بالنسبة لشاحنات الـبيك أب التي تسير على الطرق السريعة، فإن حوالي 60٪ من إجمالي الطاقة التي تستهلكها ناتجة عن السحب الهوائي وفقًا لأبحاث جمعية مهندسي السيارات (SAE) لعام 2023. وتحدث هذه الظاهرة بشكل رئيسي بسبب الاضطرابات الناتجة عند القيادة بشحنة مفتوحة. حيث يشكل الهواء المار فوق هذه المساحات الفارغة ما يشبه دوامة ضغط منخفض، تشبه مظلة كبيرة غير مرئية خلف المركبة. وقد أجرت شركة فورد بعض الاختبارات في أنفاق الرياح الخاصة بها ووجدت أن هذه الظاهرة تؤدي بالفعل إلى زيادة استهلاك الوقود بين 7 و12 بالمئة عند السير بسرعة 65 ميلاً في الساعة، مقارنةً عندما تكون الشحنة مغطاة بشكل مناسب.
يقيس معامل السحب (Cd) كفاءة المركبة الديناميكية الهوائية، حيث يتراوح المتوسط الحديث للشاحنات الصغيرة بين 0.45 و0.55 Cd. وتحسّن أغطية صندوق الشاحنة الثلاثية الطي هذه القيمة بنسبة 15–20٪ (NHTSA 2022) من خلال ثلاث آليات رئيسية:
تُظهر الاختبارات الميدانية أن الأغطية الثلاثية تقلل مقاومة الهواء بمقدار 550 نيوتن عند سرعة 70 ميلاً في الساعة، ما يعادل إزالة لوح خشبي بمقاس 4×8 أقدام من فوق السقف (UTAC 2023). وتتحقق هذه النتيجة من خلال التصميم الثلاثي الذي يحتوي على قنوات هوائية قيد براءة اختراع تقوم بتسريع الهواء فوق الصندوق، مما يمنع انفصال التيار المضطرب عند البوابة الخلفية.
تُسبب الأغطية المكونة من لوحة واحدة عادةً اضطرابات هوائية حول حوافها، لكن تصميم غطاء شاحنة البيك أب هذا المكوَّن من ثلاث قطع يعمل بشكل مختلف. فالهيكل المقسّم يتبع في الواقع مبادئ تشبه الطريقة التي تعمل بها أجنحة الطائرات من الناحية الهوائية. حيث يقوم كل ثلث من الغطاء بإعادة توجيه الهواء إلى الأسفل بالتناوب، مما يقلل من انفصال طبقة الحدود بنسبة تقارب 40٪ مقارنة بالأغطية المسطحة التقليدية وفقًا للبحث الذي أجرته مختبرات WSU Aerolab عام 2023. ما يميز هذا التصميم هو قدرته على الحفاظ على تدفق هواء سلس لأكثر من ضعف المدة تقريبًا مقارنة بأي غطاء آخر متوفر حاليًا في السوق. بالنسبة لأي شخص يهتم بكفاءة استهلاك الوقود أو يرغب فقط في أن يبدو بيك أبه أنيقًا أثناء القيادة على الطرق السريعة، فإن هذه التحسينات الأداء تحدث فرقًا حقيقيًا.
أظهرت الاختبارات أنه عندما تكون الشاحنات مجهزة بهذه الأغطية الثلاثية الألواح بدلاً من ترك صناديقها مفتوحة، فإنها تشهد انخفاضًا بنسبة حوالي 18٪ في مقاومة الرياح. وفقًا لبحث نُشر من قبل جمعية مهندسي السيارات (SAE International) العام الماضي، فإن هذا يُحدث فرقًا حقيقيًا أيضًا عند مضخة الوقود. يمكن للسائقين توقع تحسن في استهلاك الوقود بنسبة تتراوح بين 5 إلى 9٪ على الطرق السريعة عند السير بسرعة تزيد عن 55 ميلًا في الساعة. ما يجعل هذه الأغطية فعّالة للغاية هو تصميمها. فالألواح المتعددة تنطوي معًا لخلق تدفق هواء أكثر سلاسة فوق المركبة، مما يقلل ما يسميه المهندسون معامل السحب أو Cd. وتأتيكم هذه المعلومة من تقرير وزارة الطاقة الأمريكية لعام 2024 - أن ما يقارب نصف الوقود المستخدم أثناء القيادة على الطرق السريعة يُعزى فقط إلى عامل السحب هذا.
تشير تقارير مشغلي الأساطيل إلى متوسط وفورات في استهلاك الوقود بنسبة 3.4٪ على امتداد 8000 ميل سنويًا عند استخدام أغطية ثلاثية الطي – ما يعادل 71 جالونًا يتم توفيرها لكل شاحنة سنويًا بالأسعار الحالية للديزل. ويلاحظ السائقون الذين يقومون برحلات طويلة الفوائد الأكثر وضوحًا:
| حالة القيادة | تحسين استهلاك الوقود (ميل في الجالون) | مصدر البيانات |
|---|---|---|
| الطريق السريع (65 ميل/ساعة) | 6.2% | تحليل الأسطول التجاري |
| المدينة/التوقف والانطلاق | 1.8% | تقارير المالكين بأنفسهم |
تتماشى هذه الأرقام مع النمذجة الهوائية التي تُظهر أن تقليل الاضطرابات خلف الكابينة يُفسر 92٪ من إجمالي وفورات الوقود (مجلس أبحاث النقل 2023).
توفر الأغطية الصلبة للأسطح الخلفية للشاحنات تحسنًا طفيفًا في معامل السحب (Cd)، حيث تكون القيم أقل بحوالي 0.02 إلى 0.04 مقارنةً بنظيراتها اللينة. ولكن لا تتجاهل تصاميم الطي الثلاثي أيضًا، لأنها تحافظ على نحو 98٪ من الفائدة الهوائية الديناميكية بفضل الألواح المشدودة بإحكام والتي تُغلق بإحكام. لكن ما يميز هذه التصاميم حقًا هو سهولة استخدامها. إذ تتيح النماذج القابلة للطي اللينة للأشخاص الوصول إلى صناديق شاحناتهم أسرع بنصف ثانية تقريبًا مقارنةً بالأنواع الصلبة، مما يحدث فرقًا كبيرًا عندما يحتاج الشخص إلى استلام شيء بسرعة أو تعديل الحمولة عدة مرات خلال اليوم. والأمر الأكثر إثارةً هو أنها تُدير تدفق الهواء بكفاءة مماثلة تمامًا، مع كونها أكثر راحة بكثير في ظروف القيادة اليومية التي تتضمن التحميل والتفريغ المستمرين كجزء من الروتين.
يجمع غطاء شاحنة البيكأب المكون من ثلاث قطع هذا بين تدفق هواء جيد وفائدة عملية في الاستخدام اليومي. إن طريقة تصنيعه تتخلص من الزوايا البارزة المزعجة والجيوب الهوائية العشوائية التي تُحدث مقاومة، وبالتالي يقل سحب الرياح مع الحفاظ على إمكانية الوصول التام إلى أي شيء موجود في صندوق الشاحنة. يجد السائقون الذين يستخدمون هذه الشاحنات أن بإمكانهم التحول بسهولة من نقل عناصر كبيرة إلى مجرد القيادة على الطرق، دون الحاجة إلى الاختيار بين خيار وآخر. وهذا أمر لا يمكن لمعظم الأغطية الأحادية القياسية تحقيقه، لأنها يجب أن تُزال بالكامل كلما أراد الشخص تحميل أي عنصر طويل داخل الصندوق.
تتيح الألواح المجزأة المزودة بمفاصل دقيقة للغطاء أن يطوى بشكل مستقيم نحو منطقة الكابينة مع الحفاظ على معظم شكل تدفق الهواء الأصلي، حتى عند فتحه جزئيًا فقط. أما الأغطية التقليدية التي تُلف للأعلى فقصتها مختلفة، إذ تميل إلى الانتفاخ للخارج عند سحبها للخلف، مما يخلق سحبًا غير ضروري. وعند النظر إلى نتائج اختبارات حديثة في نفق هوائي، تظهر حقيقة مثيرة للاهتمام حول هذه التصاميم ذات الثلاثة أجزاء: فهي تحافظ على معامل السحب ضمن فرق أقل من 2٪ سواء كانت مغلقة بالكامل أو مفتوحة جزئيًا بنسبة حوالي 50٪. ومقارنةً بأنظمة الأغطية العادية التي تُلف، حيث يزداد السحب بنسبة تتراوح بين 6 إلى 8٪ عندما لا تكون ممتدة بالكامل. إن هذا النوع من الفروقات يتراكم بمرور الوقت ويؤثر فعليًا على أداء المركبة.
| مميز | الغطاء الثلاثي الطي | الغطاء الدوار | الغطاء الصلب |
|---|---|---|---|
| تقليل المقاومة | 18–22٪ (مغلق) | 14–17٪ (مغلق) | 15–20٪ (مغلق) |
| راحة الوصول | فتح جزئي/كامل | فتح كامل فقط | يتطلب إزالة |
| الأمان | قفل ذو غطاء صلب | مادة ناعمة | إغلاق تام للسرير |
تتفوق الأغطية الخلفية للشاحنات الصغيرة المكونة من ثلاث أقسام على الخيارات الأخرى لأنها مصنوعة بشكل دقيق. فهي تحتاج إلى صيانة أقل مقارنةً بالآليات المنزلقة، وتحجب الماء بشكل أفضل من الأغطية القابلة للطي البسيطة، وتجعل تحميل وتنزيل الأشياء أسهل بكثير من التصاميم الصلبة بالكامل. وهذا أمر منطقي حقًا. وفقًا لاستطلاع أجرته شركة Automotive Accessories في عام 2023، اعتمد حوالي ثلثي مالكي الشاحنات هذه الأنظمة القابلة للطي عند النظر في الجوانب العملية والفوائد اليومية. فمعظم الناس يرغبون فقط في شيء يعمل دون عناء مستمر.
تعتمد كمية الغاز الموفرة من تركيب غطاء على صندوق شاحنة بيك أب بشكل أساسي على طريقة قيادة السائق، ونوع الشاحنة التي يستخدمها، والنوع الذي يختاره من الأغطية. تشير الدراسات إلى أنه عندما يقوم السائقون بالتسارع بسرعة كبيرة أو يتجاوزون سرعة 65 ميلاً في الساعة، فإن ذلك قد يستهلك حوالي 20 إلى 30 بالمئة من الوقود المستخدم في الشاحنات الكبيرة وفقًا لموقع MDPI عام 2022. أما الشركات التي تُدرّب سائقيها على القيادة بكفاءة أعلى، فهي عادةً ما تحصل على كفاءة استهلاك وقود أفضل بنسبة 15% تقريبًا مقارنة بتلك التي لا تهتم بهذا النوع من التدريب كما ذُكر في ScienceDirect العام الماضي. بالنسبة للشاحنات التي لا تتمتع بكفاءة هوائية جيدة (تلك التي تزيد معاملات سحبها عن 0.45)، فإن إضافة غطاء صندوق عالي الجودة تحدث فرقًا حقيقيًا. والأمر المثير للاهتمام أن الشاحنات الحديثة المزودة بتقنية تعطيل الأسطوانات توفر وقودًا أكثر حتى عند تركيب هذه الأغطية بشكل صحيح.
غالبًا ما تدمج هياكل الطي المكونة من ثلاث خطوات اليوم ألومنيومًا بجودة طائرات أو مواد مركبة متقدمة، مما يحافظ على وزنها الكلي عند حوالي 40 رطلاً كحد أقصى. وهذا يقل بشكل مريح عن علامة انخفاض كفاءة استهلاك الوقود بنسبة 2٪ عند إضافة وزن إضافي إلى المركبات. وعند القيادة على الطرق السريعة، فإن تحسين مقاومة الرياح الناتج عن تقليل الاضطرابات الهوائية يعوّض في الواقع أي زيادة طفيفة في الوزن. كما أن البنية الأخف وزنًا مهمة حقًا في البيئات الحضرية أيضًا. فحركة المرور المتقطعة تستهلك الكثير من كفاءة استهلاك الوقود، خاصةً أن المركبات الثقيلة تتطلب طاقة أكبر في كل مرة تتسارع فيها من إشارة توقف أو ضوء أحمر. وتساعد المواد الخفيفة في التصدي لهذه الفاقد في الكفاءة خلال الرحلات اليومية.
عندما توجد فجوات بين غطاء الشاحنة وصندوقها نفسه، فإن ذلك يُنتج أنماطًا دوّارة من الهواء تُعرف بالدوامات، والتي يمكن أن تزيد قوى السحب بنسبة تتراوح بين 12 إلى 18 في المئة تقريبًا. وتتعامل أغطية البيك أب الثلاثية مع هذه المشكلة من خلال خيوط مانعة للتسرب مزودة بختم خاص ومشابك قابلة للتعديل تحافظ على الإغلاق المحكم لكل شيء، حتى عند تغير درجات الحرارة على مدار اليوم. والنتيجة؟ لا يتسرب الهواء أكثر إلى منطقة الصندوق حيث يتسبب في اختلافات ضغط مزعجة. ونحن جميعًا نعرف ما يحدث بعد ذلك – فتظهر تلك الظاهرة المكروهة التي تشبه المظلة، مما يجعل شاحناتنا تعمل بجهد أكبر وتحرق المزيد من الوقود، خاصة عند القيادة بسرعات عالية على الطرق السريعة. شيء محبط جدًا إذا سألتني.
أظهرت الأبحاث أن أغطية صناديق الشاحنات المكونة من ثلاث لوحات تُحسّن بالفعل كفاءة استهلاك الوقود على الطرق السريعة بنسبة تتراوح بين 5 و7 بالمئة عند السير بسرعة تزيد عن 50 ميلاً في الساعة. وقد تم تأكيد ذلك خلال اختبارات نفق الرياح التي أجرتها SAE International عام 2021. ما الذي يجعل هذه الأغطية جيدة لهذه الدرجة بالنسبة لاقتصاد الوقود؟ إنها تتخلص مما يُعرف بتأثير المظلة. فعندما يُترك صندوق الشاحنة مفتوحًا، فإنه يُحدث أنواعًا عديدة من الاضطرابات الهوائية خلف المركبة، مما يؤدي بشكل أساسي إلى إبطاء السرعة. تعمل التصاميم المكونة من ثلاث لوحات بشكل أفضل لأنها تلتصق بإحكام بمقصورة الشاحنة، مما يخلق تدفق هواء أكثر سلاسة. ووجدت الاختبارات أن هذا التصميم قلل من مقاومة الهواء بنحو 0.08 نقطة في قياس معامل السحب مقارنة بالشاحنات التي لا تحتوي على أي غطاء على الإطلاق.
توفيرات الوقود ببساطة غير موجودة أثناء التوقفات والانطلاقات المستمرة النموذجية لحركة المرور في المدن، حيث تصبح الديناميكا الهوائية أقل أهمية في هذه الحالات. وفقًا لبعض الدراسات الحديثة من معهد أبحاث النقل عام 2023، لم يلاحظ السائقون سوى تحسن طفيف جدًا في استهلاك الوقود، يصل إلى نصف بالمئة كحد أقصى في البيئات الحضرية. ولا ننسَ أيضًا نماذج الطي الثلاثية الثقيلة الاستخدام، فنحن نتحدث عن وحدات تتجاوز وزنها 80 رطلاً، مما يؤثر سلبًا على أي تحسينات في الكفاءة بسبب الوزن الزائد هذا. ولكن ما يُضعف الأداء حقًا هو عندما لا يتم تركيب الغطاء بشكل صحيح أو عندما يبدأ في التلف مع مرور الوقت. فالتسرب الهوائي من خلال الختم المعيب يلغي تمامًا أي مزايا ديناميكية هوائية كان يُفترض أن توفرها هذه الأنظمة في المقام الأول.
يُحسّن غطاء الصندوق الخلفي الثلاثي الشكل لشاحنة البيك أب كفاءة استهلاك الوقود بشكل أساسي من خلال تقليل السحب الهوائي، وقد يوفر للسائقين تحسنًا بنسبة 5-9٪ في كفاءة استهلاك الوقود على الطرق السريعة.
يتبع التصميم الثلاثي الشكل مبادئ ديناميكا هوائية مشابهة لأجنحة الطائرات، ويقلل من الاضطرابات من خلال إعادة توجيه الهواء إلى الأسفل بشكل متسلسل، مما يقلل بشكل كبير من انفصال طبقة الحدود مقارنة بالأغطية ذات اللوحة الواحدة.
عادةً ما تكون الأغطية الثلاثية الشكل خفيفة الوزن، وغالبًا ما تُصنع من مواد مثل الألومنيوم عالي الجودة المستخدم في صناعة الطائرات، ويكون الوزن الإضافي البسيط مُعوّضًا عنه عادةً بالفوائد الهوائية التي توفرها.
توفر الأغطية الصلبة للصندوق خصائص انسيابية أفضل قليلاً من حيث معامل السحب، لكن الأغطية المرنة ثلاثية الطي توفر فوائد هوائية مماثلة وتكون أكثر راحة عند الحاجة إلى الوصول المتكرر.
يمكن أن تختلف الفائدة حسب طراز الشاحنة وعادات القيادة والسرعات السائدة، ولكن بشكل عام، تستفيد الشاحنات ذات معامل السحب الأعلى أكثر من تركيب غطاء عالي الجودة.
EN
