داونفورس چیست؟
در دنیای آیرودینامیک خودرو، دو نیروی اصلی از جریان هوا به وجود میآیند. یکی لیفت یا نیروی بالابر و دیگری داونفورس که خودرو را به سمت پایین فشار میدهد. داونفورس (Downforce) درواقع همان نیروی رو به پایین است که هوا روی بدنه و اجزای آیرودینامیکی خودرو وارد میکند و باعث میشود لاستیکها محکمتر به سطح جاده بچسبند. این نیرو دقیقاً برعکس لیفت عمل میکند که در هواپیما برای بلند شدن لازم است اما در خودروهای مسابقهای و اسپرت، هرچه داونفورس بیشتر باشد، خودرو پایدارتر و در پیچها سریعتر خواهد بود.
تعریف داونفورس
داونفورس نیرویی عمودی و رو به پایین است که از اختلاف فشار هوا در بالا و پایین بدنه یا بالهها به وجود میآید. وقتی هوا با سرعت بالا از روی بدنه عبور میکند، شکل خاص بدنه (مثل اسپلیتر جلو، دیفیوزر عقب، اسپویلر یا بال عقب) باعث میشود سرعت جریان هوا در قسمت بالایی بیشتر و فشار هوا کمتر شود درحالیکه در قسمت زیرین سرعت کمتر و فشار بیشتر است. این اختلاف فشار یک نیروی رو به پایین ایجاد میکند که خودرو را به زمین میفشارد. واحد اندازهگیری داونفورس معمولاً کیلوگرم است و با افزایش سرعت خودرو بهصورت مربعی افزایش مییابد؛ یعنی اگر سرعت دو برابر شود، داونفورس تا چهار برابر میشود.
مزایای داونفورس چیست؟
مهمترین مزیت داونفورس، افزایش چسبندگی خودرو به جاده است. هرچه نیروی عمودی بیشتری به خودرو وارد شود، نیروی جانبی قابلتحمل در پیچها (G-Force جانبی) بیشتر میشود و خودرو میتواند با سرعت بالاتری پیچ را طی کند بدون اینکه لیز بخورد یا دچار کمفرمانی و بیشفرمانی شود. درنتیجه، خودروهای اسپرت یا مسابقهای با داونفورس بیشتر میتوانند یک دور پیست را سریعتر طی کنند. مثلاً در فرمول یک، داونفورس آنقدر زیاد است که خودروها در سرعتهای بالای ۱۶۰ کیلومتر بر ساعت میتوانند به شکل برعکس روی سقف تونل حرکت کنند. داونفورس همچنین پایداری خودرو در سرعتهای بالا را افزایش میدهد زیرا عقب خودرو کمتر سبک میشود و خطر بلند شدن چرخها از زمین یا از دست رفتن کنترل به حداقل میرسد. داونفورس در ترمزگیری هم کمک میکند چون نیروی رو به پایین روی محور جلو بیشتر میشود و خودرو زودتر و مطمئنتر متوقف میشود.
البته داونفورس یک مشکل هم به همراه دارد. افزایش داونفورس در خودرو باعث افزایش درگ یا مقاومت هوا میشود که حداکثر سرعت را در خط مستقیم کاهش میدهد و افزایش مصرف سوخت را به دنبال دارد. به همین دلیل، مهندسان آیرودینامیک همیشه در تلاش هستند تا تعادل بهینهای بین داونفورس و درگ پیدا کنند. یکی از راهها برای این کار، استفاده از بالهای فعال است که در خط مستقیم داونفورس را کم و در پیچها زیاد میکنند.
