Для багатьох з нас поняття "тюнінг" обов'язково включає в себе навішення спойлерів і антикрил. Притому не меншій кількості людей відомо, що ідеальна обтічна форма нагадує краплю. Та й в конструкторських бюро зарплату платять не просто так. Що ж заважає конструкторам з самого початку або зробити автомобіль каплевидним, або навісити на нього всі ці спойлери, якщо вже вони такі хороші?
Вам ніколи не доводилося літати на машині? Не в сенсі "дуже швидко їздити", а саме літати. Якщо доводилося - вітаємо з тим, що ви це пережили. Якщо немає, то можете сказати спасибі аеродинаміці. І тому, що вашу машину вирішили зробити трохи менш економічною, але зате більш стійкою.
ТРИ СТРІЛИ. Описувати вплив повітря на автомобіль прийнято трьома складовими, які спрямовані по поздовжній осі машини (X), перпендикулярно до неї по горизонталі (Y) і вертикалі (Z). При русі особливо важливі опір повітря і підйомна або притискає сили. Помітний вплив бічної складової може з'явитися тільки в разі дуже несиметричного кузова, що рідкість, або при бічному вітрі - а це досить складно передбачити.
Критичне вплив на автомобіль бічний вітер може надати, якщо створить розвертає або крениться момент. Для машин великої площі, як мінівени, це неминуче.
Головна проблема, яку вирішують при відпрацюванні аеродинаміки, - зниження лобового аеродинамічного опору. Вам напевно доводилося йти проти вітру, і ви помічали, що з ростом швидкості збільшується і опір повітря. Те ж відбувається і з автомобілем, причому набагато більш відчутно через великі розмірів і швидкості. Опір повітря розраховується за формулою:
F = 0,5 * Cx * S * p * v2
S - площа проекції автомобіля на вертикальну площину. p - щільність повітря. V - швидкість. Вона в цій формулі в квадраті - тобто коли машина розганяється з 60 до 120 км / ч аеродинамічний опір зростає вчетверо. Audi A8 при русі на максимальній швидкості в 250 км / ч тільки на подолання опору повітря потрібно 191 к.с. а на 300 км / ч ця машина витрачала б тільки на це 331 к.с.
Коефіцієнт Cx (в англійському його позначають Cd, а в німецькому - Cw) визначається експериментально, і він-то і є головна величина, яка описує аеродинамічний досконалість кузова. Колись його умовно прирівняли до 1,0 для круглої пластини, однак, як з'ясувалося на практиці, через турбулентність за пластиною насправді її Cx дорівнює приблизно 1,2. Найнижчий Cx у краплі - приблизно 0,05.
При нормальній експлуатації автомобіля найважливіше його опір: саме воно робить істотний вплив на витрату палива. Знизити його можна двома способами: або поліпшити форму (що виразиться в зниженні Cx), або зменшити поперечний переріз машини. Вертикальні сили можуть бути корисними, якщо діють вниз, і шкідливими, якщо сприяють піднесенню машини. З бічними все ще складніше. Вони важко передбачувані, а їх причини різноманітні: поворот, порив вітру, зміна профілю місцевості. Зате вони впливають невелике.
Про важливість аеродинаміки задумалися ще на початку XX століття, і вже тоді з'явилися перші моделі з поліпшеною аеродинамікою. Деякі з них були зроблені в формі краплі - вона і знайшла свою форму саме заради проникнення крізь повітря. Однак уже тоді стало зрозуміло, що їздити в такій машині незручно. Тому в серійних автомобілях стали використовувати окремі елементи каплевидної форми: робити похилий задок і округляти передню частину. Паливна криза сімдесятих зробив питання аеродинаміки особливо актуальним. Приблизно в цей час практично всі автовиробники обзавелися спеціальними лабораторіями для вивчення аеродинаміки. Самий складний і дорогий елемент таких лабораторій - аеродинамічна труба. У ній макети і реальні автомобілі обдуваються дуже сильними потоками повітря. Це дозволяє вивчити всі особливості форми кузова будь-якого автомобіля. Так вдалося досягти багато чого: у більшості сучасних серійних автомобілів цей коефіцієнт зазвичай рівний 0,30-0,35, найдосконаліші досягають значень 0,26-0,27. Хоча насправді він залежить від швидкості, напрямку руху щодо повітря або стану поверхні кузова, і наведені значення - можна сказати, ідеал, якого може досягти дана модель.
НАРОДЖЕНИЙ ЇЗДИТИ ЛІТАТИ НЕ МАЄ. Однак низька лобове опір іноді не дуже важливо. Боліди "Формули-1", як не дивно, мають Cx від 0,75 до 1,0! Більшу частину опору створюють відкриті колеса. Але справа навіть не в цьому. Для них важливіше інші параметри і перш за все - притискна сила. Для реалізації величезного крутного моменту двигуна необхідно хороше зчеплення коліс з дорогою, а також стійкість в повороті. Тому для F1, та й для інших гоночних і спортивних автомобілів хороша аеродинаміка означає відсутність підйомної сили і наявність притискної. Забезпечити це самою формою кузова складно, тому в хід йдуть додаткові аеродинамічні елементи: спойлери і антикрила. Перші просто відображають або перенаправляють потік повітря. А ось якщо елемент обтекается повітрям з усіх боків, то це антикрило.
Найчастіше для зниження підйомної сили використовують спойлери під переднім бампером і на кришці багажника. Відсікаючи частину потоку, що йде під машину, передній спойлер знижує тиск в цій зоні, так що машина, грубо кажучи, присмоктується до дороги. Колись на гоночних автомобілях Chaparral Джим Холл навіть ставив вентилятори для відсмоктування повітря з-під днища, але потім таке рішення було заборонено правилами. Спойлер на кришці багажника ставлять не тільки заради створення притискної сили, а й для організації зриву повітряного потоку до того, як він почне утворювати вихори за машиною, які збільшують опір повітря. А ось антикрило працює на створення притискної сили в чистому вигляді. Воно має подібний зі звичайним крилом профіль, але перевернуто. До речі, розташовуватися воно може де завгодно, навіть під днищем. Як на BMW Z1, де його роль виконував. глушник. Він розташований поперечно і має аеродинамічний профіль.
Від цих елементів мало пуття в пробці, та й при звичайному русі в місті. Помітний ефект вони створюють лише при швидкостях порядку 120 км / год і вище. При цьому треба мати на увазі, що виграючи в одному, ми можемо програти в іншому. Працюючий на створення притискної сили повітря створює більш помітне опір, тому максимальна швидкість машини з аеродинамічним обвісом швидше за все буде нижче, а витрата палива - більше. Правда, якщо автомобілем займалися всерйоз, то швидше за все і мотор у нього буде потужніший, і передавальні числа трансмісії інші, так що програш буде компенсований.
Але це все про той випадок, коли аеродинамічні елементи дійсно хоч якось перевіряли і налаштовували. Зараз доведенням автомобілів займаються всі кому не лінь, можна знайти варіанти на будь-який смак і гаманець. І багато хто з них роблять в буквальному сенсі "на око". Вони гарні в тих випадках, якщо вам просто потрібно змінити зовнішність машини. Якщо ставитися до справи серйозно, то потрібно вибирати комплекти, які вже випробувані - продуті в аеродинамічній трубі, що взагалі-то коштує недешево, або випробувані на полігоні. І краще будуть саме комплекти, деталі яких розраховані на спільну роботу.
ПАРАЛЕЛЬНІ ПОТОКИ. Доведення кузова з точки зору аеродинаміки часто має на меті не тільки зниження витрати палива або поліпшення стійкості. Набагато помітніше типовому автовласникові інші аспекти обтікання кузова повітрям. Наприклад, наскільки це позначається на забрудненні кузова. Це стосується зони, де розташовуються ручки дверей, і, звичайно, заднього скла. Іноді питання вирішується як би сам собою. На "Москвичі-2141" були підібрані такий кут нахилу двері багажника і довжина даху, що бруд туди просто не потрапляє. Чи не потрапляла вона і на заднє скло "Таврії" - тільки там його захищав маленький щиток під бампером. А ось на "Самарі" 2108 і 2109 це питання довелося вирішувати за допомогою "двірника". Задля поліпшення притискної сили на даху відформованої ребро. На ньому повітряний потік зривається, і утворюється зона зниженого тиску, в неї засмоктуються бризки з-під машини. Можна перенаправити потік козирком, але. тоді зникає корисний ефект від ребра на даху. Вирішуйте самі, що для вас важливіше: керованість і обмеження видимості назад або чисте скло і помітно зростаючий ризик занесення на високій швидкості. До речі, частково питання можна вирішити за допомогою бічних дефлекторів.
Деякі аеродинамічні елементи стають деталями фірмового стилю. Протягом багатьох років задні ліхтарі на Mercedes-Benz мали ребристу поверхню. Бруд осідала на виступаючих ребрах, залишаючи чистими ділянки між ними, і світло стоп-сигналів і габаритів було видно краще. Ось до яких глибин може дійти допитлива думка конструкторів!
Оцінка: 4.71 (оцінок: 24)