MAKALE Hareket halindeki bir otomobil üç çeşit kuvvete karşı iş yapabilmelidir. Bunlardan birincisi havanın ve lastikterin sürtünme kuvveti, ikincisi ivmelenme sırasında maruz kalınan eylemsizlik kuvveti, üçüncüsüysa eğer bir yokuş tırmanılıyorsa, aracın ağırlığına etki eden yerçekimi kuvvetinin yokuş yüzeyi üzerindeki iz düşüm kuvvetidir. Eğer araç yokuş aşağı gidiyorsa, bu üçüncü kuvvete karsı yapılan iş negatif olmakta, yani otomobil sahip olduğu potansiyal an rjiyi kaybederken bunun karşılığında kinetik enerji kazanmaktadır. Eğer hız kazanmak istanmiyorsa franlar kullanılarak bu potansiyel enerji ısı enerjisine dönüştürülebilir. Otomobilin tasarımının yapılabilmasi için bu kuvvetlerin maksimum düzeyleri bilin m id ir, bu da aracın geometrisinin ve ağırlığının önceden kabaca da olsa bilinmesini gerektirir. Dolayısıyla, aslında bütün otomo· billerde olduğu gibi, güneş panelli bir aracm tasarımı da bir bakıma sondan başlar. Hangi amaca hizmet edeceğinin belirlenmesinden sonra amaca uygun ağırlık belirlenir. Örnek olarak 70 kg ağırlığında bir sürücü taşınacoksa, motor ve akü ağı rlıklarının da 30'or kg olduğu, diğer yardımcı elemanların da 20 kg olacağı düşünülürse, araç gövdesinin kendi ağırlığı dışında 150 kg taşıyacağı manasıno gelirvegövdeta anmı yapılırken bu durum göz önüna alınmal ı dır. Havanın sürtünme kuvvetini en aza indiren, yani hava dinamiği açısından en uygun geometrilerden birisi uçaklarda da kullanılan kanat geometrisidir. Bu geometride aracın 140 Tesısat Detgls Sayı ·137- Mayıs 2007 Resim 1. Bir güne§ orobosı ~mi (http;//www.formulosun.org/education/seles9.html). profili ön tarafta kalın bir bombe şekliyle başlar ve arkaya doğru incelerek bir bıçak sırtına dönüşür. Dolayısıyla profile karşıdan gelip çarpan hava, profilin ü t kısmı nda, alt kısmına oranla daha uzun bir yol iz:larva daha fazla kinotik ane~i kaybeder. Bu sebeple de kanat profilinin arka kı sı m larında kanat üzerindeki basınç, kanadın alt kısmındaki basınçtan daha az olur ve bu da kanada kaldırma kuvveti şeklinde etki eder. Böylece özellikle yüksek hızlarda aracın ağırlığı oldukça azaltılmış olur. Hatta öyle ki, hafif bir sürücü aracı yüksek hızlarda kullanırken bu durum aracın havalanıp takla atmasına dahi sebep olabilir. Aracın boyutları sürücüyü, motoru ve diğer asgari donanımı bonndırebilecek şekilde sesilir. Bu oşamadan sonra gövde üzerine etki edecek kuvvetleri hesaplamoya geçilebilir. Bu iş gerçek veya küçültülmüş model boyutlanyle rüzgar tünellerinde simülasyonlo veya daha ucuz bir şekilde özel bilgi ayar programları kullanılarak yapılır. Gövdeye çarpan havanın hız.ı, aracın gidiş yönüne ters asabilecek en yüksek rüzgar hızı ile aracın hareket hızının toplamıdır. Bahsedilen bilgisayar programları bu hıziann verilmesi ve aracın gövde geometrisinin tanımlanması akabinde gövdeyi oluşturan parçalar üzerindeki yükleri n dağılımını verebilmektedir. Bu yük dağıl ımlarının da belirlenip hesaplanmasından sonra gövde bileşenlerinin seçimine geçilebilir. Bu bileşenler yeterince dayanıkl ı fakat hafif malzemelerden eçilmelidir. Kilit olarak ön ve arka takerlek yuvaları ve şasi seçilip sonra da şasi üzerine sürücü kobinini, motoru, aküyü ve diğer oksomı taşıyacak olan bir zemin yerleştirile ooktir. En üstte de aerodinamik yapıyla birlikte PV hücreler yer alacaktır. Sürtünme kökenli gerilimlerden sonra eylemsizlik kuvvetinin yol açtığı gerilimler de hesaplanma l ıdır. Bunların ise hesabı oldukça kolay olup bildiğimiz hız-ivme formüllerinin yardımıyla bulunur. Gövde bileşenlerinin her birinin tabi olduğu kuvvet söz konusu olan birim hacmin özgül ağırlığı ile aroan ivmelenmasinin çarpımına eşittir {Altın, 2003). Bu hesaplamalardan sonra seçilmiş olon gövde malzemesi ve geometrisinin maruz kalınan bu kuvvetiere dayanıp dayanomayocağı öngörülür ve optimum onuco ulaşılıncoyo kadardenemeler yapılabilir. Resim l'de bir güneş arabası resmi görülmektedir. Tasarım sıras ında tasanma etki edebilecek konu başl ı kları : "Maliyet, Etkililik, imal Edilebilirlik, Kurallara Uygunluk, Sistem Uygunluğu, Zaman Kısıtlamaları, Ağırlık vb." şeklinde sıralanabilir.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=