هل تضر الرفارف الخلفية بـ MPG شاحنتك؟ تفكيك هوائي شديد العلمية

مع بقاء أسعار الوقود مرتفعة بعناد، تصبح كل كسرة من الميل لكل غالون ذات أهمية. بالنسبة لمالكي الشاحنات الصغيرة، يكون السؤال غالبًا ما إذا كانت الملحقات البسيطة مثل الرفارف الخلفية تضر سرًا بكفاءة الوقود. تحليل جديد لديناميكا الموائع الحسابية (CFD) من Premier Aerodynamics، نُشر على YouTube، يتناول المشكلة من زاوية علمية باستخدام Toyota Hilux كحالة اختبار. الخلاصة؟ الرفارف الخلفية تزيد بالفعل من السحب الهوائي، لكن التأثير متواضع، خاصة مقارنةً بالتحديات الانسيابية الأكبر بكثير التي تواجهها الشاحنة.

لماذا تهم الانسيابية في الشاحنات الصغيرة

الشاحنات الصغيرة بطبيعتها مركبات ذات شكل صندوقي تدفع كمية كبيرة من الهواء بعيدًا عن مسارها عند سرعات الطرق السريعة. وعند نحو 62 mph (100 kph)، يصبح السحب الهوائي القوة المهيمنة التي تعاكس حركة المركبة إلى الأمام. خفض السحب يترجم مباشرة إلى اقتصاد أفضل في الوقود، ولهذا السبب يقضي المصنعون ساعات لا تحصى في أنفاق الرياح والمحاكاة الافتراضية. أما بالنسبة لمالكي الشاحنات الحالية، فخيارات تحسين الانسيابية محدودة بتعديلات أصغر مثل أغطية الصندوق، أو ضبط ارتفاع الركوب، أو نعم، إزالة الرفارف الخلفية.

استخدمت Premier Aerodynamics، وهي جهة متخصصة في تحليل تدفق الهواء، أداة OpenFOAM مفتوحة المصدر لمحاكاة انسيابية Toyota Hilux من الجيل الثامن أثناء سيرها بسرعة 100 kph. لا تُباع Hilux في الولايات المتحدة، لكنها تمثل بديلًا معقولًا لشاحنات متوسطة الحجم شائعة مثل Toyota Tacoma. كان الهدف عزل تأثير الرفارف الخلفية وتحديد ما إذا كانت إزالتها يمكن أن توفر المال فعلًا.

تكلفة السحب الناتجة عن الرفارف الخلفية

أظهرت المحاكاة أن الرفارف الخلفية تولد بالفعل سحبًا هوائيًا قابلًا للقياس. ارتفع معامل السحب من 0.37 عند إزالة الرفارف إلى 0.38 مع وجودها في مكانها. قد تبدو هذه الفجوة الصغيرة ضئيلة، لكنها تتراكم على مدار عام. ووفقًا لمقدم الفيديو الذي شرح النتائج، فإن إزالة الرفارف الخلفية قد توفر نحو 70 دولارًا سنويًا في الوقود، بافتراض أن السائق يقضي معظم وقته بسرعات الطرق السريعة.

لكن هنا توجد نقطة دقيقة: الرفارف الخلفية ليست الشرير الحقيقي. فقد وجدت الدراسة أن ارتفاع Hilux الكبير عن الأرض يخلق دوامات كبيرة حول العجلات، وهذه الدوامات هي التي تهيمن على ملف السحب الخاص بالشاحنة. وتضيف الرفارف الخلفية فقط إلى المشكلة عبر إرباك تدفق الهواء على ارتفاع أعلى عن الأرض، ما يجعل نقطة الضعف الموجودة أصلًا أسوأ. بعبارة أخرى، الرفارف مساهمة صغيرة في مشكلة انسيابية أكبر تنبع من التصميم الأساسي للشاحنة.

مكاسب أكبر في أماكن أخرى

تشير دراسة Premier Aerodynamics إلى أن المالكين الباحثين عن تحسن ملحوظ في اقتصاد الوقود سيكون من الأفضل لهم معالجة أكبر أعباء الشاحنة الانسيابية. ومن أكثر التغييرات فاعلية تغطية صندوق التحميل، خاصةً بأحد الأغطية الأنيقة ذات طراز fastback التي تنحدر نحو الباب الخلفي. ورغم أن هذه الأغطية قد تبدو غريبة قليلًا للبعض، فإنها تنعم تدفق الهواء فوق الجزء الخلفي من الشاحنة، وتقلل السحب الاضطرابي الذي يتكون في منطقة الصندوق المفتوح.

خفض ارتفاع الركوب توصية أخرى تمنح مكاسب أكبر بكثير من مجرد فك الرفارف الخلفية. فخفض الفجوة بين الجزء السفلي للشاحنة والطريق يقلل حجم منطقة الضغط المرتفع والدوامات الناتجة حول العجلات، وهي المصدر الرئيسي للسحب في المحاكاة.

كما انتقد التحليل بعض عناصر التصميم في Hilux من الجيل الثامن التي لا تؤدي أي وظيفة عملية لكنها تأتي مع عقوبة انسيابية. فالأقواس البارزة للعجلات، على سبيل المثال، تعطل التدفق السلس للهواء حول العجلات، بينما تولد أعمدة A ذات الزوايا الحادة اضطرابًا عند التقاء الزجاج الأمامي بالسقف. قد تبدو هذه القرارات التصميمية أكثر عدوانية أو صلابة، لكنها تعمل ضد كفاءة الوقود.

نقاط قوة خفية في Hilux

على الرغم من هذه الانتقادات، قدمت الشاحنة في المحاكاة أداءً أفضل مما قد يتوقعه المرء من مظهرها. وأشارت Premier Aerodynamics إلى أن الواجهة الأمامية تقوم بعمل جيد في إبقاء تدفق الهواء ملتصقًا بالهيكل أثناء مروره فوق غطاء المحرك والزجاج الأمامي. ولا ينفصل هذا الالتحام إلا خلف العجلات الأمامية، حيث تبدأ الدوامات الناتجة عن ارتفاع الركوب في السيطرة.

كما تستفيد الشاحنة من خط هيكل بين بيت العجلة الخلفية والباب الخلفي يرتفع إلى الأعلى، ويعمل بطريقة مشابهة لناشر خلفي. هذا التشكيل الدقيق يساعد على تقليل منطقة الضغط المنخفض خلف المركبة، ويسهّل عودة تدفق الهواء معًا بسلاسة أكبر. وحتى التدفق فوق الصندوق، حتى من دون غطاء، تتم إدارته بشكل معقول بفضل هندسة الجزء الخلفي من المقصورة والجدران الأعلى للصندوق.

تتضافر هذه العوامل لتحافظ على معامل السحب في Hilux ضمن نطاق مقبول، حتى مع شكلها الصندوقي وارتفاع الركوب غير المثالي. ويمكن القول على الأرجح الشيء نفسه عن الشاحنات الأمريكية المماثلة مثل Tacoma، التي تشترك في أبعاد وقرارات تصميم متقاربة.

دروس عملية لمالكي الشاحنات

إذًا، هل ينبغي أن تخرج وتزيل الرفارف الخلفية؟ إذا كنت تقضي وقتًا طويلًا على الطريق السريع وتريد استخراج كل ميل ممكن من كل غالون، فإن إزالتها قد توفر نحو 70 دولارًا سنويًا. ليس مبلغًا ضخمًا، لكنه ليس بلا قيمة أيضًا. ومع ذلك، فإن هذا التغيير وحده لن يحول شاحنتك إلى مركبة يومية موفرة للوقود. وتوضح المحاكاة بجلاء أن أكبر التخفيضات في السحب تأتي من تغييرات تؤثر في الشكل العام للمركبة، مثل أغطية الصندوق وخفض ارتفاع الركوب.

أما بالنسبة لمن يحتفظون بالرفارف الخلفية لأسباب عملية، مثل حماية الطلاء والزجاج الأمامي من الحطام المتطاير، فإن عقوبة الوقود صغيرة بما يكفي بحيث لا يشكل الإبقاء عليها تضحية كبيرة. لكن بالنسبة للمالكين المستعدين لتجربة أغطية الصندوق أو القادرين على خفض شاحناتهم قليلًا، فإن التوفير المحتمل أكبر بكثير. وإذا كنت تفكر في شراء شاحنة جديدة، فقد يكون من المفيد الانتباه إلى التفاصيل الصديقة للانسيابية، مثل أقواس العجلات المستوية وزوايا أعمدة A الأقل عدوانية، وهي أمور يعتمدها المهندسون والمصممون بشكل متزايد.

تذكّر دراسة Premier Aerodynamics أن الطريق إلى اقتصاد وقود أفضل لا يتعلق دائمًا بما تضيفه إلى المركبة. أحيانًا، يتعلق الأمر بما تحذفه، أو بكيفية إعادة تشكيل تدفق الهواء حول الأشياء التي لا بد من الاحتفاظ بها.

هذه المقالة تستند إلى تقرير من The Drive. اقرأ المقال الأصلي.