휘발유 가격이 상승함에 따라 자동차 제조업체는 연료 효율이 높은 자동차를 설계하는 데 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다.
공기 역학적 자동차 기능
연료 절약에 중요한 역할을 하는 자동차 디자인의 한 측면은 공기역학적 효율성입니다. 공기역학적으로 효율적일수록 주어진 속도로 이동하는 데 사용하는 연료가 줄어듭니다. 자동차가 빨리 움직일수록 공기 저항(항력)을 최소로 유지하는 것이 더 중요합니다.
자동차 모양의 공기역학적 효율성은 항력 계수(일반적으로 Cd 수치로 알려짐)로 측정됩니다. 예를 들어, 기류에 직각으로 유지되는 평판의 Cd는 1.25인 반면, 현재 가장 효율적인 생산 차량의 Cd는 약 0.28입니다.
그러나 이 Cd 수치는 자동차의 정면 면적을 고려하지 않기 때문에 자동차의 공기역학적 항력을 계산하는 데 자체적으로 사용할 수 없습니다. 전면.
실물 크기의 자동차와 같은 것의 축소 모델은 모두 동일한 Cd 수치를 갖지만 더 큰 버전은 정면 영역이 더 크기 때문에 속도를 높이려면 훨씬 더 많은 힘이 필요합니다.
이러한 이유로 중요한 수치는 CdA(전면 면적으로 곱한 항력 계수)이며, 이는 신체에 작용하는 총 항력 양을 나타냅니다. 따라서 두 차를 비교한다면 Cd가 아닌 CdA 수치를 비교해야 합니다.
자동차 제조업체는 풍동을 사용하여 자동차 프로토타입이 어떻게 작동하는지 확인합니다. 풍동에서 자동차가 정박하고 공기의 흐름이 자동차를 지나쳐 앞으로 운전할 때 충족되는 조건을 시뮬레이션합니다.
자동차는 자동차의 양쪽 끝에서 발생하는 다운포스 또는 리프트의 양을 기록하는 기기에 연결됩니다. 자동차를 지나는 공기의 흐름은 자동차 차체에 작은 양털 다발을 부착하거나 자동차를 지나는 연기를 내뿜어 눈에 띄게 만듭니다.
두 경우 모두 바람이 차 위로 흐를 때 이동하는 경로는 양모나 연기가 어떻게 작용하는지 알 수 있습니다. 연기는 또한 자동차 앞과 뒤의 공기 거동을 보여줍니다. 모직 털은 몸 위의 기류를 따라 배열되지만 차 앞이나 뒤의 공기 거동을 보여주지는 못합니다.
풍동에 있는 모델이나 자동차는 기류에 대해 다양한 각도로 회전할 수 있으므로 엔지니어는 측풍에서 차체 모양이 어떻게 동작하는지 확인할 수 있습니다.
압력의 중심은 바람이 작용하는 자동차 차체의 유효 지점입니다. 자동차의 압력 중심과 무게 중심(중력이 효과적으로 작용하는 자동차 내부의 지점)의 상대적 위치는 자동차의 안정성을 결정하는 데 중요합니다. 예를 들어 압력 중심이 앞쪽에 있는 경우 무게 중심에서 측면 바람은 차량을 코스에서 빗나가게 하는 경향이 있습니다(오른쪽). 차는 무게 중심이 무게 중심보다 약간 앞쪽에 있을 때 가장 안정적이며, 무게의 대부분이 앞쪽으로 향하는 전륜구동 자동차의 경우와 같습니다. 
이 두 요소의 상대적 높이도 중요합니다. 압력 중심과 무게 중심이 모두 자동차의 위쪽에 있는 경우 측면 바람으로 인해 자동차가 구르려는 경향이 있으며 극단적인 경우에는 뒤집힐 수 있습니다. 
자동차가 풍동에 설치되면 바람이 지나갈 때 고정된 바퀴에 자동차가 가하는 힘의 양으로 항력을 측정합니다. 수정이 이루어지면 드래그에 대한 영향을 측정하고 기록할 수 있습니다.
일반적으로 자동차 디자이너는 공기 중에 쉽게 미끄러질 것처럼 보이는 프로토타입을 제작했지만 공기 흡입구 및 도어 핸들과 같은 항목이 추가되면 효율성이 떨어집니다.
공기 흐름을 원활하게 하는 데 도움이 되는 일부 기능은 Vauxhall Astra와 같은 자동차에서 볼 수 있습니다. Astra는 공기를 통과할 수 있는 낮고 부드럽게 기울어진 코, 공기 흐름이 방해받지 않도록 주변 차체와 거의 같은 높이의 앞유리, 차체와 거의 같은 높이에 있는 측면 창, 최소한의 윤곽으로 휠 트림을 갖추고 있습니다.주의하십시오. 도어 핸들을 오목하게 만들고 아웃사이드 미러를 간소화하는 것과 같은 세부 사항에 주의를 기울이면 공기가 더 원활하게 흐르고 소용돌이가 형성되는 경향이 낮아져 공기 역학적 저항을 줄이는 데 도움이 됩니다.
현대식 공기역학 자동차에 사용되는 다른 기술로는 사용하지 않을 때 앞유리 와이퍼를 스커틀 패널 아래에 집어넣고, 전원을 껐을 때 자동차 앞부분에 꼭 맞는 팝업 헤드램프를 사용하고, 자동차 지붕 가장자리 주변의 돌출된 홈통을 제거하는 것이 있습니다. 세세한 부분까지 세심한 주의를 기울이면 공기 흐름을 만들어 후방 조명 렌즈를 깨끗하게 유지할 수도 있습니다.
공기 흐름이 좋다는 것은 차량이 안정된 상태를 유지하면서 최소한의 방해로 대기를 통과한다는 의미입니다. 안정성을 위해 차체 양쪽 끝에 일정한 양의 다운포스가 필요하지만 난기류는 이상적으로는 차량 뒤쪽에서 발생해야 합니다. 이렇게 하면 차량을 깨끗하게 유지하는 데에도 도움이 됩니다.
풍동은 큰 모터 구동 팬을 사용하여 자동차를 지나는 공기의 흐름을 빨아들여 정지된 공기를 빠른 속도로 주행하는 것을 시뮬레이션합니다. 차는 터널 중앙에 있는 압력 감지 패드에 놓여 있으며 터널 측면에 있는 보기 화면을 통해 엔지니어는 무슨 일이 일어나고 있는지 볼 수 있습니다.
자동차가 생산을 위해 개발될 때 원래 디자인의 공기역학적 순수성 중 일부는 일반적으로 손실됩니다. 비용을 이유로 변경하는 경우가 있습니다. 예를 들어, 부드러운 언더 트레이를 장착하면 자동차 모양의 효율성을 향상시킬 수 있지만 이 패널은 생산에 추가 비용이 들고 기어박스와 같은 구성 요소에 접근하기가 더 어려워질 수 있습니다.
다른 경우에는 더 넓은 타이어를 장착해야 하는 필요성과 같은 실용적인 고려 사항으로 인해 슬림 타이어 프로토타입보다 자동차가 공기역학적이지 않을 수 있습니다. 양산차의 경우 너무 생소한 기능이 포함된 경우 판매가 지연될 수 있습니다.
이것의 예는 Ford의 컨셉트카인 Probe의 페어링된 k 유선형 앞바퀴입니다. 프로브와 매우 유사하지만 페어링된 앞바퀴가 없는 시에라는 대중이 익숙해질 때까지 천천히 판매되었습니다. 앞바퀴가 페어링되어 있었다면 판매가 더 지연되었을 수 있습니다.
바람이 불지 않을 때 직선으로 공중에 미끄러지는 자동차를 설계하는 것은 상대적으로 쉽지만 측면에서 바람이 불거나 바람이 불 때 자동차가 안정적인지 확인하는 것이 더 어렵습니다. 고속으로 코너링을 하고 있어 차 측면에 힘이 가해집니다.
자동차 측면에는 풍압이 효과적으로 작용하는 기압 중심이라는 이론적인 지점이 있습니다. 압력의 중심과 힘의 균형에 주의함으로써 엔지니어는 보다 안정적인 자동차를 설계할 수 있습니다.
예를 들어, 압력 중심이 자동차의 무게 중심보다 훨씬 높은 경우 측풍으로 인해 자동차가 구르면서 라인에서 벗어나려고 합니다. 기압 중심이 차의 무게 중심보다 훨씬 앞쪽에 있으면 강하고 돌풍이 불어 차를 회전시켜 무게 중심을 앞에 둡니다.
그러나 압력 중심의 위치는 자동차의 속도 변화에 따라 이동하며, 경우에 따라 자동차 앞까지 이동하기도 한다. 해결책은 먼저 자동차의 무게 중심이 앞쪽으로 향하도록 하는 것입니다. 이것이 전륜구동 레이아웃이 인기 있는 이유 중 하나입니다.
차 뒤쪽으로 차체의 면적이 더 넓으면 압력 중심도 더 뒤쪽으로 유지되는 경향이 있습니다. 과거의 일부 레이싱 카에는 뒤쪽으로 면적을 늘려 속도에서 안정성을 향상시킨 테일핀이 있었습니다. 공기를 잘 통과하게 하는 낮고 경사진 보닛 라인은 또한 차량 전면의 측면 영역을 유지하는 데 도움이 됩니다.
