نفق الهواء

الموضوع في 'النقاش العام حول الفورمولا1' بواسطة Valentino 46, بتاريخ ‏4/1/13.

  1. Valentino 46

    Valentino 46 مشرف

    إنضم إلينا في:
    ‏9/5/11
    المشاركات:
    2,887
    الإعجابات المتلقاة:
    935
    السلام عليكم ورحمة الله تعالى و بركاته​
    ،،​
    [​IMG]
    في عالم الفورمولا1 يوجد ثلاثة طرق للقيام بتجريب قطع جديدة :

    التجريب المباشر على السيارة في التجارب الحرة ، أو باستخدام الحاسوب بتقينة الـ CFD و الطريقة الأخيرة هي استخدام نفق الهواء ،

    نفق الهواء هو أكثر العناصر التي تم الحديث عنها طوال الموسم الماضي و بداية الموسم الحالي لذلك سأتحدث عنه في هذا الموضوع و عن كيفية القيام بالقياسات في نفق الهواء بالإضافة لأهمية ذلك لفرق الفورمولا1 و على رأسها فريق الفيراري اللذي عانى طوال الموسم الماضي من نفق هوائه و فشله في الوصول إلى تطابقات بين نتائجه و النتائج الواقعية التي يحصل عليها الفريق في الحلبة . بسبب ذلك قام فريق الفيراري بإغلاق نفق الهواء الخاص به لإعادة ضبط معاييره و فحص كل شيء بشكل دقيق و استدعاء مستشارين من عالم الطيران للبحث عن مصدر المشكلة و إصلاحه هذا بطبيعة الحال هو كلام لا يمكن إثباته لوجود إشاعات أخرى تشير بأن الفريق يفكر في بناء نفق جديد كلياً هذا الإستثمار كبير جداً فنحن نتحدث عن تكلفة تتراوح ما بين الـ 40 إلى 50 مليون دولار أمريكي بالإضافة لكونها تأخذ الكثير من الوقت في التصميم و البناء الدقيق .

    بصرف النظر عن تكلفة نفق الهواء فإن الفرق مجبرة على استخدام نماذج سيارات داخل نفق الهواء لا يتجاوز حجمها 60% من حجم السيارة الحقيقية و سرعة أرضية لا تزيد عن 50م/ثا أي 180 كم/سا .

    بما أن حجم السيارة الموجودة في نفق الهواء و السيارة الحقيقية مختلف فإن ذلك يستدعي القيام بحسابات رياضية للوصول للأحجام الحقيقية المصممة للسيارة من أشهر الحسابات المستخدمة رقم راينولد (Reynolds) ما يعني أن هناك تقريبات و نسبة الخطأ و لو ضعيفة جداً تبقى موجودة.

    الصورة التالية عبارة عن جدول بأرقام وهمية كمثال عن القياسات التي يقوم بها نفق الهواء و البيانات التي يمكن جمعها ، نقطة أخرى و هي أنه على المهندسين العمل بشكل سريع لأن تكلفة العمل داخل نفق الهواء عالية و المدة محددة أيضاً ضمن قواعد .

    [​IMG]

    تحليل معطيات الجدول :

    1- "Lift" أي الرفع و في حالتنا هنا هي عبارة عن قيمة الداونفورس و بما أنها في الإتجاه المعاكس للرفع فإشارتها سلبية في هذا المثال قيمتها محسوبة بالنيوتن متر 'Nm' في بعض الأحيان يتم حسابها بالكغ و ذلك راجع لنوعية أجهزة القياس المركبة في نفق الهواء .
    2- "Drag" و هو قيمة قوة السحب أي قوة احتكاك السيارة مع الهواء .
    3- "L : D" هو قيمة نسبة الداونفورس على قوة السحب ، هو أهم عامل يتم التركيز عليه لأنه يحدد كمية الداونفورس التي يجب على المهندسين توليدها دون أن يرفعو من قيمة قوة السحب على السيارة لذلك فإن النسبة بينهما مهمة جداً .
    4-"Drag Power" و هو قيمة القوة الحصانية اللازمة للسيارة لكي تتغلب على قوة السحب المولدة من السيارة في سرعة معينة .
    5- الخانات الثلاثة التالية FY,FX,FZ هي قيمة العزوم التي تولدها السيارة في أقسام مختلفة من السيارة ، يتم حسابها لجعل السيارة أكثر توازناً من الناحية الأيروديناميكية بالنسبة لمركز ثقلها الذي يمر به ثلاثة معالم ( أفقي ، عمودي ، جانبي )

    [​IMG]

    6-"LF" الخانة الأخيرة تتمثل في حساب القوة العمودية المطبقة على نظام التعليق الأمامي و يمكن حسابها أيضاً في الجزء الخلفي .

    هذه هي أهم النقاط التي يمكن حسابها من نفق الهواء و من خلال بتطبيقات رياضية يمكن القيام بحسابات كثيرة أخرى للحصول على المزيد من المعلومات التي تتيح للمهندسين معرفة تصرف السيارة في ظروف معينة و ذلك يعتبر مهم لأنه سيحدد الجزء اللذي سيركز عليه أي فريق لتطوير سيارته أكثر و بشكل أفضل و دقيق .


    نفق التويوتـا :​

    [​IMG]

    النقطة الثانية التي سنتحدث عنها هي قلب حديث مجتمع الفومولا1 حالياً و هي نفق هواء التويوتا الموجود في كولونيا ، النفق معروف لأنه ارتبط بالفيراري مؤخراً و هو مستخدم من المكلارن أيضاً .
    هذه المنشأة الفنية المتطورة تحتوى على نفقين للهواء واحد يستخدم مجسم حقيقي للسيارات و آخر يعمل بمجسم الـ 60% المستخدم للفورمولا1 . كلاهما يستخدم أرضية حديدية متحركة تصل سرعتها إلى 70 م/ثا بالإضافة لدقة كبيرة في القياسات لاحتواء كل منشأة على 512 جهاز لقياس نسبة ضفط الهواء على السيارة بالإضافة لإمكانية استخدام نظام متطور جداً يسمى Particle Image Velocimetry system المعروف اختصارا بـ PIV و هي عبارة عن موجة ضويئة من الليزر يتم توجيهها لأي قطعة بحيث يكون مسار الليزر متلامس مع كل تضاريس القطعة ، تستخدم هذه التكنلوجيا للتحقق من نتائج محاكات الكمبيوتر الـ CFD . من فوائد هذه التكنولوجيا هو توفير الوقت و الحصول على النتائج بشكل فوري و مباشر دون الحاجة للإنتظار ساعات طويلة مع المحاكات بالإضافة لأنه و بمجرد الإنتهاء من العملية ليس هناك داعي لتنضيف المجسم من السوائل كما يحدث في التجارب الحرة مثلاً . خلال التجارب يتم التقاط الصور من قبل حاسوب يقوم بعدها بواسطة برنامج خاص بتحليلها و تقديم المعطيات للمهندسين .

    الصورة التالية توضح كيف يكون مسار الليزر بواسطة هذه التكنولوجيا

    [​IMG]
    ,
     
    سامر البدري ،mohf1 ،Dr.ayman و 2آخرون معجبون بهذا.
  2. ميسون قطيفان

    ميسون قطيفان سائق مبتدئ

    إنضم إلينا في:
    ‏9/7/11
    المشاركات:
    1,402
    الإعجابات المتلقاة:
    1,003
    لكن عندي سؤال، لماذا تم تحديد أن النموذج المستخدم 60% من حجم السيارة؟
    أتوقع أن يكون هناك فرق كبير بين إستخدام الحجم الحقيقي 100% أو 60%، كون الأصغر سيتأثر أكثر بأي إضطراب ولو كان صغيراً في الوسط المحيط، لا أعرف مدى صحة هذا الأمر، فما رأيك؟
     
    أعجب بهذه المشاركة سامر البدري
  3. سامر البدري

    سامر البدري سائق مبتدئ

    إنضم إلينا في:
    ‏26/5/11
    المشاركات:
    2,617
    الإعجابات المتلقاة:
    2,478
    ممتع جدا عزيزي موضوع مهم فعلا تحياتي
     
  4. سامر البدري

    سامر البدري سائق مبتدئ

    إنضم إلينا في:
    ‏26/5/11
    المشاركات:
    2,617
    الإعجابات المتلقاة:
    2,478
  5. Valentino 46

    Valentino 46 مشرف

    إنضم إلينا في:
    ‏9/5/11
    المشاركات:
    2,887
    الإعجابات المتلقاة:
    935
    أهلاً اختي ميسون
    السبب الرئيسي هو تكلفة النفق الكبيرة و استهلاكه للكهرباء ، الفورمولا1 تريد تثبيت أسعار التطوير و البحث بشكل مقبول و معقول لكل الفرق هذا من جهة ، من جهة أخرى العمل على مجسم صغير يتيح للمهندسين القيام بتجارب تأثير سيارة على أخرى كوضع سيارتين بجنب بعض أو سيارة خلف سيارة أخرى ، البعض يقول بأنه يمكن القيام بمحاكات تواجد السيارة في منعطف بواسطة المجسم الصغير هذا يبدو سبب بعيد و غير ممكن على حد علمي ,,
    و الله أعلم
     
    أعجب بهذه المشاركة ميسون قطيفان
  6. ميسون قطيفان

    ميسون قطيفان سائق مبتدئ

    إنضم إلينا في:
    ‏9/7/11
    المشاركات:
    1,402
    الإعجابات المتلقاة:
    1,003
    يعني الموضع موضوع "كلفة مادية" فقط
    هل عندك فكرة عن ما قاله براون أخر مرة، عن إنو المرسيدس بدأت بإستخدام نموذج 60% بدلاً من 50% وهو يتوقع أن يتم فهم إطارات بيريللي أكثر مع نموذج 60%، ولكن لماذا لم يقوموا بهذا من قبل!!!
     
  7. Valentino 46

    Valentino 46 مشرف

    إنضم إلينا في:
    ‏9/5/11
    المشاركات:
    2,887
    الإعجابات المتلقاة:
    935
    السبب وراء القوانين مادي ، الفرق بكل تأكيد تريد العمل بتصمصم 100 % لأن ذلك سيعطيها الحسابات بشكل مباشر و دقيق .

    بخصوص كلام براون ، اللي أعرفه أن مجسم 60 % سيتيح للفريق وضع عدد مجسات أكبر على الإطارات و أنظمة التعليق و هي محاولة لفهم المشكلة ، لم يقومو بذلك من قبل لأنه لم يكونو يعانو من أي مشاكل مع مجسم الـ 50 % فلم يكن هناك سبب يخليهم يغيرو المجسم بما أنه يعمل بشكل جيد و يقدم نتائج جيدة
     
    أعجب بهذه المشاركة ميسون قطيفان
  8. ImaD-M-DZ

    ImaD-M-DZ سائق مبتدئ

    إنضم إلينا في:
    ‏5/5/11
    المشاركات:
    10,499
    الإعجابات المتلقاة:
    4,812
    شكرا بوبكر على الموضوع الرائع...مفيد بشكل كبير للجميع​
    ----​
    أغلب الفرق الكبيرة تستخدم نموذج 60 % ... الفيراري والمرسيدس عانوا مع نموذج 50 % لذا تحولوا الى نموذج 60 %.​
    حسب براون فان نموذج 60 % يساعد على فهم أفضل للاطارات.​
    ---------​
    ان لم تخني الذاكرة كل الفرق الكبيرة تستخدم نفق هواء تويوتا ، حتى الريدبول والمكلارن .​
     
  9. Speed Burn

    Speed Burn سائق مشاكس

    إنضم إلينا في:
    ‏5/5/11
    المشاركات:
    7,875
    الإعجابات المتلقاة:
    1,646
    شكرا يا اخي على الموضوع

    ولاكن اذا كان نفق التويوتا احسن لماذا لم يقدمو اي نتائج جيدة خلال مشاركاتهم في الفورملاون

    والغريب ان كل من المكلارن والفيراري كان لديهم نفق خاص بيهم وقدمو نتائج جيدة فماذا حصل حتى لهم ؟
    يبدو ان الريدبول دوخهم دوخة لم يعرفو ماهو !

    بالتوفيق للكل وخصوصا مرسيدس
     
  10. Roger

    Roger

    إنضم إلينا في:
    ‏20/8/12
    المشاركات:
    230
    الإعجابات المتلقاة:
    102
    غريب
    ما مشكلة التويوتا؟؟ لماذا لم يقدموا سيارة منافسة في مواسمهم , رغم امتلاكهم هذا التطور الضخم والكبير على هذا الصعيد؟؟؟
    اعتقد ان هناك خطب ما غير واضح..
     
  11. M-Schumacher

    M-Schumacher

    إنضم إلينا في:
    ‏18/7/12
    المشاركات:
    187
    الإعجابات المتلقاة:
    100
    مشكوووووووور
     
  12. Valentino 46

    Valentino 46 مشرف

    إنضم إلينا في:
    ‏9/5/11
    المشاركات:
    2,887
    الإعجابات المتلقاة:
    935
    التويوتا كانت منافسة قوية خصوصا في 2009 لكنهم يريدون نتائج فورية و هذا يتطلب الوقت في الفورمولا1 + المشاكل المالية و غيرها خالتهم ينسحبو ،
     
    أعجب بهذه المشاركة Speed Burn
  13. Valentino 46

    Valentino 46 مشرف

    إنضم إلينا في:
    ‏9/5/11
    المشاركات:
    2,887
    الإعجابات المتلقاة:
    935
    المكلارن لا تستخدم نفقها منذ مدة لأنه يعمل بنموذج 50 % فقط لذلك تم تأجيره للـماروسيـا
    التويوتا لم تكن سيئة ، اختياراتها للسائقين هو سبب عدم تحقيق نتائج كبيرة في عالم الفورمولا1 في رأيي
     
    أعجب بهذه المشاركة Speed Burn
  14. Speed Burn

    Speed Burn سائق مشاكس

    إنضم إلينا في:
    ‏5/5/11
    المشاركات:
    7,875
    الإعجابات المتلقاة:
    1,646
    ربما
    توتال
     

مشاركة هذه الصفحة