В зоне турбулентности
В зоне турбулентности
ПРИРОДА ЭКОНОМИИ
О том, что форма кузова и выступающих частей конкретно оказывает влияние на расход горючего и динамические характеристики, инженеры знали еще на заре автомобилизации. С ростом скоростей новые модели все более «зализывали» – стремились приблизить по форме к образцу обтекаемости, каким считают удлиненную каплю. Ее коэффициент лобового сопротивления (Cx) равен 0,05. Для серийного автомобиля – недосягаемая мечта!
Нужно сказать, что маленькое значение CX – не единственное условие для неплохой обтекаемости. Очень важны размеры, поточнее, площадь поперечного сечения автомобиля: ее нельзя раздувать. По другому даже хорошие характеристики CX не обеспечат фуррора.
Чем резвее движется автомобиль, тем энергичнее противодействует ему воздушный поток. Так, при разгоне с 60 до 90 км/ч сила сопротивления растет в 2,25 раза (пропорционально квадрату скорости), до 120 км/ч – уже в четыре раза. На больших скоростях автомобиль растрачивает львиную долю мощности мотора конкретно на то, чтоб преодолеть воздушное сопротивление.
Один из самых наилучших результатов в борьбе за понижение CX сейчас принадлежит концерну «Даймлер-Крайслер». Инженеры решили обратиться за помощью… к биологам, попросив отыскать в природе подходящую для автомобиля форму. Пересмотрев много видов, исследователи натолкнулись на рыбу кузовок Ostraci-idae. Решающим стал итог тестирования копии рыбки в аэродинамической трубе: Cx=0,06! «То, что нужно!» – воскрикнули в «Даймлер-Крайслер» и взяли кузовка за идеал.
Рыбалка «Даймлер-Крайслеру» удалась: улов окрестили «Бионик». Итог воплощен в «Бионике» – концептуальной разработке, все же полностью применимой для ежедневной жизни и отвечающей нормам пассивной безопасности. Величина CX, естественно, выросла и достигнула 0,19. Но беря во внимание, что CX у серийных машин обычно превосходит 0,25 – итог прекрасен. Со 140-сильным дизельным движком «рыбомобиль» впечатляюще экономичен для собственных габаритов (длина 4,24 м): 4,3 л/100 км в смешанном цикле и маленькие 2,8 л в пригородном режиме! При всем этом «Бионик» отличается завидной шустростью: разгоняется до 190 км/ч, а 1-ая сотка дается ему уже спустя 8,2 с. Естественно, «Бионик» смотрится очень смело, чтоб когда-нибудь стать серийным. По последней мере, пока парадом командуют стиль и потребительские свойства, а не только практические суждения.
ВЗЛЕТ ЗАПРЕЩАЮ!
Спойлеры бывают различные – к примеру, регулируемый на багажнике и… стационарный у фронтального колеса. В конце 90-х в европейской авто прессе промелькнуло несколько заметок об катастрофах с ролью только поступившего в продажу купе «Audi TT»: на огромных скоростях машина время от времени теряла сцепление с дорогой. Выяснилось, что в определенный момент подъемная сила отрывала от дороги заднюю ось, вызывая утрату стойкости. Ошибку немедля поправили на всех новых и уже выпущенных TT, снабдив их задним спойлером. Это еще раз напомнило о значимости правильного расчета сопротивления воздуха и соотношения подъемной и прижимной силы. Главными инструментами для конфигурации направления воздушных потоков являются аэродинамические элементы, называемые спойлерами и антикрыльями.
Стоит увидеть, что, в отличие от авиации, в авто литературе и в особенности в обиходе к терминологии подходят довольно вольно. На самом деле, основная задачка антикрыльев и спойлеров – не дать автомобилю «взлететь» и повысить его устойчивость с ростом скорости. Но разница все таки есть. Спойлер – это элемент, срывающий воздушный поток с той либо другой целью. Антикрыло же предназначено для обеспечения прижимающей силы в чистом виде. В современных Подвескаивных автомобилях и те, и другие элементы нередко делают с регулировкой угла атаки, что позволяет улучшить работу зависимо от скорости.
Очень нередко аэродинамика задней части кузова оказывается важней, чем фронтальной. Потому больше частей устанавливают конкретно на багажнике либо в задней части крыши.
Рассредотачивание потоков под днищем – последующая по значимости статья. В гонках формулы 1 пробовали использовать вентиляторы, создававшие под днищем болида разрежение, которое прижимало его к трассе. Позднее «пылесосы» воспретили, и спецы отыскали кандидатуру: воздушный поток, попадая под машину, обязан пройти через типичное бутылочное горлышко, после этого вырывается в широкий канал. Возникающая разница в давлениях принуждает машину припасть к полотну.
Вид снизу на аэродинамические элементы заднеприводного автомобиля: 1 – единая центральная панель; 2 – щиток топливного бака; Но вернемся с трека на дороги общего использования: под днищем обыденного авто не требуется устраивать настолько сложных процессов – довольно сделать его очень гладким. Для этого прекрасно подходит мультислойный пол, но почаще обходятся пластмассовыми юбками и кожухами. Для сотворения зоны пониженного давления фронтальный бампер принуждают играть и роль обтекателя, не пускающего набегающий поток под днище.
ТИШЕ ЕДЕШЬ…
Стоит припоминать, какое значение имеет для покупателей комфорт, в том числе звуковой. В бытность обладателем старой «японки» создатель напрасно пробовал одолеть тихий, но очень раздражающий свист, появлявшийся на скоростях за сотку. В конечном итоге списал его на аварийное прошедшее авто. Но в один прекрасный момент, к моему удивлению, прочитал про этот недостаток на официальном веб-сайте компании, посвященном конструктивным недочетам моделей. Недоработали!
Чтоб не допустить схожих казусов, аэроакустики еще на стадии проектирования подбирают размещение различных усилителей кузовных панелей так, чтоб не допустить вибраций. Повышенное внимание – рамкам стекол и углам дверей. Используя микрофоны, улучшают также форму внешних зеркал, молдингов и релингов на крыше.
Тест на чистоплотность: имитация движения в дождик позволяет вычислить проблемные зоны. Еще одна составляющая комфорта, тесновато увязанная с Законодательствою, – обзорность. В сильный дождик потоки воды нужно отводить таким макаром, чтоб ветровое и в особенности боковые стекла оставались относительно сухими и незапятнанными. Для этого делают водосточные желоба на крыше, устанавливают дворники хитрецкой формы, заставляющие воду уходить ввысь – на крышу. Кропотливая проработка задней части автомобиля способна освободить вас от ежеминутного включения заднего стеклоочистителя и еженедельных моек машины.
Тут круг замыкается – в погоне за чистотой нельзя приносить в жертву маневренность. В погоне за маневренностью – портить наружность либо сборку салона. Выигрывают те, кому удается отыскать компромисс. Ведь автомобиль, как самолет: безобразный – не поедет!
НАУКА И ПРАКТИКА
Сопротивление воздуху рассчитывают, исходя из коэффициента аэродинамического сопротивления (Cx), площади поперечного сечения автомобиля (А), скорости движения (V) и плотности воздуха (r) по формуле W=Cx.A.V2.r/2. От решения конструкторов зависят коэффициент аэродинамического сопротивления и площадь поперечного сечения, остальное – дело природы и воля водителя.
Термин «аэродинамика» слышал, возможно, каждый автомобилист. Все же даже считающие себя на техническом уровне подкованными граждане часто запамятывают о ее роли. Восстановим справедливость! Ведь кроме понижения расхода горючего аэродинамика решает много других увлекательных задач.