Nhờ Mustang, tính khí động học của Ford Ranger Raptor tăng cường vượt trội

“Một trong những điểm nhấn nổi bật trên Ranger Raptor Thế hệ Mới chính là phần đầu xe được thiết kế lại hoàn toàn. Chúng tôi dành rất nhiều thời gian để nghiên cứu các chi tiết thiết kế nhỏ nhất để tạo nên sự khác biệt cho khách hàng.” David Grice, kỹ sư trưởng, nền tảng Ranger và Everest cho biết. 

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. Cùng với đó là công nghệ tính toán động lực học chất lưu tiên tiến, cho phép đội ngũ phát triển ngay lập tức có thể kiểm tra tác động của những thay đổi về thiết kế dù là nhỏ nhất.

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. Dù có rất ít điểm chung giữa hai sản phẩm, nhưng các kỹ sư ở Úc đã học hỏi được rất nhiều từ những người đồng nghiệp của mình tại Mỹ và cách họ tăng cường hiệu năng khí động học ở khu vực hốc bánh xe và xung quanh các bánh xe Mustang.

Tầm quan trọng của khí động học đối với thiết kế bán tải

Trước kia, tính khí động học không phải lúc nào cũng đóng vai trò quan trọng trong thiết kế của Ranger Raptor hay rộng hơn là dòng sản phẩm Ranger. Tuy nhiên khi ngày càng có nhiều khách hàng lựa chọn xe bán tải cho công việc, gia đình và giải trí, thì các nhà thiết kế đã phải cải tiến thiết kế xe bán tải để phù hợp với mong đợi của khách hàng về độ hiệu quả và sự tinh tế.

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 phải là một công việc đơn giản. 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.

“Với Ranger Raptor Thế hệ 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".

Kiểm soát luồng không khí xung quanh các bánh xe  

Các bánh xe là một nguồn lực cản khí động học chính. Theo Tiến sĩ Lewington, mặc dù bạn 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.” 

“Việc quản lý luồng không khí xung quanh các bánh xe là rất quan trọng để cải thiện hiệu quả khí động học, cho dù chiếc xe được thiết kế để sử dụng hiệu suất cao, cho đô thị hay bất kể mục đích nào khác. Trên Ranger, ngoài thiết kế khí động học ở bánh trước, chúng tôi đã phát triển các gờ hướng gió được đặt trước bánh sau để hạn chế tác động của luồng không khí lên hệ thống treo sau. Từ đó giảm được rung động lên các lốp phía sau,” Tiến sĩ Lewington chia sẻ thêm.

Thiết kế thùng xe gọn gàng

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.

“Bằng cách khéo léo điều chỉnh hình dạng của mui xe và cột C để tương tác với ốp thùng và thiết kế dạng cánh gió ở cửa thùng, chúng tôi có thể tác động đến hình dạng của luồng không khí hỗn loạn phía sau chiếc xe, giảm lực cản khí động học.”

Mặc dù có phần đầu xe mạnh mẽ và vòm bánh xe rộng, mức cản gió tổng thể trên Ranger Raptor Thế hệ 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.