لقد تطورت أطقم الهيكل الحديثة من ترقيات جمالية بحتة إلى أنظمة مهندسة بدقة تُحسّن تدفق الهواء وتعزز أداء المركبة. ومن خلال دمج مبادئ هوائية متقدمة، تقلل هذه الأطقم من السحب، وتحسّن الثبات، وتُحقّق تحسينات أداء قابلة للقياس دون التفريط في التصميم الجريء.
تستخدم موزعات الهواء الأمامية اليوم ملفات بزاوية (12°–18°) لإعادة توجيه تدفق الهواء بعيدًا عن الجزء السفلي من المركبة، مما يقلل الرفع بنسبة تصل إلى 30٪ عند السرعات العالية على الطرق السريعة. ويزاوج المصنعون الرائدون بينها وبين حواجز هواء منحوتة لتوجيه الهواء المضطرب حول العجلات، ما يحسن كفاءة التبريد للفرامل والمحركات.
تسرّع الموزعات الخلفية التي تحتوي على صفوف من الزعانف العمودية تدفق الهواء أسفل الهيكل، مما يخلق مناطق منخفضة الضغط تزيد من القوة النازلة بنسبة 15–25٪ مقارنة بالألواح المسطحة. وهذا يعزز الجر أثناء المناورة بسرعة عالية مع الحفاظ على ثبات الجزء الخلفي.
تقلل الأطواق الجانبية المخروطية من دوامات الهواء على جانبي المركبة، مما يخفض معامل السحب بمقدار 0.02–0.04 في اختبارات نفق الرياح. تمتد التصاميم الحديثة من 4 إلى 7 سم من لوحات الروكر لضمان تدفق سلس للهواء بين فتحات العجلات الأمامية والخلفية.
في عام 2025، تتخلص الطرازات المتطورة من الأجزاء المثبتة بالبراغي من خلال دمج أجنحة سلسة وقنوات فينتوري مصبوبة مباشرة في المصدات. ويقلل هذا الأسلوب الوزن بمقدار 8–12 رطلاً مقارنةً بالأنظمة التقليدية، مع الحفاظ على الخطوط البصرية العدوانية.
توسع طقم الهيكل الواسع الآن عرض المسار بمقدار 2–3 بوصات، مقترناً بمصدات متضخمة لموقف قوي. لا تُحسّن هذه التعديلات المظهر البصري فحسب، بل تسمح أيضاً باستخدام إطارات أوسع لتحسين الجر – وهي نقطة أساسية في المركبات ذات التوجه الأداء العالي.
تسيطر الخطوط الحادة ذات الطابع الهندسي المستوحاة من هندسة الفضاء الجوي على لغة التصميم الحالية. وتُحسّن ديناميكا السوائل الحاسوبية (CFD) هذه الأشكال، حيث أظهر تقرير تصميم السيارات لعام 2024 تقرير تصميم السيارات أنها تزيد من قوة الضغط الهابط بنسبة 12–18% عند السرعات المرتفعة مقارنةً بالأشكال المدورة.
تتميز المجموعات المصممة للرقي بإدراج عناصر spoiler ومكونات مثبتة بشكل مسطح تتماشى مع خطوط هيكل المصنع. وتقلل الزخارف المصنوعة من الألومنيوم المشطوف والمكونات المركبة ذات التشطيب غير اللامع من سحب الهواء بنسبة 15–20% مع الحفاظ على مستوى متقدم من الأصالة، مما يجذب السائقين الذين يقدرون التميز بدلاً من الزخرفة الصاخبة.
أصبح البوليمر المعزز بألياف الكربون (CFRP) قياسيًا في المجموعات المتميزة، حيث يوفر وفرًا في الوزن بنسبة 40–60٪ مقارنةً بالفولاذ مع صلابة فائقة. تُظهر الدراسات أن CFRP يقلل الكتلة بمقدار 12–18 كجم لكل قسم بينما يزيد مقاومة التصادم بنسبة 29٪. وتظل الألياف الزجاجية بديلاً اقتصاديًا، حيث يحقق المصنعون سماكة متينة تتراوح بين 0.8 و1.2 مم في المنحنيات المعقدة.
تحل ألياف القنب والمركبات المستندة إلى الفطر محل 15–20٪ من البلاستيك التقليدي في مجموعات الهيكل لعام 2025. وتُطابق هذه المواد المركبة البيولوجية بلاستيك ABS من حيث قوة الشد (180–220 ميجا باسكال) وتتحمل درجات حرارة تتراوح من -30°م إلى 120°م، مما يجعلها صالحة للاستخدام العملي.
تقوم الشركات المصنعة الآن بدمج ما نسبته 24–38٪ من المواد المعاد تدويرها باستخدام تقنيات فرز متقدمة للبوليمرات. ويقلل الألياف الكربونية المعاد معالجتها من النفايات الفضائية انبعاثات الإنتاج بنسبة 62٪ مقارنةً بالمادة الأولية. وينسجم هذا مع اللوائح الأوروبية القادمة التي تُلزم بوجود نسبة لا تقل عن 25٪ من المواد المعاد تدويرها في مكونات قطع الغيار بدءًا من الربع الثالث لعام 2025.
تتميز أطقم الهيكل الوحداتية بنظم تثبيت قياسية ومكونات قابلة للتبديل، مما يقلل وقت التثبيت بنسبة تصل إلى 50٪ مقارنةً بالتصاميم المخصصة. وتشمل الميزات الرئيسية:
تمكّن هذه الأنظمة من إجراء تجارب بسهولة دون إحداث تغييرات دائمة على الألواح الأصلية.
تجمع ورش العمل اليدوية بين المسح الرقمي والمواد المركبة المصممة يدويًا لإنشاء مجموعات فريدة من نوعها. ويضمن العمل الدقيق بالمعادن تباعد الألواح بأقل من 1.5 مم، مما يوفر تركيبًا بجودة المصنع حتى في المركبات النادرة أو الكلاسيكية. تتيح هذه الطريقة دمج الديناميكا الهوائية الحديثة دون التأثير على السلامة الهيكلية.
تحسّن خوارزميات التصميم التوليدي الأشكال من حيث تدفق الهواء والجماليات، حيث تزيد النماذج المقترحة بواسطة الذكاء الاصطناعي من قوة الضغط السفلي بنسبة 12٪ وتقلل هدر النماذج الأولية بنسبة 34٪. كما تُنتج الطباعة حسب الطلب لممرات التهوية والشبكات المعقدة باستخدام بوليمرات مدعمة بألياف الكربون تفي بمعايير المعدات الأصلية (OEM) فيما يتعلق بالمقاومة للأشعة فوق البنفسجية والتأثيرات الميكانيكية.
أفضل مجموعات الهيكل الموجودة في السوق اليوم ليست فقط لمجرد المظهر الجيد، بل إنها فعلاً توفر تحسينات حقيقية في الأداء أيضًا. وفقًا لأحدث الاختبارات التي أُجريت في معهد الهندسة السياراتية، كشفت تجارب النفق الهوائي أن مجموعات الهيكل المصممة جيدًا يمكنها تقليل مقاومة الهواء بنسبة تصل إلى حوالي 12%، مع الحفاظ في الوقت نفسه على المظهر الحاد والعدواني الذي يريده السائقون. تساعد المحاكاة الحاسوبية المهندسين على تحديد كيفية عمل عناصر مثل غطاء المحرك المزود بفتحات والجوانب المنحنية معًا لتحسين تدفق الهواء دون جعل السيارة تبدو مملة. وعندما يقوم المصنعون بتثبيت مشتتات أمامية خلفية مناسبة كجزء من الطقم، تُظهر اختبارات الحلبة أن السيارات تستكمل الدورات أسرع بنسبة 15% تقريبًا مقارنة بالطرازات القياسية. لذلك، وعلى عكس ما قد يعتقده البعض، من الممكن تمامًا أن تكون السيارة سريعة وأنيقة في آنٍ واحد.
تُجري برامج الذكاء الاصطناعي الحديثة تحليلًا لعدد هائل من الخيارات الهيكلية المختلفة عند تصميم مجموعات هيكل السيارة، مما يؤدي إلى أشكال توزع الوزن بشكل أفضل بنسبة تقارب 20 بالمئة مقارنة بالأساليب التقليدية. وقد طوّر الباحثون العاملون في مجال المواد البلاستيكية مركبات خاصة مصنوعة من البولي يوريثان الحراري، تزداد صلابتها فعليًا عند تعرضها للهواء المتحرك بسرعة، ما يساعد على توليد قوة ضغط أكبر أثناء القيادة السريعة. وعند دمج هذه المواد مع هياكل شبكات ثلاثية الأبعاد مطبوعة بتقنية الطباعة الإضافية، نشهد ظهور لوحات هيكل ذكية قادرة على تغيير شكلها استجابةً للتغيرات الفورية في ظروف الطريق. وحاليًا، توجد بعض النماذج الأولية التي يقوم فيها الجناح الخلفي بتعديل زاويته تلقائيًا أثناء المناورة أو التسارع.
EN