρο βάρους (e.g.), δεν συμπίπτουν. (Σχ. 7). ΠΡΟΣΟΧΗ: Αν επέμβουμε σε κάποιο αυτοκίνητο, του οποίου έχουμε αυξήσει σημαντικά την ισχύ, τοποθετώντας κατά τρόπο αυθαίρετο κάποιο αεροδυναμικό βοήθημα, τότε μπορούμε να προκαλέσουμε σημαντική μετατόπιση του αεροδυναμικού κέντρου (a.c.). Αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει, κάτω από ορισμένες συνθήκες, σημαντικότατη αύξηση μία ή και περισσοτέρων από τις προαναφερθείσες ροπές με αποτέλεσμα την ανατροπή, περιστροφή ή εκτροπή του οχήματος.

Σχήμα 8: Όλες οι δυνάμεις του αέρα εξασκούνται στο αεροδυναμικό κέντρο (a.c.)

Τί και πού είναι το αεροδυναμικό κέντρο του αυτοκινήτου;

Σημ: Εάν αλλάξουμε το σχήμα του αυτοκινήτου I (Σχ. 8) σε αυτό του II (διακεκομμένη γραμμή), τότε το αεροδυναμικό κέντρο (a.c.) μετακινείται προς το πίσω μέρος του αυτοκινήτου. Το αεροδυναμικό κέντρο (a.c.) είναι το σημείο που εξασκούνται οι αεροδυνάμεις. Εάν έχουμε την οποιαδήποτε αλλαγή αεροδυνάμεων τότε έχουμε και την ανάλογη μετατόπιση του a.c.
Πού είναι το κέντρο βάρους του αυτοκινήτου;

Σχήμα 9: Το κέντρο βάρους είναι το σημείο που ισορροπεί το βάρος του αυτοκινήτου

Το κέντρο βάρους του αυτοκινήτου (e.g.) είναι το σημείο όπου εξασκείται ή ισορροπείται το συνολικό βάρος του αυτοκινήτου.

Σχήμα 10: Οι στρόβιλοι δημιουργούν οπισθέλκουσα

Αεροδυναμική οπισθέλκουσα και στρόβιλοι (περιδίνηση, τυρβώδης ροή).
Η αεροδυναμική οπισθέλκουσα χωρίζεται σε τρεις γενικές κατηγορίες, την οπισθέλκουσα πίεσης, την οπισθέλκουσα τριβής και την επαγωγική οπισθέλκουσα. Από αυτές τις τρεις, αυτή που έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στα αυτοκίνητα είναι η οπισθέλκουσα πίεσης. Η οπισθέλκουσα πίεσης αυξάνεται με τη δημιουργία στροβίλων κατά τη ροή του αέρα γύρω από το αμάξωμα. Η μορφολογία του αμαξώματος (όπως δείχνουν και τα σκίτσα) συμβάλλει πραγματικά σ' αυτό.

Σχήμα 11: Τα προβληματικά σημεία ενός αυτοκινήτου

Σ' εκείνα τα σημεία όπου η μία επιφάνεια με την άλλη σχηματίζουν οξεία γωνία, το στρώμα αέρος θα πάρει οξεία κλίση και θα αποκτήσει μεγαλύτερη ταχύτητα σε μία προσπάθεια να ακολουθήσει τη συγκεκριμένη επιφάνεια. Σε περιπτώσεις που αυτό δεν είναι δυνατό, ο αέρας θα αποκολληθεί από την επιφάνεια σχηματίζοντας στροβίλους. Αυτό συνήθως σημαίνει δημιουργία οπισθέλκουσας,
Όταν το στρώμα αέρος κοντά στην επιφάνεια του αμαξώματος δεν μπορεί να κυλήσει πλέον κατά μήκος της επιφάνειας έχουμε αποχωρισμό του στρώματος αέρος και τη δημιουργία στροβίλων πίσω από το αυτοκίνητο.
Η ταχύτητα του αέρα επιβραδύνεται σε σημεία εσοχής, όπως το σημείο συνάντησης του καπό και του παρμπρίζ. Σε γενικές γραμμές δημιουργούνται στρόβιλοι σε εκείνες τις περιπτώσεις όπου έχουμε αποκόλληση του οριακού στρώματος αέρος (είναι το στρώμα που σχεδόν εφάπτεται στην επιφάνεια του αμαξώματος). Όταν το οποιοδήποτε αντικείμενο κινείται μέσα στον αέρα, το οριακό στρώμα κινείται μαζί του. Όμως, καθώς η ταχύτητα του αντικειμένου αυξάνει, το οριακό στρώμα διαταράσσεται. Αυτό το φαινόμενο αποκαλείται αποκόλληση και το σημείο όπου αυτό συμβαίνει αποκαλείται σημείο αποχωρισμού. Οι στρόβιλοι δημιουργούνται σε τέτοια σημεία. Όπως θα δούμε αργότερα, είναι αυτά τα σημεία όπου συνήθως επεμβαίνουμε με αεροδυναμικά βοηθήματα προκειμένου να ελαχιστοποιήσουμε τις αρνητικές επιπτώσεις των στροβίλων.

Σχήμα 12: Τα σημεία που δημιουργούν προβλήματα στον αέρα

Στρόβιλοι δημιουργούνται στα σημεία εκείνα όπου η ταχύτητα του αέρα μεταβάλλεται δραστικά, δηλαδή στα σημεία όπου έχουμε σαφή απόκλιση της μιας επιφάνειας από την άλλη.

Σχήμα 13: Μερικοί τρόποι αντιμετώπισης των στροβίλων

Όσο πιο αργά γίνεται η αποκόλληση του οριακού στρώματος, τόσο μειώνεται η οπισθέλκουσα. Η οπισθέλκουσα μειώνεται όσο πιο πίσω από το αμάξωμα μετακινούνται τα σημεία δημιουργίας στροβίλων.

Σχήμα 14: Ο αεροδυναμικός πίνακας που τα λέει όλα

Σχήμα 15: Η άνωση απογειώνει το αυτοκίνητό σας

Θετική και αρνητική άνωση

Στις περιπτώσεις σωμάτων που κινούνται στον αέρα, όπως τα αεροπλάνα, η θετική άνωση είναι σημαντική προϋπόθεση και όσο μεγαλύτερη είναι τόσο το καλύτερο. Από την άλλη πλευρά, τα σώματα που κινούνται επάνω στη γη, όπως τα αυτοκίνητα, προϋποθέτουν αρνητική άνωση (πίεση προς το έδαφος που συνεπάγεται καλύτερη πρόσφυση).

Σχήμα 16: Το σχήμα των συμβατικών αυτοκινήτων ευθύνεται για την άνωση

Ένα αντικείμενο θεωρείται κυρτό όταν η γραμμή που συνδέει τα κέντρα των κύκλων που εφάπτονται της επάνω και της κάτω επιφάνειάς του είναι κυρτή στο σχήμα της.

Τί προκαλεί άνωση;

Η επάνω επιφάνεια της πτέρυγας ενός αεροπλάνου είναι κυρτή στο σχήμα της, κάνοντας τον αέρα που κυλά επάνω της να κινείται γρη¬γορότερα από το υπόλοιπο στρώμα αέρος, επομένως μειώνοντας την πίεση στο επάνω μέρος της πτέρυγας (εξίσωση του Bernoulli). Καθώς αυτή η πίεση μειώνεται, η πίεση στην κάτω επιφάνεια της πτέρυγας (ο αέρας κινείται με μικρότερη ταχύτητα εδώ) αρχίζει να «σπρώχνει» προς τα επάνω δημιουργώντας θετική άνωση. Αφού ο κεντρικός όγκος των επιβατικών αυτοκινήτων τριών όγκων (Σχ. 18) είναι επίσης κυρτός, προκαλείται θετική άνωση αρκετά εύκολα. Εξ ου λοιπόν και η προσπάθειά μας να μειώσουμε αυτήν τη θετική άνωση με αεροδυναμικά βοηθήματα.

Σχέση μεταξύ κατάστασης αμαξώματος και οπισθέλκουσας.
Είναι φυσικό να υποθέτουμε ότι διαφορετικά αμαξώματα του ιδίου μοντέλου αυτοκινήτου θα πρέπει να έχουν διαφορετικούς συντελεστές αεροδυναμικής. Μια συνοπτική εικόνα της σχέσης μεταξύ της κατάστασης του αμαξώματος και του συντελεστή οπισθέλκουσας προκαλούν και οι ακόλουθοι παράμετροι: πλάτος και πίεση ελαστικών, ποσότητα καυσίμων στη δεξαμενή, θέση καθισμάτων και ορισμένα εξαρτήματα όπως λασπωτήρες και spoiler (σπόιλερ).

 Σχήμα 17: Οι μικρές λεπτομέρειες με τη μεγάλη οπισθέλκουσα

Σχήμα 18: Οι στρόβιλοι που σκονίζουν το αυτοκίνητό σας

Είναι σχετικά εύκολο να καταλάβουμε σε ποιό σημείο του αυτοκινήτου μας έχουμε δημιουργία στροβίλων, γιατί είναι εκείνα τα σημεία όπου έχουμε τη σημαντικότερη εναπόθεση λάσπης, σκόνης και άλλων σωματιδίων.

Σχήμα 19: Οι στρόβιλοι που σφυρίζουν

Στο Σχ. 19α βλέπουμε τις περιοχές όπου έχουμε συνήθως τη δημιουργία στροβίλων. Στα σημεία αυτά έχουμε συνήθως και τη δημιουργία θορύβων (π.χ. σφύριγμα).
Στο Σχ. 19β θα μπορούσαμε να έχουμε πιθανότατα ομαλότερη ροή αν τοποθετούσαμε ένα σωστά μελετημένο ανεμοθραύστη.

2. Αεροδυναμικά βοηθήματα

Συνεχίζουμε και ολοκληρώνουμε την οικονομημένη περιπλάνησή μας στον κόσμο των αεροδυναμικών φαινομένων που παρουσιάζονται στην κίνηση των αυτοκινήτων μας. Στις σελίδες που ακολουθούν εξηγούμε τη σημασία (ή μη) των αεροδυναμικών βοηθημάτων που τα τελευταία χρόνια, έχουν κυριολεκτικά εισβάλει» στις δημιουργίες όλων των κατασκευαστών,

Στο πρόσθιο τμήμα του αυτοκινήτου δινόταν μέχρι πρόσφατα το μεγαλύτερο βάρος αεροδυναμικής βελτίωσης. Τον τελευταίο όμως καιρό η ανάλογη προσοχή έχει αρχίσει να δίνεται και στα πλαϊνά όπως και στο πίσω μέρος του αμαξώματος.
Προσοχή έχει επίσης αρχίσει να δίνεται στην ομαλοποίηση της ροπής του αέρα μέσα στο διαμέρισμα του κινητήρα όπως επίσης και σε όλα τα άλλα σημεία του οχήματος (π.χ. ομαλοποίηση ροής μέσα στην καμπίνα επιβατών κ.λπ.).

Βελτίωση της αεροδυναμικής ροής

Ποιό είναι το καλύτερο σχήμα για τον προφυλακτήρα;

Συγκρίνοντας τους προφυλακτήρες τριγωνικού σχήματος με τους επίπεδους, έχει διαπιστωθεί ότι οι επίπεδοι προκαλούν στασιμότητα του ρεύματος αέρος και έχουν χειρότερο συντελεστή οπισθέλκουσας και προκαλούν μεγαλύτερη άνωση. Όπως βλέπουμε στο σχήμα 21 ο τριγωνικός προφυλακτήρας έχει μικρότερη οπισθέλκουσα κατά 1.4% και δημιουργεί άνωση κατά 1.6%.

Βελτίωση της αεροδυναμικής ροής

Σχήμα 20: Τα μεγάλα μυστικά της μικρής οπισθέλκουσας	Σχήμα 21: Οι αεροδυναμικοί προφυλακτήρες

Ποιό είναι το καλύτερο σχήμα για τον προφυλακτήρα; Συγκρίνοντας τους προφυλακτήρες τριγωνικού σχήματος με τους επίπεδους, έχει διαπιστωθεί ότι οι επίπεδοι προκαλούν στασιμότητα του ρεύματος αέρος και έχουν χειρότερο συντελεστή οπισθέλκουσας και προκαλούν μεγαλύτερη άνωση. Όπως βλέπουμε στο σχήμα 21 ο τριγωνικός προφυλακτήρας έχει μικρότερη οπισθέλκουσα κατά 1.4% και δημιουργεί άνωση κατά 1.6%.

Βελτίωση σχήματος προφυλακτήρα

Σχήμα 22: Οι προφυλακτήρες που αγκαλιάζουν το αυτοκίνητο συγκρούονται αεροδυναμικά

Είναι εξαιρετικής σημασίας όχι μόνο η πλάγια τομή του προφυλακτήρα αλλά και το σχήμα του σε κάτοψη. Όσο πιο ομαλά αγκαλιάζει το αμάξωμα και όσο πιο στρογγυλεμένες είναι οι γωνίες του, τόσο καλύτερη είναι και η αεροδυναμική του. Αντικαθιστώντας τον παλαιό προφυλακτήρα του αυτοκινήτου μας με κάποιο ενιαίο πρόσθιο αεροδυναμικό βοήθημα θα πρέπει να επιλέξουμε εκείνο που «αγκαλιάζει» πιστά το πρόσθιο τμήμα του αμαξώματος χωρίς να έχει απότομες γωνίες και ανώμαλες προεξοχές ή ακανόνιστες εσοχές.

Το κενό μεταξύ αμαξώματος και προφυλακτήρα

Σε πολλά αυτοκίνητα υπάρχει ένα σημαντικό κενό μεταξύ αμαξωμάτων και προφυλακτήρων. Το καλύτερο που έχουμε να κάνουμε είναι να καλύψουμε το κενό αυτό βελτιώνοντας με αυτόν τον τρόπο την ψύξη του κινητήρα αλλά και μειώνοντας την οπισθέλκουσα (CD) αλλά και την άνωση (CL). Την κάλυψη του κενού αυτού θα μπορούσαμε να την κάνουμε με κάποια διακοσμητική λωρίδα ή τοποθετώντας ένα ενιαίο πρόσθιο kit.
Τα περισσότερα αυτοκίνητα νέας τεχνολογίας έχουν προφυλακτήρα και πρόσθιο σπόιλερ σε ένα ενιαίο κομμάτι βελτιώνοντας έτσι την αεροδυναμική του οχήματος. Αυτή η λύση θεωρείται η καλύτερη δυνατή. Στις περιπτώσεις εκείνες που έχουμε ενσωματωμένο προφυλακτήρα και σπόιλερ και που ο προφυλακτήρας έχει ειδικά σημεία παγίδευσης του αέρα, δημιουργούνται ενσωματωμένες εισαγωγές αέρα (βλέπε προφυλακτήρα Alfa Romeo 33) όπου υπάρχουν τέτοια σημεία τα οποία βελτιώνουν σημαντικά την ψύξη του κινητήρα (βλέπε επίσης Σχ. 25).

Σχήμα 24: Η «ισχύς εν τη ενώσει» όταν προφυλακτήρας και σπόιλερ είναι ένα	Σχήμα 25: Ο προφυλακτήρας με τις τρύπες που δροσίζει τον κινητήρα

Αεροδυναμικά χαρακτηριστικά της θέσης του προφυλακτήρα

Σχήμα 23: Ο αεροδυναμικός προφυλακτήρας βγαίνει μπροστά

Αεροδυναμικά τεστ έχουν δείξει ότι όσο πιο μπροστά απ' το αμάξωμα προεκτείνεται ο προφυλακτήρας, τόσο μειώνεται η οπισθέλκουσα (CD) και η άνωση (CL). Αυτή η βελτίωση έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση του όγκου του αέρα που εισέρχεται στο ψυγείο της μηχανής (θετική εξέλιξη) και στην ομαλοποίηση της ροής επάνω στο καπό. Όμως, ο καλύτερος αεροδυναμικά προφυλακτήρας δεν είναι πάντα και ο πρακτικότερος. Όπως βλέπουμε στο σχήμα 23α, βελτίωση του τμήματος πάνω από τον προφυλακτήρα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της οπισθέλκουσας κατά 4% και στις δύο περιπτώσεις. Στο σχήμα 23α βλέπουμε επίσης ότι προσθέτοντας κάποιο σπόιλερ κάτω από τον προφυλακτήρα συντελεί σε μείωση του CD κατά 16% στην πρώτη περίπτωση (μεγαλύτερη πρόσθια μετατόπιση) και 11 % στη δεύτερη.

Γιατί ένα ποσοστό σπόιλερ (ποδιά) είναι αποτελεσματικό στη μείωση της οπισθέλκουσας;

Εκτενείς έρευνες που έχουν γίνει δείχνουν ότι όταν ένα δυνατό ρεύμα αέρα προσβάλλει το πρόσθιο σπόιλερ, δημιουργείται θετική πίεση, ενώ στρόβιλοι δημιουργούνται στην οπίσθια επιφάνεια δημιουργώντας αρνητική πίεση. Άρα το πρόσθιο σπόιλερ αυτό καθ' αυτό δημιουργεί οπισθέλκουσα στην πραγματικότητα, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις όσο πιο αποτελεσματική είναι η ποδιά στη μείωση της ολικής οπισθέλκουσας, τόσο μεγαλύτερες είναι οι απόλυτες τιμές της θετικής και αρνητικής πίεσης που εξασκείται απάνω της. Με άλλα λόγια, αν και είναι ένα στοιχείο που δημιουργεί οπισθέλκουσα, η «ποδιά» μπορεί να μειώσει δραματικά την ολική οπισθέλκουσα του σχήματος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ομαλοποιεί τη ροή του αέρα γύρω από το όχημα, έχοντας σαν αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση του ολικού συντελεστή οπισθέλκουσας σε σχέση με την οπισθέλκουσα της ίδιας της ποδιάς.

Ποιό είναι το πιο αποτελεσματικό σπόιλερ;

Σχήμα 26: Τα σπόιλερ από μόνα τους φρενάρουν αλλά όταν φοριούνται κινούνται

Το πιο αποτελεσματικό πρόσθιο σπόιλερ είναι αυτό που μειώνει τη συνολική οπισθέλκουσα του οχήματος σε ποσοστό μεγαλύτερο από την οπισθέλκουσα του ιδίου του σπόιλερ.

Ένα αποτελεσματικό πρόσθιο σπόιλερ βελτιώνει την ολική ροή του αέρα γύρω από το όχημα;

Σχήμα 27: Οι στατικοί στρόβιλοι που σας κάνουν να κινήστε γρήγορα

Στρόβιλοι δημιουργούνται και αναπτύσσονται ραγδαία γύρω από το πρόσθιο μέρος του οχήματος και έτσι η αποτελεσματική τοποθέτηση ενός σπόιλερ ελαχιστοποιεί την ανάπτυξη στροβίλων και βοηθάει στη μείωση της οπισθέλκουσας και της άνωσης βελτιώνοντας τη ροή γύρω από το όχημα.

Η αποτελεσματικότητα του πρόσθιου σπόιλερ διαφέρει από όχημα σε όχημα;

Σχήμα 28: Το κάθε σπόιλερ έχει αυτοκινητιστικές προτιμήσεις ανάλογα με τον τύπο του

Στα αυτοκίνητα με σχετικά χαμηλούς συντελεστές οπισθέλκουσας (CD) και άνωσης (CL) και με καλή δυνατότητα ψύξης του κινητήρα, η ποδιά πρέπει να τοποθετείται χαμηλά και στην περιοχή που έχουμε καθοδική ροή του αέρα (δηλαδή ροή ξεκάθαρα κατευθυνόμενη προς το κάτω μέρος του οχήματος).
Σε εκείνα τα οχήματα που έχουν σχετικά υψηλούς συντελεστές CD και CL και περιορισμένη αποτελεσματικότητα ψύξης του κινητήρα (δηλαδή αυτοκίνητα παλαιοτέρων τεχνολογιών) η ποδιά πρέπει να τοποθετείται ψηλά, υπό κλίση και στο σημείο που η ροή του αέρα είναι κάθετη ή σχεδόν ανοδική (βλ. σχ. 29).

Σχήμα 29: Το σημείο τοποθέτησης του σπόιλερ προϋποθέτει γνώση

Σε γενικές γραμμές:

    ΟΧΙ στις αυτοσχέδιες ποδιές
    ΝΑΙ στις ποδιές που προσφέρουν οι κατασκευαστές αυτοκινήτων και οι μεγαλύτερες και σοβαρότερες εταιρίες κατασκευής αξεσουάρ και που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συγκεκριμένα οχήματα και μόνο.
    ΟΧΙ στην αυθαίρετη τοποθέτηση της ποδιάς.
    ΟΧΙ στη χρήση ποδιάς άλλου οχήματος.
    ΝΑΙ στη χρήση ειδικών που μπορούν να μας συμβουλεύσουν για την αεροδυναμική βελτίωση του αυτοκινήτου μας και που θα πρέπει να είναι συγχρόνως και μια αισθητικά ισορροπημένη λύση.

Το ύψος, η θέση και η γωνία κλίσης της ποδιάς

Τα παραπάνω δεδομένα είναι από την αεροδυναμική σήραγγα της VW. Το αυτοκίνητο που χρησιμοποιήθηκε ήταν το Brazil VW 1600Χ. Με αυτό το αυτοκίνητο, τοποθετώντας την ποδιά στο σημείο Β, σε ύψος 40 χιλ. και κάθετα προς το έδαφος, είχε ως αποτέλεσμα το χαμηλότερο συντελεστή οπισθέλκουσας (CD). Ο χαμηλότερος συντελεστής άνωσης πρόσθιου μέρους (CLF) επιτεύχθηκε στη θέση Α και σε κλίση 50 μοιρών. Η διακύμανση του ύψους της ποδιάς από 120 έως και 160 χιλ. δεν είχε καμία επίδραση στην άνωση.

Βελτίωση πλάγιας επιφάνειας οχήματος

Για να βελτιώσουμε αεροδυναμικά την πλάγια επιφάνεια του αμαξώματος, ισχύουν οι ίδιες μέθοδοι που περιγράψαμε για τη βελτίωση της πρόσθιας επιφάνειας του οχήματος. Δηλαδή στρογγύλεμα ή εξομάλυνση των γωνιών, εξομάλυνση εσοχών (χτυπημένες επιφάνειες κ.λπ.), αποφυγή προεξοχών (ορισμένες διακοσμητικές εφαρμογές προεξέχουν αρκετά διαταράσσοντας έτσι την ομαλή ροή του αέρα).

Σχήμα 30α: Τα αεροδυναμικά πλαϊνά

Όπως βλέπουμε στο Σχ. 30α θα μπορούσαμε να επέμβουμε με κάποιο αεροδυναμικό βοήθημα (π.χ. χρήση ανεμοθραύστη) στο σημείο ένωσης της επιφάνειας του μπαρμπρίζ με τα πλαϊνά παράθυρα (κολόνα Α). Με αυτόν τον τρόπο κάνουμε ομαλότερη τη ροή του αέρα μειώνοντας την πιθανότητα αποκόλλησης του οριακού στρώματος. Ένα άλλο σημείο του αμαξώματος στο πλάι που επιδέχεται αεροδυναμικού βοηθήματος είναι το κάτω μέρος. Εδώ συνήθως τοποθετούμε βοηθήματα που αποκαλούνται «Skirts» (σκέρτς).
Ο λόγος ύπαρξης αυτών των βοηθημάτων είναι η ομαλοποίηση της ροής στα πλαϊνά του αμαξώματος και στην κάτω επιφάνεια. Λόγω του ότι αυτά τα βοηθήματα κατεβαίνουν σε επίπεδο ανάλογο με αυτό του προσθίου σπόιλερ, ελαχιστοποιούν τη δημιουργία στροβίλων στο πλάι λόγω της αποκόλλησης της ροής στο συγκεκριμένο σημείο. Βέβαια, η ροή του αέρα στο κάτω μέρος του οχήματος είναι κάθε άλλο παρά ομαλή λόγω της τραχύτητας της κάτω επιφάνειας του αμαξώματος. Όμως αυτή η περιοχή έχει γίνει πρόσφατο αντικείμενο εκετεταμένων ερευνών αεροδυναμικής ομαλοποίησης από τους μεγαλύτερους κατασκευαστές αυτοκινήτων.
Όπως βλέπουμε στο Σχ. 30α η λύση No 5 μας δίνει το μικρότερο συντελεστή οπισθέλκουσας. Γι' αυτόν το λόγο αν τοποθετήσουμε κάποιο αεροδυναμικό βοήθημα σ' αυτό το σημείο θα πρέπει η παρουσία του να είναι διακριτική χωρίς να προεξέχει σημαντικά.
Θα πρέπει να επισημάνουμε ότι υπάρχουν στο εμπόριο ορισμένοι ανεμοθραύστες που στο πίσω μέρος τους φέρουν σχισμές εξαέρωσης. Αυτές οι σχισμές συμβάλλουν στη μείωση της οπισθέλκουσας (βλ. Σχ. 13δ), αποτρέπουν την αποκόλληση του ανεμοθραύστη και ελαχιστοποιούν το θόρυβο (σφύριγμα).

Σχήμα 30β: Τα αεροδυναμικά μάτια μπαίνουν σε βιτρίνες

Στο σχ. 30β βλέπουμε ότι η κάλυψη της εσοχής που φέρουν ορισμένα οχήματα στην περιοχή του προβολέα μπορεί να συμβάλλει σε μείωση του CD έως και 0.5%. Προσοχή όμως… Τα υλικά κάλυψης αυτής της περιο¬χής πρέπει να είναι ανθεκτικά στα χτυπήματα, στο χάραγμα και στη θερμοκρασία.

Πραγματική γωνία κλίσης οπίσθιου μπαρμπρίζ οχήματος τριών όγκων (notchback/νότσμπακ)

Σχήμα 31: Η γωνία κλίσης του πίσω παρμπρίζ δεν είναι αυτό που φαίνεται

Αφού η ροή του αέρα από την οροφή ενός notchback οχήματος επηρεάζεται από την καμπυλότητα της πίσω γωνίας της οροφής και το ύψος του πόρτ μπαγκάζ, η πραγματική γωνία κλίσης του πίσω κρυστάλλου είναι σχετικά μικρή. Επομένως, τροποποιώντας αυτήν την περιοχή, μπορούμε να κάνουμε το CD ενός "notchback" μικρότερο από αυτό ενός "fastback" (φάστμπακ).

Επίδραση προεξέχοντος αεροδυναμικού βοηθήματος στο οπίσθιο μέρος της οροφής

Σχήμα 33: Η θαυματουργή προεξοχή της οροφής

Μια, μετρίας αποτελεσματικότητας στο σχήμα της πίσω γωνίας, οροφή που είναι εφοδιασμένη με ένα ελαφρώς προεξέχον σπόιλερ μπορεί να συμβάλλει στη μείωση του CD και CLR του οπίσθιου τμήματος. Αυτή η εφαρμογή είναι πολύ πρακτική για τη μείωση του CD σε σχετικά μεγάλα αυτοκίνητα με γωνία κλίσης οπίσθιου μπαρμπρίζ μεγαλύτερη των 30 μοιρών. Από την άλλη πλευρά, αυτοκίνητα με σχεδόν κάθετο οπίσθιο κρύσταλλο έχουν την τάση να ανασηκώνουν μεγάλες ποσότητες σκόνης και βρωμιάς στο πίσω μέρος, κάνοντας τη χρήση του οπίσθιου υαλοκαθαριστήρα απαραίτητη για την εξασφάλιση καλής ορατότητας.

Η σχέση μεταξύ κλίσης οπίσθιου μπαρμπρίζ και σκόνης

Σχήμα 32: Τα αεροδυναμικά μυστικά της οπίσθιας υγιεινής του αυτοκινήτου σας

Οι στρόβιλοι που δημιουργούνται στο πίσω μέρος του αυτοκινήτου εναποθέτουν σημαντική ποσότητα σκόνης και βρωμιάς. Αν η γωνία α<ή=35°, πολύ μικρή ποσότητα σκόνης προσκολλάται στο πίσω μπαρμπρίζ, αλλά αν α> = 35°, μεγάλη ποσότητα σκόνης εναποτίθεται αρκετά εύκολα, προϋποθέτοντας την ύπαρξη πίσω υαλοκαθαριστήρα.

Χρήση σπόιλερ οροφής ίσου ή χαμηλότερου του ύψους της επιφάνειας οροφής

Σχήμα 34: Μια μικρή προέκταση με εκπληκτικά αποτελέσματα

Τοποθετώντας ένα σπόιλερ στη θέση που δείχνει το Σχ. 34 βοηθάμε στη δημιουργία ενός στατικού στροβίλου, βοηθώντας τη ροή του αέρα να περάσει από την οροφή προς τα κάτω, κατά μήκος του οπίσθιου μπαρπρίζ. Αυτή η εξέλιξη είναι εκπληκτική σε αυτοκίνητα με πραγματική κλίση οπίσθιου κρυστάλλου μικρότερη των 30° και σχετικά χαμηλό ολικό CD.

Επιδράσεις οπίσθιου σπόιλερ

Σχήμα 35: Το σπόιλερ προσγειώνει τις πίσω ρόδες σας

Ένα μετρίου ύψους οπίσθιο σπόιλερ είναι αποτελεσματικό για τη μείωση του CD και CLR (άνωση οπίσθιου τμήματος). Σύμφωνα με στοιχεία που έχουμε από την Nissan Motor, η προσθήκη οπίσθιου σπόιλερ αυξάνει την πίεση στο επάνω μέρος της οπίσθιας επιφάνειας του αμαξώματος.

Πως ένα οπίσθιο σπόιλερ μειώνει το CD και CLR;

Σχήμα 36: Πως λειτουργεί το πίσω σπόιλερ

Η ροή του αέρα κοντά στην περιοχή ύπαρξης ενός οπίσθιου σπόιλερ είναι σχεδόν στατική αναγκάζοντας την ανοδική ροή του αέρα να είναι επίσης στατική. Το αποτέλεσμα είναι η αύξηση της πίεσης (το ιδεώδες θα ήταν η αρνητική πίεση - άνωση - να γίνει θετική πίεση). Αυτή η θετική πίεση τότε ενεργεί σαν αρνητική οπισθέλκουσα και αρνητική άνωση, έχοντας ως αποτέλεσμα τη μείωση των CD και CLR.

Πως μπορούμε να αυξήσουμε την αποτελεσματικότητα ενός οπίσθιου σπόιλερ;

Σχήμα 37: Η διακριτικότητα του πίσω σπόιλερ αυξάνει την αποτελεσματικότητά του

Αφού το οπίσθιο σπόιλερ δημιουργεί θετική πίεση, αν είναι πολύ μεγάλο θ' αυξήσει την οπισθέλκουσα. Επομένως, όσο πιο διακριτικό είναι τόσο πιο αυξημένη είναι η προσφορά του στη μείωση του CD και CLR. Το μέγεθος, η κλίση και θέση του πρέπει να είναι απολύτως σωστή για το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα.
Τα πίσω σπόιλερ πρέπει να τοποθετούνται στα σημεία όπου η ταχύτητα της ροής του αέρα είναι υψηλή και η ύπαρξη στροβίλων είναι ανύπαρκτη. Κατ' αυτόν τον τρόπο ένα σπόιλερ μειώνει την ταχύτητα του αέρα που έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της πίεσης.

Επίδραση πίσω ποδιάς

Σχήμα 38: Η πίσω ποδιά δεν συνεπάγεται πάντα νοικοκυρεμένα

Τοποθετώντας «ποδιά» στο πίσω κάτω μέρος του στρώματος εμποδίζουμε την τάση του στρώματος του αέρος κάτω από το αμάξωμα να αντιστραφεί προς τα επάνω. Με τον τρόπο αυτό δίνουμε τη δυνατότητα στο στρώμα αέρος της επάνω επιφάνειας του αμαξώματος να κυλήσει ομαλά προς τα κάτω ακολουθώντας το σχήμα του αμαξώματος. Εμποδίζοντας την αναστροφή του κάτω στρώματος αέρος μειώνουμε επίσης την εναπόθεση σκόνης, λάσπης και διαφόρων σωματιδίων στο πίσω μέρος του οχήματος.
Αυτή η βελτίωση συνιστάται μόνο σε αυτοκίνητα με καλή αεροδυναμική και με CD και CL που δεν μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω με άλλον τρόπο. Θα πρέπει να τονίσουμε ότι η πίσω ποδιά δεν προσφέρει σχεδόν καμία βελτίωση στα αυτοκίνητα τριών όγκων (τύπου "νότσμπακ"). Για τα συγκεκριμένα οχήματα, μια ελαφριά κλίση προς τα επάνω του πίσω κάτω μέρους του αυτοκινήτου, ίσως και με τη χρήση ενός πολύ διακριτικού σπόιλερ, θεωρείται η καλύτερη δυνατή λύση.

Έχοντας προσπαθήσει να αναπτύξουμε σε γενικές γραμμές αλλά το δυνατόν πιο κατανοητά το τεράστιο θέμα της αεροδυναμικής των αυτοκινήτων και των αεροδυναμικών βοηθημάτων, θα πρέπει να επισημάνουμε ότι: τα αυτοκίνητα πρόσφατης τεχνολογίας επιδέχονται όλο και λιγότερες εκ των υστέρων επεμβάσεις για τη βελτίωση της αεροδυναμικής τους. Θα πρέπει επίσης να επισημάνουμε ότι, οι περισσότεροι κατασκευαστές, μέσα στα πλαίσια μιας άκρως καταναλωτικής κοινωνίας, προσφέρουν ευρεία γκάμα παρελκομένων (αξεσουάρ) και αεροδυναμικών βοηθημάτων για την αισθητική αλλά και δυναμική βελτίωση των μοντέλων τους μετά την πώληση. Με αυτά τα βοηθήματα εξοπλίζουν συνήθως τα μοντέλα υψηλών επιδόσεων της γκάμας τους. Θα πρέπει επίσης ν' αναφέρουμε ότι τα συγκεκριμένα βοηθήματα επιφέρουν σημαντικές και ουσιαστικές βελτιώσεις στα αυτοκίνητα αυτά, μια και είναι απόρροια εξαντλητικών ερευνών μέσα σε αεροδυναμικές σήραγγες.
Εκτός αυτού θα πρέπει να μας απασχολήσει εξίσου σοβαρά η αισθητική παράμετρος. Δεν θα πρέπει να ξεχνάμε ότι το κάθε αυτοκίνητο εκφράζει μια συγκεκριμένη σχεδιαστική φιλοσοφία αλλά και ένα στάδιο πολιτισμού για τη χώρα που το παράγει αλλά και τον άνθρωπο που το αγοράζει και το χρησιμοποιεί. Το κάθε ένα από αυτά εκφράζει ένα μείγμα σχεδιαστικών παραμέτρων που συνυπάρχουν αρμονικά. Η κάθε εταιρία προσδίδει ιδιαίτερη βαρύτητα σε ορισμένες από αυτές τις παραμέτρους, δημιουργώντας έτσι ένα προϊόν με τη δική του ταυτότητα και χαρακτηριστικά που το κάνουν να ξεχωρίζει από όλα τα υπόλοιπα. Για παράδειγμα, η Ρόλς Ρόϊς εκφράζεται από την αποκλειστικότητα και την πολυτέλεια, η BMW από την τεχνολογία, η Σάαμπ από την παθητική ασφάλεια, η CITROEN από την ιδιόρρυθμη αισθητική και την άνεση, η Φεράρι από τις πολύ υψηλές επιδόσεις, η Αλφα Ρομέο από την ιταλική φινέτσα και από τις επιδόσεις, η Τογιότα από την αξιοπιστία και η Φίατ από την ευελιξία και τη λειτουργικότητα. Θα πρέπει επομένως να λάβουμε υπόψη όλα αυτά πριν κάνουμε τις επιλογές μας επενδύοντας σημαντικά ποσά σ' αυτές. Και φυσικά, ας μην ξεχνάμε ποτέ ότι υπάρχουν πάντα οι ειδικοί και τα εξειδικευμένα μέσα. ενημέρωσης που θα μπορούσαν να σας βοηθήσουν στις επιλογές σας.

Σπόιλερ (Auto Express 147, 10/1979)

Συντάκτης: Ηλίας Χρηστέας

Πόσο διακοσμητικά και πόσο χρήσιμα;

Τα «σπόϊλερ» για τον αέρα κάτω από τον εμπρός προφυλακτήρα των αυτοκινήτων και οι αεροτομές ατό πίσω μέρος, έχουν γίνει τώρα τελευταία τα πιο εξεζητημένα είδη όπως ήταν παλαιότερα οι τροχοί από αλουμίνιο. Υπάρχουν όμως πολλά σπόϊλερ και αεροτομές, που κανείς δεν μπορεί να κατανοήσει τη λειτουργία τους και τη χρησιμότητά τους. Με τα σπόϊλερ και τις αεροτομές ασχολήθηκε πρόσφατα κάποιος μηχανικός της Τζένεραλ Μότορς, ο Φρανκ Σένκελ, και έριξε λίγο φως στην υπόθεση αυτή. Ο Φ. Σένκελ έχει ακόμη μία από τις πιο μεγάλες και πλούσιες σε έρευνα εταιρίες στο είδος αυτό, με δικά του τούνελ κ.λπ. κ.λπ. Πρόκειται για μια πρωτοτυπία γιατί σκεφθείτε ότι στην Αμερική κανείς από τους τρεις «υπερκολοσσούς» παραγωγής αυτοκινήτων δεν διαθέτει πραγματικό αεροδυναμικό τούνελ, αλλά μόνο μικρές αίθουσες όπου πειραματίζονται σε μικρά ομοιώματα των μοντέλων τους.
Για το λόγο αυτό ίσως τα πιο πολλά αμερικάνικα αυτοκίνητα, εκτός από τον όγκο και το βάρος τους, συμπεριφέρονται στον άνεμο όπως ένα… σπασμένο τούβλο. Ο Φ. Σένκελ πειραματίστηκε σε μοντέλα κλίμακας 3/8 και έβγαλε αρκετά συμπεράσματα τόσο για τα αυτοκίνητα, όσο και για το τί συμβαίνει στο χώρο της μηχανής και κάτω από το αμάξωμα. Πριν όμως δούμε τα αποτελέσματα, θα εξετάσουμε μερικά στοιχειώδη πράγματα.

Σχ. 1: Τι κάνει, ένα σπόϊλερ εμπρός: Το διάγραμμα δείχνει ότι μειώνει την πίεση του αέρα	Σχ. 2: Τα διαγράμματα της ροής του αέρα δείχνουν τι κάνει ένα σπόϊλερ. Στο δεύτερο σχήμα φαίνεται ότι το σπόϊλερ διώχνει περισσότερο αέρα πάνω από το καπό του αυτοκινήτου και προς το ψυγείο και λιγότερο από κάτω.

Κατ' αρχήν, αν η πίεση κάτω από ένα αντικείμενο μεταβάλλεται στον αέρα, και είναι μεγαλύτερη από την πίεση που υπάρχει πάνω από αυτό τότε δίνεται μία ώθηση προς τα επάνω.
Κάθε τι λοιπόν που ελαττώνει την πίεση κάτω από το αυτοκίνητο ή αυξάνει την πίεση επάνω του, βοηθά στο να μειωθεί η ώθηση. Αν λοιπόν μειώσουμε την πίεση πίσω από κάτι που κινείται, στον αέρα, θα μειώσουμε και την αντίστασή του στον αέρα. πιο συγκεκριμένα, αν ένα αντικείμενο έχει μικρή αεραντίσταση ή πίεση στο πίσω μέρος του δεν θα είναι πολύ μικρότερη από εκείνη στο εμπρός. Πρέπει όμως να δούμε ακόμα και το φαινόμενο «Βεντούρι»: Όταν ο αέρας που ρέει σταθερά αναγκάζεται να περάσει μέσα από μία στένωση αυξάνει την ταχύτητά του. για αυτό σύμφωνα με το νόμο της διατηρήσεως της ενέργειας, αύξηση της ταχύτητας ή κινητικής ενεργείας σημαίνει μείωση της ενεργειακής πιέσεως.
Φανταστείτε π.χ. ένα δοχείο γεμάτο αέρα που το έχουμε θερμάνει και έχει πλέον υψηλή πίεση. Η θερμότητα έχει αυξήσει τις κινητικές ενέργειες των μορίων του αέρα που συγκρούονται πια μεταξύ τους καθώς και με τα τοιχώματα του δοχείου και δημιουργούν υψηλή πίεση. Αν ο αέρας τώρα διαφύγει από το δοχείο ή κινητική ενέργεια θα μπορέσει να ληφθεί στην έξοδο του δοχείου, σαν πίεση. Συνεπώς όταν ή ταχύτητα αυξάνει η πίεση πέφτει. Ας έρθουμε όμως τώρα στα πειράματα, τα όποια έγιναν σε ένα μοντέλο κλίμακας 3/8 αλλά ειδικά σχεδιασμένο στο χώρο της μηχανής και στο εμπρός μέρος, για να βγουν συμπεράσματα για την ώθηση, την αντίσταση του αέρα και την κατανομή της πιέσεως. Μια διάτρητη οθόνη με 50 % στερεότητα, χρησιμοποιήθηκε αντί ψυγείου και ο χώρος της μηχανής ήταν κατασκευασμένος με επίπεδα τμήματα, ώστε να μετρηθεί η πίεσή του. Πάντως, στο σύνολο, ήταν όπως ο χώρος του κινητήρα και επί πλέον υπήρχαν διατάξεις όμοιες με τις αναρτήσεις και τις αυλακώσεις του πατώματος. Στο μοντέλο υπήρχαν ακόμα και αεροτομές, αλλά όχι τέτοιες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πράξη. Η περιοχή επάνω τους ήταν κλεισμένη και έτσι όλος ο αέρας πήγαινε μέσα στην κύρια είσοδο, πάνω από τον προφυλακτήρα. Οι αεροτομές αυτές μείωναν την εμπρός πίεση (Σχ. 1) ακόμα και οι μικρές,— αλλά γιατί; Εδώ χρησιμοποιείται η μέθοδος για να μετρηθεί η πίεση σε διαφορετικά σημεία του αμαξώματος. Οι μετρήσεις κάτω από το αμάξωμα δεν είναι τόσο εύκολες, επειδή υπάρχουν πολλές προεξοχές. Οι πιέσεις όμως κοντά στο έδαφος μπορούν να είναι τέτοιες ώστε να ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα. σε όλες τις περιπτώσεις, οι μετρήσεις που έγιναν δεν ήσαν οι απόλυτες, αλλά λαμβάνονταν υπ' όψη και άλλοι συντελεστές, όπως η στάθμη του αέρα, η στατική πίεση του αέρα κ.λπ
Η μείωση της αντιστάσεως του αέρα εμπρός από το αυτοκίνητο ήταν μία από τις πιο καταπληκτικές αλλαγές που επέφερε το σπόϊλερ. Όσο πιο μεγάλο ήταν το σπόϊλερ, τόσο πιο μεγάλη ήταν η μείωση. Οι αεροτομές μείωναν ακόμα την αντίστασή του αέρα επάνω στο καπό και στο χώρο της μηχανής. Αυτά συμβαίνουν επειδή ο αέρας παρεκτρέπεται πάνω από το αυτοκίνητο (σχ. 2) ενώ πριν πρόσκρουε (στο κάρτερ κ.λπ) και αύξανε την αντίσταση.
Η αντίσταση του αέρα μειώθηκε και στο κάτω μέρος του αυτοκινήτου. Η πιο μεγάλη όμως διαφορά στην αντίσταση του αέρα, πραγματοποιήθηκε ατό χώρο της μηχανής διότι -όταν δεν υπήρχε σπόϊλερ— ο αέρας που έμπαινε κάτω από το αυτοκίνητο «συγκρουόταν» με τον αέρα που έμπαινε για το σύστημα ψύξεως. με το σπόϊλερ η ροή αυξήθηκε κατά 25%. Τα πίσω σπόϊλερ επηρεάζουν επίσης την αντίστασή του αέρα και μειώνουν την πίεση (σχ. 3 και 4). Οι πιέσεις κάτω από το πίσω μέρος του αυτοκινήτου δεν άλλαξαν πολύ, αλλά το αυτοκίνητο παρουσίαζε καλύτερη ισορροπία.
Αυτά λοιπόν ήταν τα συμπεράσματα του μηχανικού Σένκελ για το σπόϊλερ. Και τώρα τα δικά μας. Είναι αλήθεια ότι τα σπόϊλερ προσφέρουν μία ευστάθεια, όπως επίσης και μείωση των θορύβων του αέρα, και πράγματι αξίζει να τοποθετηθούν αλλά μέχρις ενός σημείου. Οι αναγνώστες μας πρέπει να έχουν υπ' όψη τους ότι στην αγορά κυκλοφορούν και πολλά σπόϊλερ — αεροτομές που μάλλον βλάπτουν το αυτοκίνητο ή, εν πάση περιπτώσει, έχουν για μοναδικό σκοπό να δώσουν —οπτικά— ένα χαρακτήρα σπορ στο αυτοκίνητο και τίποτα άλλο. Κάθε αυτοκίνητο δέχεται έναν τύπο σπόϊλερ - αεροτομών και, αν σάς ενδιαφέρει, φροντίστε να βρείτε τα κατάλληλα για το δικό σας, συμβουλευόμενοι την αντιπροσωπεία σας ή κάποιον ειδικό.

Σχ. 3: Τα πίσω σπόιλερ αυξάνουν τη ροή πάνω από το πίσω παράθυρο και το χώρο αποσκευών και μειώνουν τα ρεύματα προς τα κάτω	Σχ. 4: Τα πίσω σπόϊλερ έχουν μικρή επίδραση στην αντίσταση του αέρα, αλλά μειώνουν αξιόλογα την πίεση πίσω.

 Πηγή: https://iceal.wikidot.com/aerodynamika-voithimata