Բ໐ՐງēԵ๓Ēຖ໐Ե
کاربر نگاه دانلود
- عضویت
- 2016/09/09
- ارسالی ها
- 2,059
- امتیاز واکنش
- 16,497
- امتیاز
- 696
به غیر از مدت زمان مربوط به دهه‌های 60 و 70 میلادی، مهندسین و رانندگان بریتانیایی عموماً نقشی اساسی و عمده در زمینه طراحی و ساخت اتومبیل‌های پرسرعت و ثبت رکوردهای گوناگون و جالب‌توجه داشته‌اند که در این زمینه می‌توان به رکورد Lydston Hornsted و دستیابی به سرعت 200 کیلومتر بر ساعت به‌وسیله‌ی خودروی بنز 3 در حدود 100 سال پیش و رکورد Andy Green و سبقت وی از سرعت صوت با دستیابی به سرعتی معادل با 1228 کیلومتر بر ساعت در سال 1997 توسط اتومبیل ثراست اس‌اس‌سی (Thrust SSC) اشاره کرد.
Bloodhound SSC rocket
اما امروز خودروسازان و مهندسین صنعت اتومبیل‌سازی در حال تلاش به جهت ساخت و ارائه‌ی اتومبیل و یا جت زمینی‌ای با نام بلودهاوند اس‌اس‌سی (Bloodhound SSC) با قابلیت سرعتی معادل با 1610 کیلومتر بر ساعت هستند و بنا به پیش‌بینی‌های صورت گرفته این اتومبیل تا سال 2016 متولد خواهد شد و اقدامات مربوط به ساخت این جت زمینی در آفریقای جنوبی و بخش Hakskeen Pan با مهیا کردن مسیری به طول 19.5 کیلومتر و عرض 3.21 کیلومتر آغاز شده است.
از دیگر اهداف این پروژه گسترش توانایی‌های مربوط به مهندسین و دانشمندان بریتانیایی در سراسر دنیا و توسعه‌ی تکنولوژی‌های جدید و به دنبال آن توسعه و پیشرفت شرایط اقتصادی اروپا و به‌ویژه بخش بریتانیا و صنعت خودرو در این بخش می‌باشد.
نحوه‌ی پایداری این جت زمینی بر روی زمین
طی نشستی که در حدود 7 سال پیش با آقایان رون آیرس و ریچارد نوبل به عنوان اولین هدایت‌کنندگان اتومبیل ثراست اس‌اس‌سی برگزار گردید ایده‌ها و چالش‌های آیرودینامیکی مربوط به طراحی یک اتومبیل با سرعتی معادل با 1610 کیلومتر بر ساعت مورد بحث و بررسی قرار گرفت و دیری نپایید که تصویر زیر در دانشگاه سوانسی ارائه گردید.
تصویری از طراحی هنرمندانه‌ی اتومبیلی با نام Bloodhound LSR
مسئله‌ی کلیدی و اساسی برای شروع طراحی Bloodhound LSR چگونگی ایجاد پایداری این جت زمینی و نگهداری آن بر روی سطح زمین بود! مسلماً این موضوع بسیار حائز اهمیت بود چرا که از نظر آیرودینامیکی اتومبیلی با این سرعت دقیقاً مانند یک هواپیما تمایل به برخاستن از روی سطح زمین را خواهد داشت. برای مثال جالب است بدانیم که یک هواپیمای مسافربری معمولی در سرعت 241.5 کیلومتر بر ساعت به هوا می‌پرد. باید توجه داشت که برای اتومبیلی با سرعت 1610 کیلومتر بر ساعت کوچک‌ترین مشکل و یا نقص آیرودینامیکی منجر به بروز یک فاجعه خواهد شد. برای نمونه‌ی می‌توان به تلاش Donald Campbell به جهت دستیابی به رکورد دریاچه واتراسپید در سال 1967 اشاره داشت که پیامد فاجعه‌آمیزی را به همراه داشت.
در طول قرن گذشته پیشرفت تکنولوژی و افزایش میران شجاعت رانندگان منجر به ثبت رکوردهای سرعت جالب‌توجهی شده است، هرچند که رکورد اولیه توسط یک اتومبیل برقی به ثبت رسانده می‌شد و اغلب رکوردهای به ثبت رسیده طی نیمه‌ی اول قرن پس از آن توسط موتورهای پیستونی به ثبت رسیدند. این موتورهای احتراق داخلی هم اکنون تقریباً در تمامی اتومبیل‌های مدرن دیزلی و بنزینی دیده می‌شوند که با استفاده از این نوع موتورها رکورد سرعت را نهایتاً می‌توان تا 644 کیلومتر بر ساعت افزایش داد.
برای افزایش سرعت نیاز به تولید قدرت مضاعفی می‌باشد و این موضوع دقیقاً توجه مهندسین را به سوی موتورهای جت و موشک جلب نمود و در این میان با بالا رفتن میزان سرعت توجه به مبارزه و تقلیل نیروی اصطکاک ناشی از باد و هوا بسیار مورد اهمیت و بررسی قرار گرفت و از این‌رو آئرودینامیک خودرو به جهت دستیابی به سرعت بسیار بالا از مهم‌ترین عوامل مؤثر در روند تحقق این امر و ثبت رکوردهای جدید سرعت قرار گرفت.
سریع‌تر، قوی‌تر و صیقلی‌تر
علم آئرودینامیک در واقع روند حرکتی و گردشی هوا و باد در اطراف بدنه‌ی اتومبیل و نیروهای ایجاد شده توسط این هوا و مقاومت و اصطکاک شکل هوا در روند حرکتی اتومبیل را مورد بررسی قرار می‌دهد. معادلات ریاضی که این پدیده را تجزیه و تحلیل می‌کنند بسیار پیچیده هستند، اما با اختراع و پیشرفت کارایی ابررایانه‌ها طی چند دهه‌ی گذشته تقریباً تمامی مطالعات و بررسی‌های آیرودینامیکی می‌بایست در روند آزمایشات تست‌های مربوط به سرعت و تونل‌های باد مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرند.
بنابراین، امروزه با استفاده از این رایانه‌ها می‌توانیم مدل‌های بسیار دقیق و حساب شده‌ای از معادلات آیرودینامیکی داشته باشیم. این رایانه‌ها می‌توانند مدل‌های مجازی دقیقی از روند عملکرد تونل‌های بادی و هوایی بکار گیری شده در اختیار کاربران و مهندسین قرار دهند. جریان و گردش هوا می‌بایست دقیقاً در قسمت بی‌نظم توربولانس و با طول‌موج‌های کوتاه در بازه‌های زمانی اندک طراحی گردد.
در زمانی که این موضوع مورد بررسی قرار گرفت مهندسین دریافتند که طراحی دماغه‌ی جلویی اتومبیل به سمت پایین در واقع مشکل اصلی و واقعی نیست و نشان داده شد که فقط در شرایطی ایجاد ارتفاع در دماغه‌ی اتومبیل صحیح می‌باشد که از متعادل بودن جریان هوا در قسمت زیرین و بالایی دماغه و در اصطلاح خنثی بودن جریان هوا در این دو بخش اطمینان حاصل به عمل آید. در واقع مشکل اصلی, نگه‌داشتن بخش عقب خودرو بر روی زمین در اثر امواج ضربه‌ای ایجاد شده بر سیستم تعلیق و چرخ‌ها است.
این نوع رفتارهای آیرودینامیکی پیش‌بینی‌نشده, دانشمندان و مهندسین را مجبور به 6 ماه مطالعه و بررسی و سعی در بهینه‌سازی سیستم تعلیق عقب کرد که نتیجه‌ی این مطالعات طراحی اختصاصی سیستم “دلتا فیرینگ” بوده است که به تازگی در مجله‌ی مهندسی اتومبیل منتشر گردید. این اختراع به شکل مؤثر و دقیقی از قاعده و بخش زیرین خودرو در قبال فشار بالای ایجاد شده بر روی چرخ‌های عقب در زمانی که اتومبیل سرعت زیادی دارد, حفاظت می‌نماید. در واقع بدون وجود سیستم “دلتا فیرینگ” در اتومبیل بلودهاوند مسلماً این خودرو نیز دچار فاجعه و سرنگونی خواهد شد.
Bloodhound SSC rocket
مشکلات پیش‌بینی نشده
طی مذاکرات اولیه‌ی انجام شده, میزان دشواری و سختی ایجاد مجرای مصرف دوگانه و مجزا در طراحی اصلی به جهت تزریق میزان هوای مناسب به کمپرسور موتور جت EJ200 در طول تمامی رنج‌های سرعتی پیش‌بینی نشده بود. این موضوع نهایتاً منجر به ایجاد مجرای مصرف تک‌گانه گردید.
طی روزهای اولیه‌ی طراحی هیچ ایده‌ای در مورد چگونگی پایدار ساختن این خودرو وجود نداشت و این موضوع بدین معنا بود که ایده‌ی درستی در مورد سایز و اندازه‌ی مناسب باله‌ها به جهت ایجاد پایداری طی سرعت بسیار بالای ایجاد شده وجود نداشت.
اولین طراحی‌های آیرودینامیکی بر اساس این سؤال بودند که شکل خارجی و ظاهری این اتومبیل می‌بایست به چه شکل باشد؟ و با تصور و ملاک قرار دادن سرعتی معادل با 1610 کیلومتر بر ساعت, از نتایج و محاسبات مبتنی بر عملکرد آیرودینامیکی به دست آمده توسط رایانه‌ها شگفت‌آور و سورپرایز کننده بودند و تلاش برای درک و پاسخگویی به این موضوع توسط مهندسین و دانشمندان ادامه داشت و بنا به اظهارات آن‌ها این موضوع به یک عامل خسته‌کننده‌ی اعصاب تبدیل شده بود. از این‌رو مشارکت‌های عمده در جلسات و نشست‌های طراحی و مهندسی آغاز گردید.
تصویرسازی اخیر از جریان و گردش Bloodhound CFD نشان‌دهنده‌ی نوارهای جریانی برجستگی‌های فشاری می‌باشد.
تصویر ذیل تکامل طراحی ارائه شده از سال 2007 تاکنون را نشان می‌دهد. نکته‌ای که در این تکامل طراحی مشخص است سعی در طراحی به صورتی بهینه و موشک مانند می‌باشد. وسعت مربوط به تغییر شکل‌های هندسی در حال کاهش است که این موضوع کاملاً محسوس می‌باشد. اما نکته‌ی مهم‌تر این است که اثرات آیرودینامیکی ناشی از تغییر شکل در قسمت بیرونی به شکل فزاینده‌ای قابل پیش‌بینی و تجزیه و تحلیل شده است.
روند تکامل طراحی شکل بیرونی مربوط به Bloodhound CFD از پیکربندی 0 الی 12
در واقع با تغییرات اخیر اعمال شده بر روی این اتومبیل تأثیر عملکرد آیرودینامیکی در این اتومبیل با اطمینان خاطر پیش‌بینی شده و توسط شبیه‌سازهای کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفته است و در مجموع از نظر شرایط آیرودینامیکی در نقطه‌ای بسیار خوشحال‌کننده و امیدبخش هستیم.
سطوح جریان و استریم منجر به تسخیر جریان‌های پیچیده پایین‌دست در Bloodhound CFD و استفاده به عنوان یک ترمز بادی گردیده است.
[jwplayer mediaid=”74116″]
با نزدیک شدن به شرایط مربوط به تست و آزمایشات خودرویی که در سال 2015 انجام خواهد شد, سؤالی که به وجود می‌آید امکان ادامه یافتن این پیش‌بینی‌های دقیق می‌باشد و چنانچه بخواهیم دیدی دقیق و واقع‌گرایانه به موضوع داشته باشیم امیدوار بودن و تکیه کردن بر محاسبات و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای در برخی از موارد امری کاملاً عملی و واقع‌گرایانه نمی‌باشد. در حال حاضر کاری که می‌توانیم انجام دهید صبر کردن تا زمان آماده‌سازی جت زمینی Bloodhound و ثبت رکورد جدیدی در سرعت است. []
Bloodhound SSC rocket
اما امروز خودروسازان و مهندسین صنعت اتومبیل‌سازی در حال تلاش به جهت ساخت و ارائه‌ی اتومبیل و یا جت زمینی‌ای با نام بلودهاوند اس‌اس‌سی (Bloodhound SSC) با قابلیت سرعتی معادل با 1610 کیلومتر بر ساعت هستند و بنا به پیش‌بینی‌های صورت گرفته این اتومبیل تا سال 2016 متولد خواهد شد و اقدامات مربوط به ساخت این جت زمینی در آفریقای جنوبی و بخش Hakskeen Pan با مهیا کردن مسیری به طول 19.5 کیلومتر و عرض 3.21 کیلومتر آغاز شده است.
از دیگر اهداف این پروژه گسترش توانایی‌های مربوط به مهندسین و دانشمندان بریتانیایی در سراسر دنیا و توسعه‌ی تکنولوژی‌های جدید و به دنبال آن توسعه و پیشرفت شرایط اقتصادی اروپا و به‌ویژه بخش بریتانیا و صنعت خودرو در این بخش می‌باشد.
نحوه‌ی پایداری این جت زمینی بر روی زمین
طی نشستی که در حدود 7 سال پیش با آقایان رون آیرس و ریچارد نوبل به عنوان اولین هدایت‌کنندگان اتومبیل ثراست اس‌اس‌سی برگزار گردید ایده‌ها و چالش‌های آیرودینامیکی مربوط به طراحی یک اتومبیل با سرعتی معادل با 1610 کیلومتر بر ساعت مورد بحث و بررسی قرار گرفت و دیری نپایید که تصویر زیر در دانشگاه سوانسی ارائه گردید.
تصویری از طراحی هنرمندانه‌ی اتومبیلی با نام Bloodhound LSR
مسئله‌ی کلیدی و اساسی برای شروع طراحی Bloodhound LSR چگونگی ایجاد پایداری این جت زمینی و نگهداری آن بر روی سطح زمین بود! مسلماً این موضوع بسیار حائز اهمیت بود چرا که از نظر آیرودینامیکی اتومبیلی با این سرعت دقیقاً مانند یک هواپیما تمایل به برخاستن از روی سطح زمین را خواهد داشت. برای مثال جالب است بدانیم که یک هواپیمای مسافربری معمولی در سرعت 241.5 کیلومتر بر ساعت به هوا می‌پرد. باید توجه داشت که برای اتومبیلی با سرعت 1610 کیلومتر بر ساعت کوچک‌ترین مشکل و یا نقص آیرودینامیکی منجر به بروز یک فاجعه خواهد شد. برای نمونه‌ی می‌توان به تلاش Donald Campbell به جهت دستیابی به رکورد دریاچه واتراسپید در سال 1967 اشاره داشت که پیامد فاجعه‌آمیزی را به همراه داشت.
در طول قرن گذشته پیشرفت تکنولوژی و افزایش میران شجاعت رانندگان منجر به ثبت رکوردهای سرعت جالب‌توجهی شده است، هرچند که رکورد اولیه توسط یک اتومبیل برقی به ثبت رسانده می‌شد و اغلب رکوردهای به ثبت رسیده طی نیمه‌ی اول قرن پس از آن توسط موتورهای پیستونی به ثبت رسیدند. این موتورهای احتراق داخلی هم اکنون تقریباً در تمامی اتومبیل‌های مدرن دیزلی و بنزینی دیده می‌شوند که با استفاده از این نوع موتورها رکورد سرعت را نهایتاً می‌توان تا 644 کیلومتر بر ساعت افزایش داد.
برای افزایش سرعت نیاز به تولید قدرت مضاعفی می‌باشد و این موضوع دقیقاً توجه مهندسین را به سوی موتورهای جت و موشک جلب نمود و در این میان با بالا رفتن میزان سرعت توجه به مبارزه و تقلیل نیروی اصطکاک ناشی از باد و هوا بسیار مورد اهمیت و بررسی قرار گرفت و از این‌رو آئرودینامیک خودرو به جهت دستیابی به سرعت بسیار بالا از مهم‌ترین عوامل مؤثر در روند تحقق این امر و ثبت رکوردهای جدید سرعت قرار گرفت.
سریع‌تر، قوی‌تر و صیقلی‌تر
علم آئرودینامیک در واقع روند حرکتی و گردشی هوا و باد در اطراف بدنه‌ی اتومبیل و نیروهای ایجاد شده توسط این هوا و مقاومت و اصطکاک شکل هوا در روند حرکتی اتومبیل را مورد بررسی قرار می‌دهد. معادلات ریاضی که این پدیده را تجزیه و تحلیل می‌کنند بسیار پیچیده هستند، اما با اختراع و پیشرفت کارایی ابررایانه‌ها طی چند دهه‌ی گذشته تقریباً تمامی مطالعات و بررسی‌های آیرودینامیکی می‌بایست در روند آزمایشات تست‌های مربوط به سرعت و تونل‌های باد مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرند.
بنابراین، امروزه با استفاده از این رایانه‌ها می‌توانیم مدل‌های بسیار دقیق و حساب شده‌ای از معادلات آیرودینامیکی داشته باشیم. این رایانه‌ها می‌توانند مدل‌های مجازی دقیقی از روند عملکرد تونل‌های بادی و هوایی بکار گیری شده در اختیار کاربران و مهندسین قرار دهند. جریان و گردش هوا می‌بایست دقیقاً در قسمت بی‌نظم توربولانس و با طول‌موج‌های کوتاه در بازه‌های زمانی اندک طراحی گردد.
در زمانی که این موضوع مورد بررسی قرار گرفت مهندسین دریافتند که طراحی دماغه‌ی جلویی اتومبیل به سمت پایین در واقع مشکل اصلی و واقعی نیست و نشان داده شد که فقط در شرایطی ایجاد ارتفاع در دماغه‌ی اتومبیل صحیح می‌باشد که از متعادل بودن جریان هوا در قسمت زیرین و بالایی دماغه و در اصطلاح خنثی بودن جریان هوا در این دو بخش اطمینان حاصل به عمل آید. در واقع مشکل اصلی, نگه‌داشتن بخش عقب خودرو بر روی زمین در اثر امواج ضربه‌ای ایجاد شده بر سیستم تعلیق و چرخ‌ها است.
این نوع رفتارهای آیرودینامیکی پیش‌بینی‌نشده, دانشمندان و مهندسین را مجبور به 6 ماه مطالعه و بررسی و سعی در بهینه‌سازی سیستم تعلیق عقب کرد که نتیجه‌ی این مطالعات طراحی اختصاصی سیستم “دلتا فیرینگ” بوده است که به تازگی در مجله‌ی مهندسی اتومبیل منتشر گردید. این اختراع به شکل مؤثر و دقیقی از قاعده و بخش زیرین خودرو در قبال فشار بالای ایجاد شده بر روی چرخ‌های عقب در زمانی که اتومبیل سرعت زیادی دارد, حفاظت می‌نماید. در واقع بدون وجود سیستم “دلتا فیرینگ” در اتومبیل بلودهاوند مسلماً این خودرو نیز دچار فاجعه و سرنگونی خواهد شد.
Bloodhound SSC rocket
مشکلات پیش‌بینی نشده
طی مذاکرات اولیه‌ی انجام شده, میزان دشواری و سختی ایجاد مجرای مصرف دوگانه و مجزا در طراحی اصلی به جهت تزریق میزان هوای مناسب به کمپرسور موتور جت EJ200 در طول تمامی رنج‌های سرعتی پیش‌بینی نشده بود. این موضوع نهایتاً منجر به ایجاد مجرای مصرف تک‌گانه گردید.
طی روزهای اولیه‌ی طراحی هیچ ایده‌ای در مورد چگونگی پایدار ساختن این خودرو وجود نداشت و این موضوع بدین معنا بود که ایده‌ی درستی در مورد سایز و اندازه‌ی مناسب باله‌ها به جهت ایجاد پایداری طی سرعت بسیار بالای ایجاد شده وجود نداشت.
اولین طراحی‌های آیرودینامیکی بر اساس این سؤال بودند که شکل خارجی و ظاهری این اتومبیل می‌بایست به چه شکل باشد؟ و با تصور و ملاک قرار دادن سرعتی معادل با 1610 کیلومتر بر ساعت, از نتایج و محاسبات مبتنی بر عملکرد آیرودینامیکی به دست آمده توسط رایانه‌ها شگفت‌آور و سورپرایز کننده بودند و تلاش برای درک و پاسخگویی به این موضوع توسط مهندسین و دانشمندان ادامه داشت و بنا به اظهارات آن‌ها این موضوع به یک عامل خسته‌کننده‌ی اعصاب تبدیل شده بود. از این‌رو مشارکت‌های عمده در جلسات و نشست‌های طراحی و مهندسی آغاز گردید.
تصویرسازی اخیر از جریان و گردش Bloodhound CFD نشان‌دهنده‌ی نوارهای جریانی برجستگی‌های فشاری می‌باشد.
تصویر ذیل تکامل طراحی ارائه شده از سال 2007 تاکنون را نشان می‌دهد. نکته‌ای که در این تکامل طراحی مشخص است سعی در طراحی به صورتی بهینه و موشک مانند می‌باشد. وسعت مربوط به تغییر شکل‌های هندسی در حال کاهش است که این موضوع کاملاً محسوس می‌باشد. اما نکته‌ی مهم‌تر این است که اثرات آیرودینامیکی ناشی از تغییر شکل در قسمت بیرونی به شکل فزاینده‌ای قابل پیش‌بینی و تجزیه و تحلیل شده است.
روند تکامل طراحی شکل بیرونی مربوط به Bloodhound CFD از پیکربندی 0 الی 12
در واقع با تغییرات اخیر اعمال شده بر روی این اتومبیل تأثیر عملکرد آیرودینامیکی در این اتومبیل با اطمینان خاطر پیش‌بینی شده و توسط شبیه‌سازهای کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفته است و در مجموع از نظر شرایط آیرودینامیکی در نقطه‌ای بسیار خوشحال‌کننده و امیدبخش هستیم.
سطوح جریان و استریم منجر به تسخیر جریان‌های پیچیده پایین‌دست در Bloodhound CFD و استفاده به عنوان یک ترمز بادی گردیده است.
[jwplayer mediaid=”74116″]
با نزدیک شدن به شرایط مربوط به تست و آزمایشات خودرویی که در سال 2015 انجام خواهد شد, سؤالی که به وجود می‌آید امکان ادامه یافتن این پیش‌بینی‌های دقیق می‌باشد و چنانچه بخواهیم دیدی دقیق و واقع‌گرایانه به موضوع داشته باشیم امیدوار بودن و تکیه کردن بر محاسبات و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای در برخی از موارد امری کاملاً عملی و واقع‌گرایانه نمی‌باشد. در حال حاضر کاری که می‌توانیم انجام دهید صبر کردن تا زمان آماده‌سازی جت زمینی Bloodhound و ثبت رکورد جدیدی در سرعت است. []
