آشنایی با تونل باد

تونل‌های باد برای شبیه‌سازی جریان‌های هوا یا سیالات روی بدنه وسایل نقلیه یا هر وسیله‌ای که در تماس و اصطکاک با محیط پیرامونی خود قرار می‌گیرد، به کار می‌روند. سابقه اولین تونل باد به سال 1871 برمی‌گردد. امروزه برای بهبود آئرودینامیک خودروها و در نتیجه کاهش مصرف سوخت و میزان آلایندگی و سروصدا از تونل‌های باد استفاده می‌شود.

فن‌های غول‌پیکر

همواره در تونل‌های باد یک یا چند فن الکتریکی وجود دارد که به منظور هدایت جریان هوا به داخل و یا خارج از محل آزمایش مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال فن تونل باد کمپانی GM (جنرال موتورز) قطری معادل ۴۳ فوت دارد؛ این عدد معمولاً برای سایر کمپانی‌ها معادل ۲۰ فوت و یا کمتر می‌باشد. بعضی از تونل‌ها، هوا را بارها در یک چرخه بسته به جریان در می‌آورند و از یک جبهه هوا چند مرتبه استفاده می‌نمایندنمایند (در اصطلاح: Göttingen type)؛ سایر تونل‌ها هوا را از یک طرف از اتاق‌های مجاور کشیده و پس از اتمام آزمایش از طرف دیگر آن را تخلیه می‌نمایند (در اصطلاح:Eiffel type).

الگوی سنجش

در زیر سطح هر تونل، دستگاه‌های سنجش دقیق، نیروها و گشتاورهای افقی (دِرگ) و عمودی (لیفت) وارد شده به اتومبیل مورد تست را اندازه گیری می‌کنند. سنسورهای دیگر، وظیفه ثبت دمای هوا و فشار در نقاط کلیدی را بر عهده دارند. علاوه بر نیروی الکتریکی که برای به حرکت در آوردن هواکش‌ها مورد نیاز است، در برخی از تونل‌ها، انرژی صرف حفظ کردن فشار و رطوبت هوای درون محل تست می‌شود.

انجام تست

تونل‌های باد بر حسب نیاز می‌توانند شرایط اتمسفری را معکوس نمایند؛ اتومبیل مورد تست، هنگام عبور جریان هوا از بالا و اطراف آن ساکن بوده، که این مطلب باعث بروز اختلال با سطح زمین می‌شود. برخی از تونل‌های باد، مشکل اختلاف سرعت با دنیای واقعی را توسط غلتک‌های متحرک مرتفع می‌کنند. این موضوع به خصوص در تست اتومبیل‌های “فرمول یک” که تأثیر سطح زمین بر روی عملکرد اتومبیل بسیار حیاتی می‌باشد، رایج است. سایر تونل‌ها نتایج خوب خود را با از بین بردن لایه ای از هوا که مهندسان هوافضا آن را “لایه مرزی” می‌نامند، به دست می‌آورند.

در لایه مرزی، سرعت جریان هوا از صفر بر روی سطح زمین تا حداکثر سرعت خود در بالاترین نقطه لایه متغیر است. هدف اصلی هر تونل هوا داشتن باریک‌ترین لایه مرزی ممکن است تا بتواند به بهترین شکل، شرایط یک اتومبیل در حال حرکت بر روی جاده را بازسازی نماید.