۱۳۹۶-۰۵-۲۳

چرا خودروهای امروزی نمی‌توانند به سرعت بیشتر از ۳۰۰ مایل در ساعت برسند؟

چرا خودروهای امروزی نمی‌توانند به سرعت بیشتر از ۳۰۰ مایل در ساعت برسند؟

انسان‌ها از گذشته در تلاش بودند تا بتوانند سرعت انجام کار‌های خود را افزایش دهند، برای مثال می‌توان به بسیاری از اختراعات انسان در طول تاریخ اشاره کرد، در این باره می‌توان معدن‌ها رجوع کرد، هنگامی که واگن‌ها به وسیله چهارپایان حمل می‌شد، سرعت کار بسیار پایین بود و این نیاز با اختراع لوکوموتیو و موتورهای بخار حل شد.

مخترعان و دانشمندان از زمان اختراع خودرو در قصد داشتند تا سرعت آن را افزایش دهند، اگر از اولین خودروی تولید شده تا امروز به سیر پیشرفت این وسیله نقلیه دقت کنیم، تغییرات بسیار عظیم و بزرگی در این صنعت رخ داده است. هرزگاهی خبری از این صنعت همگان را بهت زده خواهد کرد،‌ به عنوان مثال تولید خودرو با ۱۰۰۰ اسب‌بخار یا تولید خودرویی با نرخ ۱ اسب‌بخار به ازای هر کیلوگرم.

تاکنون خودرویی که بتواند به سرعت بیشتر از ۳۰۰ مایل در ساعت (حدود ۴۸۰ کیلومتر در ساعت یا ۱۳۴ متر در ثانیه) ساخته نشده است و این موضوع دلایل بسیار زیادی وجود دارد، در این مطلب قصد داریم تا این حقیقت را بررسی کنیم، البته شایان ذکر است که این محدودیت با توجه به تکنولوژی امروز وجود دارد و به احتمال بسیار زیاد در آینده شاهد خواهیم بود که این محدودیت به سرعت‌های بالاتر منتقل شود.

عوامل متنوعی خودروهای در حال حرکت را تحت تاثیر قرار می‌دهد و باعث می‌شود تا اصطحکاک در آن‌ها ایجاد شود و خودرو نیازمند نیروی بیشتری است، این نیرو در سرعت‌های بالا به صورت تصاعدی افزایش می‌یابد، یعنی برای رسیدن از سرعت ۲۵۰ تا ۲۵۱ مایل در ساعت نیروی بسیار بیشتری نسبت به رسیدن از سرعت ۰ تا ۱ مایل نیاز است، این موضوع در حال است که اختلاف سرعت در هر دو سناریو ۱ مایل در ساعت است.

مواردی که خودروی به منظور رسیدن به سرعت بالا باید به آن‌ها غلبه کند عبارتند از: اصطحکاک هوا، آئرودینامیک بهینه و مقاومت تایرها به منظور ایجاد چرخش. به عنوان مثال خودرویی با ۱۹۰۰ کیلوگرم وزن باید ۱.۱۰۱ مگاوات یا ۱۴۷۶ اسب‌بخار تولید کند تا بتواند بر اصطحکاک تولیدی هوا در سرعت ۳۰۰ مایل بر ساعت غلبه کند، این عدد از فرمولی بدست آمده که عوامل موثر در آن، سرعت، غلظت هوا، درجه دما، ضریب کشش خودرو و مساحت جلوی خودرو که مستقیما با هوا در ارتباط است.

همانطور که گفته شد، نیروی لازم برای حفظ چرخش لاستیک‌ها در سرعت ۳۰۰ مایل در ساعت به ۳۷.۲۶ کیلووات یا حدود ۵۰ اسب‌بخار است، همچنین هیچ ماشین ساخت بشری نتوانسته است که ۱۰۰٪ انرژی تولیدی را به انرژی جنبشی تبدیل کند و در هیچ خودرویی تمام قدرت تولیدی به چرخ‌ها منتقل نمی‌شود و مقداری از آن هدر می‌رود، به عنوان مثال اگر در صورت مساله بالا ما نیازمند ۱۵۲۶ اسب‌بخار قدرت برای رسیدن به سرعت ۳۰۰ مایل در ساعت داریم، حال اگر ۱۵٪ اتلاف انرژی داشته باشیم در واقع موتور خودروی ۱۹۰۰ کیلویی ما باید توانایی تولید ۱.۳۴ مگاوات یا ۱۸۰۰ اسب‌بخار را داشته باشد.

همچنین در اینچنین شرایطی سیستم‌های خنک‌کننده و تایرها بسیار مهم‌ هستند، چرخ‌ها باید کاملا با سطح جاده ارتباط داشته باشند و هیچ‌گونه لرزشی داشته باشند. همانطور که گفته شد تاکنون هیچ خودرویی نتوانسته که این رکورد را بشکند ولی به زودی با پیشرفت تکنولوژی شاهد شکسته شدن این رکورد خواهیم بود.