ضریب درگ (Drag coefficient – Cd) یک کمیت بدون بُعد است که میزان مقاومت هوا (Drag) یا مقاومت آیرودینامیکی شکل یک جسم را در حین حرکت در هوا (یا هر سیال دیگر) نشان می‌دهد. به عبارت دیگر، ضریب درگ (Cd) معیاری برای سنجش میزان “لغزندگی” یا “مقاومت” یک شکل در برابر جریان هوا است. هرچه ضریب درگ (Cd) کمتر باشد، به این معنی است که شکل جسم از نظر آیرودینامیکی کارآمدتر بوده و در سرعت‌های یکسان، مقاومت هوای کمتری ایجاد می‌کند. این مشخصه یکی از پارامترهای کلیدی در طراحی خودرو، به‌خصوص برای خودروهای برقی (EVs)، محسوب می‌شود.

چه عواملی بر ضریب درگ (Cd) تأثیر می‌گذارند؟

ضریب درگ (Cd) عمدتاً توسط شکل کلی بدنه خودرو تعیین می‌شود. شکل‌های صاف، منحنی و روان، مانند شکل قطره آب، ضریب درگ پایین‌تری دارند، در حالی که شکل‌های جعبه‌ای، گوشه‌دار یا با سطوح نامنظم، ضریب درگ بالاتری خواهند داشت. جزئیات کوچک‌تر مانند طراحی آینه‌های جانبی، دستگیره‌های درب، طراحی چرخ‌ها، و حتی صاف بودن بخش زیرین خودرو نیز بر ضریب درگ نهایی تأثیر می‌گذارند.

رابطه ضریب درگ با نیروی پسار (Drag Force)

ضریب درگ (Cd) مستقیماً با نیروی پسار (Drag Force)، یعنی نیرویی که هوا در خلاف جهت حرکت خودرو وارد می‌کند، ارتباط دارد. فرمول محاسبه نیروی پسار به شرح زیر است:

$نیروی پسار = 0.5 \times ρ \times V^{2} \times A \times C_{d}$

که در این فرمول:

$ρ$ (رو): چگالی هوا است.
$V$ : سرعت خودرو است.
$A$ : مساحت پیشانی (Frontal Area) خودرو است (مساحت جلوی خودرو وقتی از روبرو به آن نگاه می‌کنیم).
$C_{d}$ : ضریب درگ (Cd) خودرو است.

این فرمول نشان می‌دهد که نیروی پسار با مجذور سرعت (سرعت به توان دو) افزایش می‌یابد. به همین دلیل، مقاومت هوا در سرعت‌های بالا (مانند رانندگی در بزرگراه) به عامل اصلی مقاومت در برابر حرکت و مصرف انرژی تبدیل می‌شود. همچنین، نیروی پسار مستقیماً با مساحت پیشانی و ضریب درگ (Cd) رابطه دارد. بنابراین، یک خودرو با ضریب درگ (Cd) پایین اما مساحت پیشانی بزرگ (مانند یک ون بزرگ)، ممکن است نیروی پسار کلی بیشتری نسبت به یک خودروی کوچک‌تر با ضریب درگ (Cd) کمی بالاتر داشته باشد. هم ضریب درگ (Cd) و هم مساحت پیشانی در تعیین مقاومت هوای کلی خودرو مهم هستند.

اهمیت ضریب درگ پایین برای خودروهای برقی

ضریب درگ (Cd) پایین برای خودروهای برقی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، حتی بیشتر از خودروهای بنزینی، زیرا:

تأثیر مستقیم بر برد پیمایش: در سرعت‌های بالاتر، بخش قابل توجهی از انرژی الکتریکی باتری خودروی برقی صرف غلبه بر مقاومت هوا می‌شود. کاهش ضریب درگ (Cd) به معنای کاهش نیروی پسار و در نتیجه نیاز کمتر به انرژی برای حفظ سرعت است که مستقیماً منجر به افزایش راندمان انرژی خودروی برقی و بهبود برد پیمایش (Range) خودرو، به‌خصوص در رانندگی بین‌شهری، می‌شود.
اولویت طراحی: دستیابی به ضریب درگ (Cd) پایین یکی از اولویت‌های اصلی در طراحی بدنه بسیاری از خودروهای برقی است. خودروسازان از تکنیک‌هایی مانند خطوط بدنه روان، دستگیره‌های درب همسطح، طراحی آیرودینامیک چرخ‌ها (یا استفاده از پوشش‌های آیرودینامیک روی چرخ‌ها)، و صاف کردن بخش زیرین خودرو برای کاهش Cd استفاده می‌کنند. عدم نیاز به جلوپنجره بزرگ در بسیاری از خودروهای برقی نیز امکان طراحی آیرودینامیک‌تر بخش جلویی را فراهم می‌کند.
بازتاب راندمان آیرودینامیکی: ضریب درگ (Cd) پایین نشان‌دهنده کارآمدی شکل بدنه خودرو در عبور از هوا است.

مقادیر معمول ضریب درگ (Cd)

ضریب درگ (Cd) برای خودروهای سواری مدرن معمولاً در محدوده‌ی ۰.۲۵ تا ۰.۳۵ قرار دارد. برخی از خودروهای برقی با طراحی بسیار بهینه و تمرکز بر آیرودینامیک توانسته‌اند به مقادیر کمتر از ۰.۲۲ نیز دست یابند که نشان‌دهنده راندمان آیرودینامیکی بسیار بالا است.

ضریب درگ در بازار خودروی ایران

ضریب درگ (Cd) یکی از مشخصات فنی است که برای خودروهای برقی و هیبریدی وارداتی به ایران معمولاً توسط سازنده اعلام می‌شود. این عدد برای خریداران و علاقه‌مندان در بازار خودروی ایران که به دنبال درک عملکرد و راندمان انرژی خودرو هستند، اهمیت دارد.

درک ضریب درگ (Cd) (در کنار مساحت پیشانی) به خریداران ایرانی کمک می‌کند تا پیش‌بینی واقع‌بینانه‌تری از برد پیمایش واقعی خودرو، به‌خصوص در رانندگی با سرعت‌های بالاتر در جاده‌های بین‌شهری و بزرگراه‌های ایران، داشته باشند. خودروهایی با Cd پایین‌تر (با فرض مشابه بودن سایر عوامل) معمولاً در این شرایط مصرف انرژی کمتری داشته و برد بیشتری را ارائه می‌دهند. هرچند عوامل دیگری نظیر وزن خودرو، سبک رانندگی و استفاده از سیستم تهویه نیز بر برد واقعی تأثیرگذارند، اما ضریب درگ در سرعت‌های بالا عامل بسیار مهمی است.

نتیجه‌گیری

ضریب درگ (Drag coefficient – Cd) یک معیار بدون بُعد برای سنجش مقاومت آیرودینامیکی شکل خودرو است. هرچه Cd کمتر باشد، شکل خودرو در برابر جریان هوا کارآمدتر است. ضریب درگ به طور مستقیم بر نیروی پسار و در نتیجه بر مصرف انرژی خودرو (به‌خصوص در سرعت‌های بالا) تأثیر می‌گذارد. کاهش ضریب درگ (Cd) برای افزایش راندمان انرژی خودروی برقی و بهبود برد پیمایش در خودروهای برقی حیاتی است و به همین دلیل یکی از اولویت‌های اصلی در طراحی آن‌ها است. ضریب درگ (Cd) به عنوان یک مشخصه فنی، برای خودروهای برقی و هیبریدی وارداتی به ایران اعلام می‌شود و درک آن برای ارزیابی پتانسیل راندمان آیرودینامیکی و پیش‌بینی برد پیمایش واقعی در سرعت‌های بالا در بازار خودروی ایران اهمیت دارد.