Những cách thiết kế để bảo đảm tính khí động học cho xe bán tải

Theo tiến sĩ Neil Lewington, chuyên gia kỹ thuật và giám sát khí động học của Ford Australia, việc tinh chỉnh hiệu quả khí động học trên hình dạng cơ bản của xe bán tải không đơn giản. Các bánh xe là một nguồn lực cản khí động học chính.

Để tạo nên hình dáng hoàn thiện của Ranger Raptor, chiếc xe đã trải qua khoảng 700 giờ thử nghiệm khí động học ảo và cả thử nghiệm thực tế.

Luồng không khí quanh các bánh xe luôn là một trong những cản trở lớn đối với tính khí động học của xe. Trong quá trình tìm cách kiểm soát lực cản này trên Ranger Raptor, đội ngũ phát triển đã tìm được cảm hứng và giải pháp từ một nơi họ không ngờ tới, đó là từ chính chiếc Ford Mustang.

“Với Ranger Raptor mới, chúng tôi tập trung sự chú ý vào một số yếu tố chính: tạo rèm khí xung quanh bánh trước và bánh sau để giảm lực cản, điều chỉnh tạo hình cột C để cải thiện luồng không khí phía trên thùng xe. Các chi tiết ốp thành thùng xe và thiết kế cửa thùng cũng được tạo hình để giảm thiểu lực cản từ luồng không khí hỗn loạn".

Theo tiến sĩ Lewington, mặc dù có thể bọc các bánh xe lại để tối ưu không khí lưu thông xung quanh nhưng nó sẽ trông rất thiếu thẩm mỹ.

Vì vậy, dựa trên cảm hứng từ hốc hút gió trên Ford Mustang, các nhà thiết kế và kỹ sư của Ranger Raptor đã tạo hình cản trước và đèn sương mù của xe theo một cách đặc biệt. Cụm chi tiết này giúp định hướng lại luồng không khí ở đầu xe, tạo một tấm rèm khí động học cho bánh trước.

Cản trước và viền đèn sương mù được tạo hình để phân luồng và hướng luồng không khí đầu xe qua một khe bên cạnh đèn sương mù. Luồng khí này sau đó được đẩy vòng ra bên ngoài bánh trước rồi đi xuôi xuống dọc theo sườn xe.

Theo tiến sĩ Lewington, điều này làm được hai việc: “Một là giảm bớt áp lực ở phía trước xe, giúp giảm lực cản khí động học và hai là trộn luồng không khí có động lượng cao này với luồng khí hỗn loạn ở bánh trước, từ đó giảm lực cản tạo ra bởi bánh xe.”

Để đạt được khí động học ở vùng thùng hàng, tiến sĩ Lewington và các cộng sự đã nghiên cứu hình dạng của cột C, ốp thành thùng và thiết kế cửa thùng để cải thiện đặc tính của các luồng không khí bên trên và xung quanh thùng xe.

“Hình dạng của chiếc xe bán tải luôn tạo ra một luồng khí quẩn khá lớn phía trên thùng xe. Việc điều phối luồng không khí này có tác động đến tính khí động học của xe”, tiến sĩ Lewington chia sẻ.

Mặc dù có phần đầu xe mạnh mẽ và vòm bánh xe rộng, mức cản gió tổng thể trên Ranger Raptor mới lại giảm 3%. Điều này không chỉ giúp tăng cường độ bám đường, giúp giảm tiếng ồn gió trong cabin mà còn cải thiện mức độ hiệu quả vận hành.

Giảm được 3% lực cản gió khi di chuyển trên đường cao tốc cũng tương đương với giảm được 1% tiêu hao nhiên liệu.

Với diện tích phía trước lớn, khoảng trống xung quanh bánh xe lớn, thiết kế cabin kép kết thúc đột ngột thay vì được vuốt dài về phía sau như xe con hay SUV, thêm vào đó là thùng hàng mở, luôn là bài toán khó khi thiết kế một chiếc bán tải.

“Những thay đổi nhỏ trong thiết kế có thể tạo ra sự khác biệt lớn về hiệu quả khí động học”, tiến sĩ Lewington cho biết.