Tầm quan trọng của kính chắn gió
Kính chắn gió có một mục đích rất cụ thể - để ngăn gió và bụi lọt vào mắt người ngồi trong xe. Điều đáng ngạc nhiên là kính chắn gió không phải là bộ phận bắt buộc phải có trên ô tô khi chúng mới bắt đầu xuất hiện và được bán ra. Trong quá khứ, kính chăn gió trên xe ô tô chủ yếu là những tấm kính thông thường, được bán dưới dạng phụ kiện thay vì thiết bị tiêu chuẩn.
Điều này là do ở thời điểm ban đầu của ngành công nghiệp ô tô, nhưng khối động cơ còn ở giai đoạn sơ khai nên chúng di chuyển ở tốc độ thấp hơn rất nhiều so với thời điểm hiện tại và do đó ít gây ra gió và bụi bẩn làm phiền người sử dụng hơn. Tuy nhiên, những tấm kính ban đầu này rất giòn nên khi va chạm sẽ vỡ thành những mảnh lớn, sắc nhọn, rất nguy hiểm cho người ngồi trong xe. Điều này dẫn đến sự phát triển của kính cường lực và kính nhiều lớp.
Khi va chạm, kính cường lực sẽ vỡ thành những mảnh nhỏ và cùn, nên chúng được sử dụng cho kính trên cửa xe. Trong khi đó kính nhiều lớp bao gồm một lớp nhựa xen kẽ giữa hai lớp kính khi va chạm, nó vỡ ra nhưng vẫn giữ được cấu trúc nhờ lớp xen kẽ, giữ an toàn cho người ngồi trong xe nên nó thường được dùng cho kính lái.
Ngoài việc giữ an toàn cho hành khách khỏi các yếu tố bên ngoài, chúng còn phục vụ hai chức năng bổ sung. Đầu tiên, chúng tạo thành một bộ phận trong cấu trúc của ô tô. Điều này có nghĩa là chúng chia sẻ một số lực tác động trong trường hợp xảy ra tai nạn, cùng với các bộ phận khác của khung xe. Thứ hai, chúng giảm lực cản và cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
Tại sao một số chiếc xe ô tô không có kính chắn gió?
Nếu kính chắn gió đóng nhiều vai trò như vậy thì việc loại bỏ nó khỏi ô tô nghe có vẻ giống như một hành động ngớ ngẩn về mặt kỹ thuật, tuy nhiên một số mẫu xe phiên bản giới hạn và đắt tiền nhất lại thiếu đi kính chắn gió.
Ý tưởng này bắt nguồn từ những chiếc thuyền nhỏ của Ý có tên là barchettas. Biệt danh này cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, nơi nó đại diện cho những chiếc xe thể thao mui trần. Đặc điểm nổi bật của xe kiểu barchetta là không có kính chắn gió đầy đủ; thay vào đó chúng có một tấm chắn gió nhỏ để giữ cho người lái xe được an toàn phần nào trước các yếu tố thời tiết.
Tuy nhiên, theo thời gian, những chiếc xe ô tô này đã được loại bỏ hoàn toàn kính chắn gió. Để đảm bảo sự thoải mái và khả năng lái xe của hành khách, các tấm thân xe được thiết kế để điều khiển luồng không khí đi qua và xung quanh cabin.
Mặc dù thiết kế này có nhiều tên độc quyền khác nhau bởi nhiều nhà sản xuất khác nhau nhưng khái niệm cơ bản vẫn giống nhau.
Không khí được điều khiển như thế nào trong ô tô không có kính chắn gió?
Trên thực tế, khi điều khiển những chiếc xe barchetta kiểu cũ, người lái xe nên sử dụng kính bảo hộ hoặc mũ bảo hiểm có tấm che để bảo vệ bản thân khỏi những cơn gió đang tới. Tuy nhiên, với những chiếc xe barchettas hiện đại thì điều này là không cẩn thiết, vì chúng được thiết kế để tối ưu luồng không khí và điều khiển chúng bằng ống dẫn khí ở phía trước xe.
Khi một chiếc ô tô di chuyển về phía trước, nó cắt gió. Một phần gió này được dẫn vào ống dẫn khí, trong khi phần còn lại chảy qua mui xe (nắp ca-pô).
Các ống dẫn khí được thiết kế sao cho chúng phân luồng không khí ở tốc độ cao, tạo góc để thoát ra khỏi nắp ca-pô của ô tô. Góc này thường thẳng đứng hoặc hướng về hướng di chuyển của xe, cách xa người lái. Không khí này thoát ra khỏi ống dẫn, tạo thành một rào cản cản trở luồng không khí tốc độ cao qua mui xe.
Kết quả của sự tương tác này là một luồng không khí chạy qua đầu người lái theo cách tương tự như luồng không khí đi qua kính chắn gió. Khi không khí này đến cabin, nó sẽ được dẫn thêm qua các kênh mở để tách thành phần hỗn loạn của không khí khỏi thành phần tầng.
Dưới đây minh họa việc thử nghiệm trong hầm gió của ô tô không có kính chắn gió.
Barchettas cũng được trang bị các tấm chắn gió làm gián đoạn luồng không khí ở vùng áp suất cao để tạo ra áp suất thấp. Điều này cải thiện luồng không khí theo hướng mong muốn. Hơn nữa, chúng cũng được trang bị các cánh gió, giúp tạo ra lực ép xuống để giữ cho xe bám chắc trên mặt đất ở tốc độ cao.
Tuy nhiên, do thiếu các tính năng an toàn thông thường, ô tô không có kính chắn gió thường bị cấm lưu thông trên đường công cộng ở nhiều quốc gia.
Tham khảo: Scienceabc