سرّ الأداء الفائق لسيارة "موستانج شيلبي جي تي 500" الجديدة كليًّا

يتميّز طراز شيلبي GT500 ‏2020 بتسارع أكبر وأكثر تطوّرا من حيث الديناميكية الهوائية، وذلك بفضل التجارب الافتراضية عبر الكمبيوترات الخارقة والطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث استمدّ المصممون ومهندسو القوة المحرّكة والديناميكية الهوائية، لدى قسم مركبات فورد فائقة الأداء، أفضل الممارسات التي اعتُمدت طوال أكثر من قرن من السباقات، وعملوا كفريق سباقات افتراضيّ من أجل اختبار مئات التصاميم على الصعيد الرقميّ والفعليّ. وانطلقوا في مهمة تقضي بتصميم سيارة موستانج المخصّصة للقيادة على الطرقات العادية الأكثر تطوراً وقوّة على الإطلاق، حيث استخدموا أدوات النماذج الأولية المتطوّرة الخاصة بالعالم الرقمي والتصنيع التجميعي.

في هدف تحقيق موستانج شيلبي GT500 الأهداف المرجوّة من حيث قوّة الضغط السفلية والفرملة والتبريد، وجب إيلاء أهمية شديدة لكلّ مليمتر. لذلك استفاد الفريق من أدوات محاكاة التصميم المتطوّرة لدى فورد، بما في ذلك المركز التقني الخاص بقسم مركبات فورد الفائقة الأداء في كونكورد، كارولاينا الشمالية، وأنظمة النمذجة ثلاثية الأبعاد السريعة في مركز التصنيع المتطوّر في ريدفورد، ميشيغان. واستُخدمت أيضاً أنفاق فورد الهوائية في ميشيغان ونفق "ويندشير" الهوائي في كونكورد من أجل المصادقة على التصاميم المحسّنة.

وبما أنّه لا يمكن تجاهل مدى أهمية الاختبارات في العالم الواقعي، أجرى فريق GT500 اختبارات السرعة العالية المكثّفة على حلبات السباق الأكثر شهرةً في الولايات المتحدة الأمريكية - بما في ذلك حلبة فرجينيا الدولية، حلبة "نولا موتورسبورتس بارك" وحلبة "جنجر مان" - من أجل صقل تصاميم الديناميكية الهوائية ومساعدة سيارة شيلبي GT500 الجديدة كلياً لتحقيق أسرع اللفات على الحلبة مقارنةً بسيارات موستانج السابقة المخصّصة للإنتاج، بالإضافة إلى تحسين قدرة تحكّم السائق لتعزيز الثقة وراء المقود.

وبما أنّ السيارة تولّد أكثر من 700 حصان باستعمال وقود 93 أوكتان، كان من الضروري تعزيز التبريد في الناحية الأمامية لضمان الأداء الفائق على الحلبة في سيارة شيلبي GT500، وانصبّت كافة جهود الفريق على هذه المسألة. يحتاج نظام التبريد، عند فتح الخانق بالكامل، إلى استخراج ما يصل إلى 230 كيلوواط من الطاقة الحرارية، ما يكفي لتدفئة عشرة منازل تقريباً. وبما أنّ الفرامل الأماميّة الهائلة تستخرج 100 كيلوواط إضافيّ من الحرارة عند الفرملة القصوى، استخدم الفريق نمذجة تدفق الهواء الثلاثية الأبعاد المتطوّرة لتعزيز التبريد الإجمالي إلى أقصى حدّ مع السعي إلى تخفيض تأثير ارتفاع الناحية الأماميّة والمقاومة الهوائية.

وقد تمّ تحليل أكثر من 500 تصميم ثلاثي الأبعاد للتبريد والديناميكية الهوائية من أجل تعزيزهما إلى أقصى حدّ، وتمّ اختبار طرازات التصاميم الأكثر تطوّراً باستخدام أجهزة المحاكاة ذات الشاسي الكامل في مركز فورد التقني بالتعاون مع سائقي السباقات المحترفين. وتضمّنت اختبارات محاكاة النمذجة الرئيسية أنظمة التبريد، تصاميم الواجهة الأمامية والجناح الأمامي، بالإضافة إلى إمدادات الفرامل، تصاميم الجناح الخلفي وفتحة تهوية كبيرة في غطاء المحرّك قياس 6.03 أقدام مربّعة. 

وتمّ تسريع وقت التطوير من خلال طباعة التصاميم الواعدة بظرف أيام، وليس أشهر، ما سمح للفريق بتعزيز عملية صقل الأداء والديناميكية الهوائية. على سبيل المثال، طبعوا أكثر من 10 أجنحة أمامية وأخضعوها للاختبارات، وأُجريت تعديلات طفيفة على البعض منها ليصبح تصميمها مثالياً، وقد أُرسلت عدة إصدارات من القطع في الوقت نفسه لتقييمها على الحلبة.

وحقّق الفريق قوّة ضغط سفلية خلفية قصوى تبلغ 250 كلغ عند سرعة 180 ميلا في الساعة عبر الاستفادة من الجناح الخلفي لسيارة موستانج GT4 الذي أثبت جدارته في السباقات، وحقّقوا بالتالي قوة الضغط السفلية الأكبر في سيارة موستانج مخصّصة للسير على الطرقات العادية مع مجموعة تجهيزات ألياف الكربون للحلبات. وأثمرت اختبارات المحاكاة وعملية النمذجة المتطوّرة عن تصميم جناح خلفي جديد مبتكر، قياسيّ في الطراز الأساسي من شيلبي  GT500 ‏2020 ويُطلق عليه فريق الديناميكية الهوائية اسم "ذا سوينغ"، وهو تصميم هجين يجمع ما بين الجناح الخلفي والجناح الانسيابي. وعند تركيب مجموعة تجهيزات التحكّم بالقيادة المتوفّرة والجنيح الصغير المثبّت بالجناح، يعمل "ذا سوينغ" لتأمين أكثر من 170 كلغ من قوة الضغط السفلية عند سرعة 290 كلم في الساعة.

تُعتبر أهداف التبريد الفائق الأداء من العوامل البالغة الأهمية أيضاً في التصميم والاختبارات الافتراضية للمساعدة على ضمان الثبات في الإدارة الحرارية وتوزيع القوة خلال اللفات الطويلة على الحلبة. ويشتمل هذا على تصميم جديد عالي الأداء للواجهة الأمامية يعمل على مضاعفة حجم الفتحات الأمامية ويعزّز تدفّق هواء التبريد من خلال ستة مبادلات حرارية عند السرعة القصوى بنسبة 50 في المئة مقارنةً بتصميم موستانج GT350 الحاليّ.

وتساعد صينية مطر قابلة للنزع على تعزيز التبريد وتعمل على تخفيض ضغط الهواء تحت غطاء المحرك عند السرعات العالية، بينما يساعد حاجب الريح الخلفي الخاص بشيلبي على التحكّم بتدفّق الهواء تحت السيارة.

ويعمل منظّم الحرارة الجديد ذو جهتين على توجيه السائل المبرّد إلى رادياتير إضافي جديد، كما أنّ محرّك المروحة الكهربائي بدون فرشاة بقوة 600 واط والمروحة العالية الأداء بـ 16 سرعة يحسّنان تدفّق هواء التبريد مع التخفيف من المقاومة الهوائية وارتفاع الناحية الأماميّة. وعلاوة على ذلك، فإنّ المبرّدان الجديدان لزيت المحرك وزيت ناقل الحركة يحسّنان عملية تبريد القوة المحركة.