Automobile drag coefficient
ड्रैग गुणांक मोटर वाहन डिजाइन में एक सामान्य उपाय है क्योंकि यह वायुगतिकी से संबंधित है। खींचना एक बल है जो वायु प्रवाह के समानांतर और उसी दिशा में कार्य करता है। एक ऑटोमोबाइल का ड्रैग गुणांक मापता है कि ऑटोमोबाइल आसपास की हवा से कैसे गुजरता है। जब ऑटोमोबाइल कंपनियां एक नए वाहन को डिजाइन करती हैं तो वे अन्य प्रदर्शन विशेषताओं के अलावा ऑटोमोबाइल ड्रैग गुणांक को भी ध्यान में रखती हैं। वायुगतिकीय खिंचाव गति के वर्ग के साथ बढ़ता है; इसलिए यह उच्च गति पर गंभीर रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है। ऑटोमोबाइल में ड्रैग गुणांक को कम करने से वाहन के प्रदर्शन में सुधार होता है क्योंकि यह गति और ईंधन दक्षता से संबंधित होता है। वाहन के खिंचाव को कम करने के कई अलग-अलग तरीके हैं। वाहन के खिंचाव को मापने का एक सामान्य तरीका खिंचाव क्षेत्र के माध्यम से है। सड़क पर चलने वाले वाहनों में खिंचाव में कमी से वाहन की शीर्ष गति और वाहन की ईंधन दक्षता में वृद्धि हुई है, साथ ही कई अन्य प्रदर्शन विशेषताओं, जैसे हैंडलिंग और त्वरण में भी वृद्धि हुई है। ड्रैग को प्रभावित करने वाले दो मुख्य कारक वाहन का अगला क्षेत्र और ड्रैग गुणांक हैं। ड्रैग गुणांक एक इकाई-रहित मान है जो दर्शाता है कि कोई वस्तु पानी या हवा जैसे तरल पदार्थ के माध्यम से गति का कितना प्रतिरोध करती है। वाहन के वायुगतिकी में परिवर्तन की एक संभावित जटिलता यह है कि इससे वाहन को बहुत अधिक लिफ्ट मिल सकती है। लिफ्ट एक वायुगतिकीय बल है जो वाहन के शरीर के चारों ओर वायु प्रवाह के लंबवत कार्य करता है। बहुत अधिक लिफ्ट के कारण वाहन सड़क कर्षण खो सकता है जो बहुत असुरक्षित हो सकता है। ड्रैग गुणांक को कम करना वाहन के बाहरी भाग को सुव्यवस्थित करने से आता है। शरीर को सुव्यवस्थित करने के लिए आसपास की वायु गति और वाहन के विशिष्ट उपयोग के बारे में धारणाओं की आवश्यकता होती है। वाहन के पुर्जों को हटाना डिजाइनरों और वाहन मालिकों के लिए कम लागत और प्रयास के साथ वाहन के परजीवी और सामने की ओर खिंचाव को कम करने का एक आसान तरीका है। हटाना उतना ही सरल हो सकता है जितना कि बाजार के बाद के हिस्से को हटाना, या उत्पादन के बाद वाहन पर लगाए गए हिस्से को हटाना, या एक ओ. ई. एम. हिस्से को संशोधित और हटाना, जिसका अर्थ है वाहन का कोई भी हिस्सा जो मूल रूप से वाहन पर निर्मित किया गया था। अधिकांश उत्पादन स्पोर्ट्स कारें और उच्च दक्षता वाले वाहन मोटर वाहन और दौड़ बाजार में प्रतिस्पर्धी होने के लिए इनमें से कई विलोपन के साथ मानक आते हैं, जबकि अन्य वाहन के इन खिंचाव-बढ़ाने वाले पहलुओं को अपने दृश्य पहलुओं के लिए, या अपने ग्राहक आधार के विशिष्ट उपयोगों के अनुरूप रखने का विकल्प चुनते हैं। रूफ रैक कई एस. यू. वी. और स्टेशन वैगन वाहनों पर एक रूफ रैक एक सामान्य विशेषता है। जबकि छत के रैक वाहन पर अतिरिक्त भंडारण ले जाने में बहुत उपयोगी होते हैं, वे वाहन के सामने के क्षेत्र को भी बढ़ाते हैं और ड्रैग गुणांक को बढ़ाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि हवा हुड और विंडशील्ड की चिकनी रेखाओं का पालन करते हुए वाहन के शीर्ष पर बहती है, फिर छत के रैक से टकरा जाती है और अशांति का कारण बनती है। इस भाग को हटाने से कई अध्ययनों में ईंधन दक्षता में वृद्धि हुई है। मड फ्लैप अब शायद ही कभी उत्पादन कारों पर मानक के रूप में निर्दिष्ट किए जाते हैं क्योंकि वे वाहन के चारों ओर स्वच्छ वायु प्रवाह में हस्तक्षेप करते हैं। ट्रकों जैसे बड़े वाहनों के लिए, मिट्टी के फ़्लैप अभी भी उनके स्प्रे के नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण हैं, और 2001 में मिट्टी के फ़्लैप का एक नया संस्करण पेश किया गया था जो मानक मिट्टी के फ़्लैप की तुलना में काफी कम वायुगतिकीय खिंचाव पैदा करने के लिए दिखाया गया है। एक रियर स्पॉइलर आमतौर पर अधिकांश खेल वाहनों में मानक रूप से आता है और वाहन के पीछे एक उभरे हुए पंख के आकार जैसा दिखता है। वाहन के डिजाइन में रियर स्पॉइलर का मुख्य उद्देश्य लिफ्ट का प्रतिकार करना है, जिससे उच्च गति पर स्थिरता बढ़ती है। न्यूनतम संभव खिंचाव प्राप्त करने के लिए, संभावित अशांति के किसी भी क्षेत्र के संपर्क में आए बिना वाहन के सुव्यवस्थित शरीर के चारों ओर हवा का प्रवाह होना चाहिए। एक रियर स्पॉइलर डिज़ाइन जो पीछे के डेक के ढक्कन से बाहर खड़ा होता है, डाउनफ़ोर्स को बढ़ाएगा, उच्च गति पर लिफ्ट को कम करेगा जबकि एक ड्रैग पेनल्टी होगी। फ्लैट स्पॉइलर, संभवतः थोड़ा नीचे की ओर कोण, अशांति को कम कर सकते हैं और इस तरह खिंचाव के गुणांक को कम कर सकते हैं। कुछ कारों में अब स्वचालित रूप से समायोज्य रियर स्पॉइलर होते हैं, इसलिए कम गति पर ड्रैग पर प्रभाव कम हो जाता है जब कम लिफ्ट के लाभों की आवश्यकता नहीं होती है। साइड मिरर साइड मिरर दोनों वाहन के सामने के क्षेत्र को बढ़ाते हैं और ड्रैग के गुणांक को बढ़ाते हैं क्योंकि वे वाहन के किनारे से निकलते हैं। साइड मिरर के वाहन के खिंचाव पर पड़ने वाले प्रभाव को कम करने के लिए साइड मिरर को एक अलग आकार के छोटे मिरर या मिरर से बदला जा सकता है। 2010 के दशक की कई अवधारणा कारें दर्पणों को छोटे कैमरों से बदल रही हैं, लेकिन यह विकल्प उत्पादन कारों के लिए आम नहीं है क्योंकि अधिकांश देशों में साइड दर्पणों की आवश्यकता होती है। कैमरों के लिए दर्पणों की अदला-बदली करने वाले पहले उत्पादन यात्री ऑटोमोबाइलों में से एक होंडा ई था, और इस मामले में होंडा द्वारा कैमरों के बारे में दावा किया जाता है कि उन्होंने पारंपरिक दरवाजे के दर्पणों की तुलना में वायुगतिकीय खिंचाव में लगभग 90 प्रतिशत की कमी की है, जिसने पूरे वाहन के लिए खिंचाव में लगभग 3.8 प्रतिशत की कमी में योगदान दिया है। यह अनुमान लगाया गया है कि दो तरफ के दर्पण एक मोटर वाहन के कुल वायुगतिकीय खिंचाव के 2 से 7 प्रतिशत के लिए जिम्मेदार हैं, और उन्हें हटाने से प्रति अमेरिकी गैलन 1.5-2 मील की ईंधन अर्थव्यवस्था में सुधार हो सकता है। जबकि उनके छोटे आकार के कारण ड्रैग गुणांक पर उनका सबसे बड़ा प्रभाव नहीं पड़ता है, आमतौर पर वाहन के सामने से निकलने वाले रेडियो एंटेना को स्थानांतरित किया जा सकता है और कार को इस अतिरिक्त ड्रैग से छुटकारा पाने के लिए डिज़ाइन में बदला जा सकता है। मानक कार एंटीना के लिए सबसे आम प्रतिस्थापन अधिकांश उच्च दक्षता वाले वाहनों में पाया जाने वाला शार्क फिन एंटीना है। विंडशील्ड वाइपर वाहन के वायु प्रवाह पर विंडशील्ड वाइपर का प्रभाव वाहनों के बीच भिन्न होता है; हालाँकि, ड्रैग के सबसे छोटे संभव गुणांक को बनाए रखने के लिए उन्हें अक्सर रेस वाहनों और उच्च दक्षता अवधारणाओं से हटा दिया जाता है। एक बहुत अधिक सामान्य विकल्प विंडशील्ड वाइपर को लोअर प्रोफाइल वाइपर से बदलना है, या केवल वाहन के यात्री पक्ष पर विंडशील्ड वाइपर को हटाना है, और यहां तक कि वाइपर के ऊपर और ऊपर हवा को हटाने के लिए एक डिफ्लेक्टर बनाना है। एक अन्य विकल्प वाहन को विंडशील्ड के केंद्र में रखे गए एकल वाइपर से लैस करना है, जिससे यह विंडशील्ड के दोनों किनारों को कवर कर सके। यह ब्लेड के सामने के क्षेत्र को कम करके खिंचाव की मात्रा को कम करता है। जबकि इस तरह का अनुप्रयोग रेसिंग के लिए उपयोगी हो सकता है, अधिकांश सड़क वाहनों के लिए यह समग्र खिंचाव में कमी में न्यूनतम सुधार पैदा करेगा। निर्माण वाहन के डिजाइन पर नए भागों और अवधारणाओं के अनुप्रयोग को वाहन के डिजाइन चरण में शामिल करना आसान होता है, न कि बाजार के बाद (मोटर वाहन) भागों में, हालाँकि, इन भागों का निर्माण वाहन को सुव्यवस्थित करने में सहायता करता है और वाहन के खिंचाव को बहुत कम करने में मदद कर सकता है। बहुत कम खींचने वाले गुणांक वाले अधिकांश वाहन, जैसे रेस कार और उच्च दक्षता वाली अवधारणा कार, इन विचारों को अपने डिजाइन में लागू करते हैं। जब हवा पहियों के कुओं के चारों ओर बहती है तो यह वाहनों के किनारे से परेशान हो जाती है और पहियों के चारों ओर अशांति का क्षेत्र बन जाती है। पहिया कुएँ के चारों ओर हवा को अधिक सुचारू रूप से प्रवाहित करने के लिए, अक्सर चिकने पहिया आवरण लगाए जाते हैं। चिकने पहियों के आवरण हब कैप होते हैं जिनमें हवा के गुजरने के लिए कोई छेद नहीं होता है। यह डिज़ाइन खिंचाव को कम करता है; हालाँकि, यह ब्रेक को अधिक तेज़ी से गर्म कर सकता है क्योंकि कवर ब्रेक सिस्टम के चारों ओर वायु प्रवाह को रोकते हैं। नतीजतन, यह संशोधन आमतौर पर स्पोर्ट्स कारों या रेसिंग वाहनों के बजाय उच्च दक्षता वाले वाहनों में देखा जाता है। हवा के पर्दे हवा के पर्दे शरीर में स्लॉट से हवा के प्रवाह को मोड़ते हैं और इसे पहियों के कुओं के बाहरी किनारों की ओर ले जाते हैं। आंशिक ग्रिल ब्लॉक एक वाहन के सामने की ग्रिल का उपयोग रेडिएटर के माध्यम से हवा को निर्देशित करने के लिए किया जाता है। एक सुव्यवस्थित डिजाइन में हवा वाहन के चारों ओर से बहने के बजाय बहती है; हालाँकि, वाहन की ग्रिल वायु प्रवाह को वाहन के चारों ओर से वाहन के माध्यम से पुनर्निर्देशित करती है, जो फिर खिंचाव को बढ़ाती है। इस प्रभाव को कम करने के लिए अक्सर एक ग्रिल ब्लॉक का उपयोग किया जाता है। एक ग्रिल ब्लॉक एक वाहन के सामने की ग्रिल के एक हिस्से या पूरी तरह से कवर करता है। अधिकांश उच्च दक्षता वाले मॉडलों या कम खींचने वाले गुणांक वाले वाहनों में, वाहन के डिजाइन में पहले से ही एक बहुत छोटी ग्रिल बनाई जाएगी, जिससे ग्रिल ब्लॉक की आवश्यकता समाप्त हो जाएगी। अधिकांश उत्पादन वाहनों में ग्रिल को आम तौर पर रेडिएटर के माध्यम से हवा के प्रवाह को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है जहां यह इंजन डिब्बे में निकलता है। यह डिज़ाइन वास्तव में इंजन डिब्बे में बहुत अधिक वायु प्रवाह पैदा कर सकता है, जो इसे समय पर गर्म होने से रोकता है, और ऐसे मामलों में एक ग्रिल ब्लॉक का उपयोग इंजन के प्रदर्शन को बढ़ाने और एक साथ वाहन के खिंचाव को कम करने के लिए किया जाता है। ट्रे के नीचे एक वाहन का निचला भाग अक्सर विभिन्न स्थानों पर हवा को पकड़ लेता है और वाहन के चारों ओर अशांति जोड़ता है। अधिकांश रेसिंग वाहनों में इसे वाहन के पूरे नीचे की ओर को ढककर समाप्त कर दिया जाता है जिसे अंडर ट्रे कहा जाता है। यह ट्रे किसी भी हवा को वाहन के नीचे फंसने से रोकती है और खिंचाव को कम करती है। फेंडर स्कर्ट को अक्सर वाहनों के बॉडी पैनलों के विस्तार के रूप में बनाया जाता है और पूरे पहिये के कुओं को कवर किया जाता है। बहुत हद तक चक्के के आवरण की तरह यह संशोधन किसी भी हवा को चक्के के कुएं में फंसने से रोककर वाहन के खिंचाव को कम करता है और वाहन के शरीर को सुव्यवस्थित करने में सहायता करता है। फेंडर स्कर्ट आमतौर पर वाहन के पिछले पहिये के कुओं पर पाए जाते हैं क्योंकि टायर नहीं घूमते हैं और डिजाइन बहुत सरल है। यह आमतौर पर पहली पीढ़ी के होंडा इनसाइट जैसे वाहनों में देखा जाता है। फ्रंट फेंडर स्कर्ट का ड्रैग को कम करने पर पीछे के पहिये के स्कर्ट के समान प्रभाव पड़ता है, लेकिन वाहन के शरीर से बाहर चिपके टायर की भरपाई के लिए शरीर से आगे ऑफसेट किया जाना चाहिए क्योंकि मोड़ बनाए जाते हैं। मॉडिफाइड फ्रंट बम्पर फ्रंट बम्पर वाहन का पहला हिस्सा है जिसके चारों ओर हवा का प्रवाह होना चाहिए। इसलिए, यह खिंचाव को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अक्सर एक फ्रंट एयर डैम का उपयोग किया जाता है जो वाहन के सामने से नीचे वाहन के सबसे निचले हिस्से तक फैला होता है। यह वाहन के चारों ओर और उसके ऊपर हवा के प्रवाह को निर्देशित करने के लिए किया जाता है न कि उसके नीचे हवा को यात्रा करने की अनुमति देने के लिए। बाहरी प्रवाह में कोई वृद्धि किए बिना टायर के चारों ओर वायु प्रवाह को निर्देशित करने के लिए समोच्च अपवर्तक, या टायर स्पैट, अक्सर सामने के बम्पर के हिस्से के रूप में बनाए जाते हैं। नौका और कामबैक एक नौका वाहन के कुल खिंचाव को बहुत कम कर सकती है। नौका एक टियरड्रॉप आकार बनाती है जो वाहन को एक अधिक सुव्यवस्थित प्रोफ़ाइल देगी, जिससे ड्रैग प्रेरित प्रवाह पृथक्करण की घटना कम हो जाएगी। एक कामबैक एक कटा हुआ नौका है। इसे वाहन के पीछे के विस्तार के रूप में बनाया गया है, जो पीछे की ओर कार के बंपर की ओर थोड़ा कोण पर आगे बढ़ता है। यह खिंचाव को भी कम कर सकता है लेकिन एक नौका वाहन के खिंचाव को और कम कर देगी। फिर भी, व्यावहारिक और शैली कारणों से, एक कामबैक आमतौर पर रेसिंग, उच्च दक्षता वाले वाहनों और ट्रकिंग में देखा जाता है। विशिष्ट ड्रैग गुणांक औसत आधुनिक ऑटोमोबाइल 0.25 और 0.3 के बीच ड्रैग गुणांक प्राप्त करता है। खेल उपयोगिता वाहन (एस. यू. वी.), अपने आम तौर पर बॉक्सी आकार के साथ, आम तौर पर एक लक्ष्य प्राप्त करते हैं। वाहन का खिंचाव गुणांक वाहन के शरीर के आकार से प्रभावित होता है। विभिन्न अन्य विशेषताएँ खिंचाव के गुणांक को भी प्रभावित करती हैं, और इन उदाहरणों में ध्यान में रखा गया है। कुछ स्पोर्ट्स कारों में आश्चर्यजनक रूप से उच्च ड्रैग गुणांक होता है (जैसे कि एरियल एटम 0.40 पर), लेकिन यह वाहन द्वारा उत्पन्न लिफ्ट की मात्रा की भरपाई करने के लिए है, जबकि अन्य गति प्राप्त करने के लिए अपने लाभ के लिए वायुगतिकी का उपयोग करते हैं और इसके परिणामस्वरूप बहुत कम ड्रैग गुणांक होते हैं। निम्नलिखित के कुछ उदाहरण हैं। दिए गए आंकड़े आम तौर पर मूल मॉडल के लिए होते हैं, जो कुछ बाजारों में उपलब्ध नहीं हो सकते हैं। कुछ "उच्च प्रदर्शन" मॉडलों में वास्तव में अधिक खिंचाव हो सकता है, चौड़े टायरों, अतिरिक्त स्पॉइलरों और बड़ी शीतलन प्रणालियों के कारण क्योंकि कई बुनियादी/कम शक्ति वाले मॉडलों में आधे आकार के रेडिएटर होते हैं और शेष क्षेत्र को शीतलन और इंजन बे खिंचाव को कम करने के लिए खाली कर दिया जाता है। किसी दिए गए वाहन की गति इस बात पर निर्भर करती है कि इसे किस पवन सुरंग में मापा जाता है। 5 प्रतिशत तक की भिन्नताएँ प्रलेखित की गई हैं और परीक्षण तकनीक और विश्लेषण में भिन्नताएँ भी एक अंतर ला सकती हैं। इसलिए यदि एक ही वाहन को एक अलग सुरंग में मापा जाता है तो यह कहीं से भी हो सकता है। खींचने का क्षेत्र जबकि डिजाइनर ऑटोमोबाइल के समग्र आकार पर ध्यान देते हैं, वे यह भी ध्यान रखते हैं कि आकार के सामने के क्षेत्र को कम करने से खिंचाव को कम करने में मदद मिलती है। ड्रैग गुणांक और क्षेत्र-ड्रैग क्षेत्र-के उत्पाद को (या CxA) के रूप में दर्शाया जाता है, जो क्षेत्र द्वारा मूल्य का गुणन है। ड्रैग एरिया शब्द वायुगतिकी से निकला है, जहाँ यह कुछ संदर्भ क्षेत्र (जैसे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र, कुल सतह क्षेत्र, या समान) और ड्रैग गुणांक का उत्पाद है। 2003 में, कार एंड ड्राइवर पत्रिका ने इस मीट्रिक को विभिन्न ऑटोमोबाइल की वायुगतिकीय दक्षता की तुलना करने के लिए एक अधिक सहज ज्ञान युक्त तरीके के रूप में अपनाया। ड्रैग को दूर करने के लिए आवश्यक बल F की गणना ड्रैग समीकरण के साथ की जाती हैः इसलिएः जहां ड्रैग गुणांक और संदर्भ क्षेत्र को ड्रैग क्षेत्र पद में ध्वस्त कर दिया गया है। यह किसी भी वाहन के लिए दी गई गति पर ड्रैग बल का प्रत्यक्ष अनुमान लगाने की अनुमति देता है जिसके लिए केवल ड्रैग क्षेत्र ज्ञात है और इसलिए तुलना करना आसान है। चूंकि ड्रैग क्षेत्र वह मौलिक मूल्य है जो किसी दिए गए क्रूज गति के लिए आवश्यक शक्ति को निर्धारित करता है, यह स्थिर गति पर ईंधन की खपत के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यह संबंध एक ट्यून किए गए इंजन के साथ एक कार की नई शीर्ष गति का अनुमान लगाने की भी अनुमति देता हैः या एक लक्ष्य शीर्ष गति के लिए आवश्यक शक्तिः औसत पूर्ण आकार की यात्री कारों में लगभग एक खींचने का क्षेत्र होता है। रिपोर्ट किए गए ड्रैग क्षेत्र 1999 होंडा इनसाइट से लेकर 2003 हमर एच2 तक हैं। साइकिल (और सवार) का खींचने का क्षेत्र भी इसकी सीमा में है। ऑटोमोटिव वायुगतिकी ड्रैग (भौतिकी) ड्रैग समीकरण पॉल जारे नोट्स संदर्भ बाहरी लिंक आगे 500 ड्रैग गुणांक ईंधन अर्थव्यवस्था को बढ़ावा देने के लिए वायुगतिकी में सुधार तेल अवीव विश्वविद्यालय ट्रकों पर ड्रैग को 10 प्रतिशत तक कम करता है कारों और बाइक के लिए सीडी और सीआरआर को मापने के लिए सरल रोल-डाउन परीक्षण ऑटोमोटिव इंजीनियरिंग ड्रैग (भौतिकी)