À mesure que le coût de l'essence augmente, les constructeurs automobiles accordent de plus en plus d'attention à la conception de leurs voitures pour qu'elles soient économes en carburant.
Caractéristiques aérodynamiques de la voiture
Un aspect de la conception automobile qui joue un rôle dans l'économie de carburant est l'efficacité aérodynamique - en d'autres termes, s'assurer qu'une voiture rencontre le moins de résistance possible de l'air qu'elle traverse. Plus il est efficace sur le plan aérodynamique, moins il consommera de carburant pour se déplacer à une vitesse donnée. Plus la voiture se déplace vite, plus il est important de maintenir la résistance de l'air - la traînée - au minimum.
L'efficacité aérodynamique de la forme d'une voiture est mesurée par son coefficient de traînée (généralement connu sous le nom de son chiffre Cd). Par exemple, une plaque plane maintenue perpendiculairement au flux d'air a un Cd de 1,25, alors que les formes de voitures de production les plus efficaces à l'heure actuelle ont un Cd d'environ 0,28.
Cependant, ce chiffre Cd ne peut pas être utilisé seul pour calculer la traînée aérodynamique d'une voiture car il ne prend pas en compte la zone frontale de la voiture. La zone frontale est la section transversale totale de la voiture, ou la quantité totale d'espace qu'elle occupe lorsqu'elle est vue de le devant.
Une voiture pleine grandeur et un modèle réduit de la même chose auraient tous deux le même chiffre de Cd, mais la version plus grande aurait besoin de beaucoup plus de puissance pour la propulser à grande vitesse car sa zone frontale est plus grande.
Pour cette raison, le chiffre important est le CdA (coefficient de traînée multiplié par la surface frontale), qui donne la quantité totale de traînée agissant sur le corps. Ainsi, si vous comparez deux voitures, vous devez comparer le chiffre CdA plutôt que le Cd.
Les constructeurs automobiles utilisent des souffleries pour voir comment se comportent les prototypes de leurs voitures. Dans une soufflerie, la voiture est ancrée et un courant d'air est soufflé dessus pour simuler les conditions que la voiture rencontrerait lorsqu'elle avancerait.
La voiture est connectée à des instruments qui enregistrent la force d'appui ou la portance générée à chaque extrémité de la voiture. Le flux d'air qui passe devant la voiture est rendu visible en attachant de petites touffes de laine à la carrosserie de la voiture ou en soufflant un flux de fumée devant elle.
Dans les deux cas, le chemin emprunté par le vent lorsqu'il passe au-dessus de la voiture peut être vu par le comportement de la laine ou de la fumée. La fumée montre également le comportement de l'air devant et derrière la voiture. Les touffes de laine s'arrangent le long des lignes du flux d'air sur le corps mais ne peuvent pas montrer le comportement de l'air devant ou derrière la voiture.
Le modèle ou la voiture dans la soufflerie peut être tourné à différents angles par rapport au flux d'air afin que les ingénieurs puissent voir comment la forme du corps se comporte par vent latéral.
Le centre de pression est le point effectif sur la carrosserie de la voiture où le vent agit. Les positions relatives du centre de pression d'une voiture et de son centre de gravité (le point à l'intérieur de la voiture par lequel la gravité agit effectivement) sont essentielles pour déterminer la stabilité de la voiture. Par exemple, si le centre de pression se trouve bien devant le centre de gravité, un vent latéral aurait tendance à dévier la voiture de sa trajectoire (à droite). Une voiture est plus stable lorsque le centre de pression se trouve légèrement devant le centre de gravité, comme c'est le cas avec une voiture à traction avant dans laquelle la majeure partie du poids est vers l'avant. 
La hauteur relative de ces deux facteurs est également importante. Si le centre de pression et le centre de gravité sont tous les deux en hauteur sur la voiture, alors un vent latéral pourrait avoir tendance à faire rouler la voiture et, dans les cas extrêmes, à se retourner. 
Une fois que la voiture est installée dans la soufflerie, sa traînée est mesurée par la quantité de force que la voiture exerce sur ses roues ancrées lorsque le vent souffle devant elle. Au fur et à mesure que des modifications sont apportées, les effets sur la traînée peuvent être mesurés et enregistrés.
Habituellement, les concepteurs de la voiture auront produit un prototype qui semble glisser facilement dans l'air, mais une fois que des éléments tels que les prises d'air et les poignées de porte sont ajoutés, l'efficacité diminue.
Certaines des caractéristiques qui aident à lisser le flux d'air peuvent être vues sur des voitures telles que la Vauxhall Astra. L'Astra a un nez bas et légèrement incliné pour couper l'air, un pare-brise qui est presque au ras de la carrosserie environnante afin que le flux d'air ne soit pas perturbé, des vitres latérales qui sont également presque au ras de la carrosserie et des enjoliveurs avec un minimum de contours. l'attention portée aux détails tels que l'encastrement des poignées de porte et la rationalisation des rétroviseurs extérieurs aide à réduire la traînée aérodynamique en permettant à l'air de circuler plus facilement et en réduisant la tendance à la formation de tourbillons.
D'autres techniques utilisées sur les voitures aérodynamiques modernes incluent l'encastrement des essuie-glaces sous le panneau d'auvent lorsqu'ils ne sont pas utilisés, des phares escamotables qui s'adaptent au nez de la voiture lorsqu'ils sont éteints et l'élimination des gouttières surélevées autour des bords du toit de la voiture. En accordant une attention particulière aux détails, le flux d'air peut même être fait pour garder les lentilles des feux arrière propres.
Un bon flux d'air signifie que la voiture glisse dans l'atmosphère avec un minimum de perturbations tout en restant stable. Une certaine force d'appui est nécessaire à chaque extrémité de la carrosserie pour assurer la stabilité, mais toute turbulence devrait idéalement se produire derrière l'arrière de la voiture, ce qui permet également de la garder propre.
Les souffleries utilisent un grand ventilateur motorisé pour aspirer un flux d'air devant une voiture afin de simuler la conduite dans l'air immobile à grande vitesse. La voiture repose sur des coussinets sensibles à la pression au milieu du tunnel et un écran de visualisation sur le côté du tunnel permet aux ingénieurs de voir ce qui se passe.
Lorsqu'une voiture est développée pour la production, une partie de la pureté aérodynamique de la conception d'origine est généralement perdue. Parfois, les modifications sont apportées pour des raisons de coût. Par exemple, l'installation d'un passage de roue lisse peut améliorer l'efficacité de la forme d'une voiture, mais ce panneau coûterait plus cher à produire et pourrait rendre l'accès à des composants tels que la boîte de vitesses plus difficile.
À d'autres occasions, des considérations pratiques, telles que la nécessité de monter des pneus plus larges, peuvent rendre la voiture moins aérodynamique que le prototype à pneus fins. Si la voiture doit être produite en série, ses ventes peuvent être freinées si elle comporte des caractéristiques trop peu connues.
Un exemple de ceci est les roues avant carénées (carénées) de la voiture concept de Ford, la Probe. La Sierra, qui ressemble beaucoup à la Probe mais sans les roues avant carénées, s'est vendue lentement jusqu'à ce que le public s'y habitue. S'il avait des roues avant carénées, les ventes auraient pu être encore plus freinées.
Il est relativement facile de concevoir une voiture qui glisse dans les airs en ligne droite lorsqu'il n'y a pas de vent, mais il est plus difficile de s'assurer que la voiture sera stable lorsqu'un vent souffle dessus de côté ou lorsqu'il prend un virage à grande vitesse, ce qui crée une force sur le côté de la voiture.
Il y a un point théorique sur le côté d'une voiture appelé le centre de pression qui est l'endroit où la pression du vent agit effectivement. En prêtant attention au centre de pression et à l'équilibre des forces, les ingénieurs peuvent concevoir des voitures plus stables.
Par exemple, si le centre de pression était bien au-dessus du centre de gravité de la voiture, un vent latéral ferait rouler la voiture tout en essayant de la pousser hors ligne. Si le centre de pression est bien en avant du centre de gravité de la voiture, un vent latéral fort et en rafales incitera la voiture à faire demi-tour pour mettre le centre de gravité en avant.
Cependant, l'emplacement du centre de pression se déplace avec les changements de vitesse de la voiture et, dans certains cas, peut même se déplacer de sorte qu'il se trouve devant la voiture elle-même. La solution consiste d'abord à s'assurer que le centre de gravité de la voiture est bien en avant. C'est l'une des raisons de la popularité de la configuration à traction avant, qui a un biais de poids vers l'avant.
Le centre de pression a également tendance à être maintenu plus en arrière s'il y a une plus grande surface de carrosserie vers l'arrière de la voiture. Certaines voitures de course du passé avaient des ailerons arrière qui amélioraient leur stabilité à la vitesse en augmentant la zone à l'arrière. La ligne de capot basse et inclinée qui permet une bonne pénétration dans l'air contribue également à réduire la zone latérale à l'avant de la voiture.
