Mostrar código-fonte de Aerodinâmica automotiva

{{multiple image |align=right |direction=vertical 
 |image1=Aérodynamisme automobile.svg|width1=250|caption1=Comportamento do fluxo de ar em carrocerias ''[[hatchback]]'' e semi-''[[fastback]].''
 |image2=Vortex autour d'une voiture.svg|width2=250|caption2=Padrão do [[vórtice]] gerado traseira de um automóvel.
}}

'''Aerodinâmica automotiva''' é o estudo [[aerodinâmica|aerodinâmico]] dos veículos rodoviários.

Seus principais objetivos são reduzir o [[arrasto]] e [[ruído]] do [[vento]], minimizando a [[poluição sonora|emissão de ruídos]], impedindo as forças de [[sustentação (aerodinâmica)|sustentação]] indesejadas e outras causas de instabilidade aerodinâmica em altas [[velocidade]]s. O [[ar]] é também considerado um [[fluido]], neste caso. Para algumas classes de veículos de corrida, pode igualmente ser importante para produzir [[sustentação negativa]] para melhorar a [[tração]] e assim a capacidades de manobra.

== História ==

[[Imagem:Jamais contente.jpg|thumb|250px|direita|''[[La Jamais Contente]]'': [[carro elétrico]] projetado por [[Camille Jenatzy]] e, primeiro [[veículo]] a ultrapassar os 100[[Km/h]] no [[Parc agricole d'Achères]], [[Paris]], em [[29 de Abril]] de [[1899]].<ref>[http://www.e-mobile.ch/pdf/2005/Fact-Sheet_LaJamaisContente_FW.pdf E-Mobile] {{Wayback|url=http://www.e-mobile.ch/pdf/2005/Fact-Sheet_LaJamaisContente_FW.pdf |date=20101218064720 }} - ''La Jamais Contente.'' {{fr}} Acessado em 13/06/2016.</ref>]]

Desde o início da [[história do automóvel]], os fabricantes concentram-se na [[aerodinâmica]] de seus modelos. A velocidade do veículo aumenta significativamente a força de atrito do [[arrasto]] aerodinâmico.<ref>Tuncer Cebeci, Jian P. Shao, Fassi Kafyeke, Eric Laurendeau, Computational Fluid Dynamics for Engineers: From Panel to Navier-Stokes, Springer, 2005, {{en}} ISBN 3-540-24451-4 Adicionado em 13/06/2016.</ref> No início dos [[anos 1920]] os engenheiros começaram a considerar o formato dos automóveis para reduzir o arrasto aerodinâmico em altas velocidades. Na [[década de 1950]], os engenheiros automotivos alemães e britânicos passaram a analisar sistematicamente os efeitos do arrasto nos veículos de desempenho mais elevados.<ref>Proceedings: Institution of Mechanical Engineers (Great Britain). Automobile Division: Institution of Mechanical Engineers, Great Britain (1957), {{en}} Adicionado em 13/06/2016.</ref> No final da [[década de 1960]] os [[cientista]]s também tomaram conhecimento do aumento significativo dos níveis sonoros emitidos por automóveis em alta velocidade. Compreendeu-se que estes efeitos aumentavam a intensidade dos níveis sonoros no terreno adjacente.<ref>[http://www.worldcat.org/wcpa/top3mset/2930880 Worldcat] - ''Environmental impact : proceedings of the ASCE Urban Transportation Division specialty conference, May 21-23, 1973, Chicago, Illinois.'' American Society of Civil Engineers. Urban Transportation Division. New York: American Society of Civil Engineers, 1973. {{en}} Acessado em 13/06/2016.</ref> Logo, [[engenheiro]]s passaram a projetar estradas considerando que os efeitos de velocidade e de arrasto aerodinâmico produziam maiores níveis de ruído, e os fabricantes de automóveis a considerar os mesmos fatores na concepção dos veículos.

== Aerodinâmica ==

{{multiple image |align=right |direction=vertical 
 |image1=Diffuser (automotive) places.svg|width1=250|caption1=<center>[[Difusor]] automotivo.</center>
 |image2=Aerodynamics of model car.jpg|width2=250|caption2=<center>[[Linha de corrente|Linhas de corrente]].</center>
 |image3=CFD Cp ecomobile.jpg|width3=250|caption3=Modelo computacional mostrando o coeficiente de pressão em torno de um carro.
}}

Um automóvel aerodinâmico incorpora as baias das [[roda]]s/[[aro]]s e [[Luzes automotivas|suas luzes]] na [[carroceria]] para reduzir o arrasto. Ele utilizará formas arredondadas (''[[streamlining]]''); por exemplo, não terá bordas afiadas que cruzam o fluxo de [[ar]] acima do [[pára-brisas]] e contará com uma espécie de cauda (''[[fastback]]'', ''[[kammback]]'', ''[[hatchback]]''). Nota-se que o [[Aptera 2e]], o [[Loremo]], e o [[Volkswagen 1-litre concept]] tentam reduzir suas áreas traseiras. Ele terá um fundo plano e liso para suportar o [[efeito Venturi]] e produzir forças aerodinâmicas descendentes desejáveis.

O ar que força o para dentro do compartimento do [[motor]], é utilizado [[Sistema de arrefecimento|para refrigeração]], [[combustão]] e para a ventilação natural dos passageiros, em seguida, reacelerado por uma [[tubeira]] e depois ejetado sob o assoalho. Para os [[Motor traseiro|motores traseiros]] e [[Motor central|centrais]], o ar é desacelerado e pressurizado em um [[difusor]], perde alguma pressão à medida que passa do compartimento do motor, e preenche o [[cone de aspiração]]. Estes carros precisam de uma vedação entre a região de baixa pressão em torno das rodas e a de alta pressão em torno da [[caixa de velocidades]]. Todos eles têm um compartimento do motor fechado.

A [[suspensão]] é tanto simplificada (Aptera 2e) ou retraída. [[Maçaneta]]s, [[antena]], barras do teto, etc. podem ter uma forma simplificada. O espelho lateral só pode ter uma [[carenagem]] rodada como um nariz. O fluxo de ar através das baias das rodas é apontado como fator para o aumento do arrasto,<ref>[[Die Welt]] - [http://www.welt.de/wissenschaft/article1930599/Neue-Aero-Raeder-senken-Spritverbrauch.html ''Neue Aero-Räder senken Spritverbrauch.''] 2016, {{de}} Acessado em 13/06/2016.</ref> embora carros de corrida precisem dele para [[arrefecimento]] dos [[Travão|travões]] e muitos carros emitam o ar do [[radiador]] no compartimento da roda.

=== Comparação com a aerodinâmica aeronáutica ===

A aerodinâmica automotiva difere da aeronáutica de várias maneiras:

* A forma característica de um veículo rodoviário, é muito menos simplificada em comparação com a de uma [[aeronave]].
* O veículo opera no solo, ao invés de no ar livre.
* As velocidades de funcionamento são mais baixas (e o [[arrasto]] varia com o [[quadrado (aritmética)|quadrado]] da velocidade).
* Um veículo terrestre tem menos [[graus de liberdade (física)|graus de liberdade]] do que uma aeronave, e seu movimento é menos afetado por forças aerodinâmicas.
* Veículos terrestres de passageiros e de carga têm restrições de [[design]] muito específicos, tais como a sua finalidade, normas de segurança elevadas (que exigem, por exemplo, mais espaço estrutural "morto" para agir como zonas de deformação), e certos regulamentos.

=== Métodos de estudo ===

A aerodinâmica automotiva é estudada através de [[modelagem computacional]] ([[fluidodinâmica computacional]]) e, testes em [[túnel de vento]]. Para obter resultados mais precisos a partir de um teste de túnel de vento, o túnel é, por vezes, equipado com um [[simulador de pista]].<ref>[[INMETRO]] - [http://www.inmetro.rs.gov.br/noticia_cronotacografo_14_02_2014.html Inmetro se reúne com empresas fabricantes de equipamento simulador de pista.] {{Wayback|url=http://www.inmetro.rs.gov.br/noticia_cronotacografo_14_02_2014.html |date=20160812080810 }} Acessado em 13/06/2016.</ref> Este é dotado de uma [[esteira rolante]] no piso da secção de trabalho, que move-se na mesma velocidade do fluxo de ar. Isso impede que uma [[camada limite]] forme-se no piso da secção de trabalho e afete os resultados. Um exemplo deste tipo de túnel de vento com simulador de pista de esteira rolante é o ''[[Wind Shear's Full Scale Rolling Road, Automotive Wind Tunnel]]'' em [[Concord (Carolina do Norte)|Concord]] e no ''[[Auto Research Center]]'', em [[Indianápolis]], (ambos nos [[EUA]]).

=== C<sub>X</sub> (coeficiente de resistência aerodinâmica) ===

{{Principal|Coeficiente de resistência aerodinâmica}}

O [[coeficiente]] do [[arrasto]] (C<sub>X</sub>, C<sub>D</sub> ou C<sub>W</sub>) é uma classificação indicativa comum da "suavidade" aerodinâmica de um carro, relacionada com o formato da [[carroceria]]. Multiplicando C<sub>X</sub> pela [[área]] frontal do carro chega-se ao índice de arrasto total. O resultado é chamado de área de arrasto, e está listada abaixo para vários carros. A largura e a altura das curvas das carrocerias levam à superestimativa da área frontal. Estes números baeiam-se nas especificações de área frontal do fabricante Mayfield Company a não ser quando indicado.<ref>[http://www.mayfco.com/tbls.htm The Mayfield Company] - ''Index to Coefficient of Drag for Many Vehicles.'' {{en}} Acessado em 13/06/2016.</ref>

Alguns exemplos:

[[Imagem:Drag-it.svg|thumb|240px|direita|[[Coeficiente de resistência aerodinâmica|C<sub>X</sub>]] (coeficiente de resistência aerodinâmica) de acordo do formato de cada objeto. {{it}}.]]

{| class="wikitable sortable"  style="font-size:97%; width:350px;"
|-
| Área C<sub>X</sub> <br />(C<sub>X</sub> x [[Pé (unidade)|Pé]]<sup>2</sup>) || Ano || Automóvel
|-
| 3.00 || 2012 || [[Volkswagen 1-litre concept]] <ref>[http://www.wn.com/volkswagen_xl1_-_vision_wird_realit%C3%A4t_ World News] - Vídeo: ''Volkswagen XL1 - Vision wird Realität.'' {{de}} Acessado em 13/06/2016.</ref>
|-
| 3.95 || 1996 || [[General Motors EV1|GM EV1]]
|-
| 5.10 || 1999 || [[Honda Insight]]
|-
| 5.40 || 1989 || [[Opel Calibra]]
|-
| 5.54 || 1980 || [[Ferrari 308 GTB]]
|-
| 5.61 || 1993 || [[Mazda RX-7]]
|-
| 5.61 || 1993 || [[McLaren F1]]
|-
| 5.63 || 1991 || [[Opel Calibra]]
|-
| 5.64 || 1990 || [[Bugatti EB110]]
|-
| 5.71 || 1990 || [[Honda CR-X]]
|-
| 5.74 || 2002 || [[Honda NSX|Acura NSX]]
|-
| 5.76 || 1968 || [[Toyota 2000GT]]
|-
| 5.88 || 1990 || [[Nissan 240SX]]
|-
| 5.86 || 2001 || [[Audi A2|Audi A2 1.2 TDI 3L]]
|-
| 5.91 || 1986 || [[Citroën AX]]
|-
| 5.92 || 1994 || [[Porsche 964|Porsche 911]] Speedster
|-
| 5.95 || 1994 || [[McLaren F1]]
|-
| 6.00 || 2011 || [[Lamborghini Aventador]] S
|-
| 6.00 || 1992 || [[Subaru SVX]]
|-
| 6.06 || 2003 || [[Opel Astra|Opel Astra Coupe Turbo]]
|-
| 6.08 || 2008 || [[Nissan GT-R]]
|-
| 6.13 || 1991 || [[Honda NSX|Acura NSX]]
|-
| 6.15 || 1989 || [[Suzuki Swift]]
|-
| 6.17 || 1995 || [[Lamborghini Diablo]]
|-
| 6.19 || 1969 || [[Porsche 914]]
|-
| 6.2 || 2012 || [[Tesla Model S]]
|-
| 6.24 || 2004 || [[Toyota Prius]]
|-
| 6.27 || 1986 || [[Porsche 930|Porsche 911 Carrera]]
|-
| 6.27 || 1992 || [[Chevrolet Corvette]]
|-
| 6.35 || 1999 || [[Lotus Elise]]
|-
| 6.77  || 1995 || [[BMW M3]]
|-
| 6.79 || 1993 || [[Toyota Corolla]]
|-
| 6.81 || 1989 || [[Subaru Legacy]]
|-
| 6.96 || 1988 || [[Porsche 944]] S
|-
| 7.02 || 1992 || [[BMW 3 Series]]
|-
| 7.10 || 1978 || [[Saab 900]]
|-
| 7.13 || 2007 || [[SSC Aero]]
|-
| 7.31 || 2015 || [[Mazda3]]
|-
| 7.48 || 1993 || [[Chevrolet Camaro|Chevrolet Camaro Z28]]
|-
| 7.57 || 1992 || [[Toyota Camry]]
|-
| 8.70 || 1990 || [[Volvo 740]] Turbo
|-
| 8.71 || 1991 || [[Buick LeSabre]] Limited
|-
| 9.54 || 1992 || [[Chevrolet Caprice]] Wagon
|-
| 10.7 || 1992 || [[Chevrolet Blazer]]
|-
| 11.63 || 1991 || [[Jeep Cherokee (XJ)|Jeep Cherokee]]
|-
| 13.10 || 1990 || [[Range Rover Classic]]
|-
| 13.76 || 1994 || [[Toyota T100]] SR5 4x4
|-
| 14.52 || 1994 || [[Toyota Land Cruiser]]
|-
| 17.43 || 1992 || [[Land Rover Discovery]]
|-
| 18.03 || 1992 || [[Land Rover Defender]] 90
|-
| 18.06 || 1993 || [[Hummer H1]]
|-
| 20.24 || 1993 || [[Land Rover Defender]] 110
|-
| 26.32 || 2006 || [[Hummer H2]]
|}

=== Deportância (''downforce'') ===

A pressão aerodinâmica descreve a pressão descendente (deportância ou ''downforce'', ver: [[sustentação negativa]]) criada pelas características aerodinâmicas de um carro que lhe permite viajar mais rápido através de uma curva, mantendo o carro na superfície da pista. Alguns elementos para aumentar o downforce veículo também vão aumentar o arrasto. É muito importante para produzir uma boa força aerodinâmica descendente porque afeta a velocidade e [[tração (transportes)|tração]] do carro.<ref>[http://web-aerodynamics.webs.com/backgroundresearch.htm Web Aerodynamics] {{Wayback|url=http://web-aerodynamics.webs.com/backgroundresearch.htm |date=20110902013955 }} - ''Automobile Aerodynamics.'' 18 de Maio de 2008. {{en}} Acessado em 13/06/2016.</ref>

=== Imagens ===

<gallery widths=155px heights=95px>
Rumpler Tropfenwagen 02.jpg|[[Rumpler Tropfenwagen]] ("Carro Gota Rumpler", 1921).
Streamlined Car.png|Artigo da revista ''Everyday Science and Mechanics'', de [[1931]], sobre automóveis com desenho "''[[streamlining|streamlined]]''".
1937 Tatra 87, 8 cylinder, 75hp, 2960cm3, 150kmh, photo 3.JPG|<center>[[Tatra 87]] ([[1937]]).</center>
Bruno Senna 2008 Goodwood.jpg|[[Ferrari 312]]B2 (pilotada por [[Bruno Senna]] em 12-07-2008) um dos primeiros carros a adotar [[Spoiler (automóvel)|spoiler]] traseiro.
Lotus 79 Mont-Tremblant.JPG|[[Lotus 79]] um dos primeiros "''Wing Car's''".
Renault R28 nose.jpg|Nariz de um [[Renault R28]] [[F1]], concebido para melhorar a sustentação frontal do carro.
EV1A014 (5).jpg|<center>[[General Motors EV1]].</center>
Aeroakustik-Windkanal-Messhalle.JPG|[[Linha de corrente]] formada por gás opaco que permite visualizar o fluxo de ar sobre o veículo.
</gallery>

== Literatura ==

* ''Contribution expérimentale à l'aérodynamique automobile: étude en soufflerie de l'écoulement stationnaire et instationnaire autour d'un modèle simplifié de véhicule automobile.'' Autor: Adrien Thacker. Editions universitaires europeennes EUE, 2011, {{fr}} ISBN 9783841785398 Adicionado em 13/06/2016.
* ''Automotive Aerodynamics.'' Autor: Joseph Katz. John Wiley & Sons, 2016, {{en}} ISBN 9781119185727 Adicionado em 13/06/2016.
* ''Mecânica dos Fluidos - 6.ed.'' Autor: Frank M. White. AMGH Editora, 2010, pág. 496. ISBN 9788580550092 Adicionado em 13/06/2016.

{{referências|col=3}}

== Ligações externas ==

* [http://www.totalsimulation.co.uk/wp/downforce-car/ Total Simulation] - ''The First Downforce Car.'' {{en}} Acessado em 13/06/2016.
* [http://www.wn.com/automotive_aerodynamics_episode_1_flow_visualizations_of_mr2,_rx7,_supra,_frs World News] - ''Automotive Aerodynamics Episode 1: Flow Visualizations of MR2, RX7, Supra, FRS.'' {{en}} Acesado em 13/06/2016.

{{Portal3|Engenharia|Física|Automobilismo|Carros}}

[[Categoria:Aerodinâmica]]
[[Categoria:Automobilismo]]
[[Categoria:Automóveis]]