15Мар

Аэродинамика автомобилей: Зачем автомобилю аэродинамика

Аэродинамика автомобиля | это… Что такое Аэродинамика автомобиля?

Аэродина́мика автомоби́ля — это раздел аэродинамики, изучающий аэродинамику автомобилей и другого дорожного транспорта. К числу первых автомобилей с кузовами удобообтекаемых форм следует отнести автомобили, построенные Женетти, Бергманом, Альфа-Ромео, Румплером и Яраем, появившиеся не столько в связи с изучением законов аэродинамики, сколько в результате чисто механического заимствования форм, используемых в снарядо-, корабле-, дирижабле- и самолетостроении. Наибольшего внимания заслуживает автомобиль конструкции инженера Ярая, который считал, что для тела, движущегося в непосредственной близости к поверхности дороги, в качестве теоретически наивыгоднейшей формы может служить разделенный пополам корпус дирижабля со слегка выпуклой нижней стороной и тщательно закругленными краями.

Содержание

  • 1 Главные цели
  • 2 Особенности
  • 3 Сила сопротивления воздуха
  • 4 Способы изучения аэродинамики автомобиля
  • 5 Ссылки
  • 6 Примечания

Главные цели

Главные цели автомобильной аэродинамики это:

  • Уменьшение сопротивления воздуха и, как следствие, увеличение максимальной скорости и снижение расхода топлива.
  • Снижение уровня шума.
  • Предотвращение появления поднимающих сил (обеспечение прижимной силы) и других проявлений аэродинамической неустойчивости.

Особенности

Есть отличия в аэродинамике автомобилей и аэродинамике воздушного транспорта. Во-первых, характерная форма дорожного транспорта намного менее обтекаемая в сравнении с воздушным транспортом. Во-вторых, для автомобилей необходимо учитывать влияние дорожного покрытия на потоки воздуха. В-третьих, скорости наземного транспорта намного меньше. В-четвертых, у наземного транспорта меньше степеней свободы чем у воздушного, и его движение меньше зависит от аэродинамических сил. В-пятых, Наземный транспорт имеет особые ограничения во внешнем виде, связанные с высокими требованиями безопасности. И, наконец, большинство водителей наземного транспорта менее обучены чем пилоты и обычно водят, не стремясь достичь максимальной экономичности.

Сила сопротивления воздуха

Сила сопротивления воздуха вычисляется по формуле:

Где — плотность воздуха, S — площадь поперечной проекции автомобиля, — коэффициент аэродинамического сопротивления. Из формулы видно, что сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости. На больших скоростях сила сопротивления воздуха превосходит другие силы сопротивления. Из формулы также видно, что уменьшить силу сопротивления можно путем уменьшения коэффициента Cx и уменьшения площади поперечной проекции. Наличие силы сопротивления воздуха объясняется тем, что при движении автомобиль сжимает воздух, находящийся перед ним, и там образуется область повышенного давления, и разрежает воздух позади себя, где образуется область пониженного давления.

Существует также сила поверхностного трения, возникающая из-за трения между неровностями поверхности автомобиля и воздухом.

Внутренние объемы автомобиля также оказывают влияние на коэффициент сопротивления, и, следовательно, на силу сопротивления воздуха.

Способы изучения аэродинамики автомобиля

Аэродинамика автомобилей изучается двумя основными методами — испытаниями в аэродинамической трубе и компьютерным моделированием. Аэродинамические трубы для испытания автомобилей иногда оснащаются подвижной дорожкой, имитирующей движущееся дорожное полотно. Кроме того, колеса испытываемого автомобиля приводятся во вращение. Эти меры принимаются для того, чтобы учесть влияние дорожного полотна и вращающихся колес на потоки воздуха.

Ссылки

  • Аэродинамика автомобиля
  • http://www.autotechnic.su/technology/aero/aero.html
  • http://amastercar.ru/articles/body_of_car_1.shtml

Примечания

Аэродинамика автомобиля. Что такое коэффициент Cx

Статьи по устройству автомобиля. Как устроен автомобиль?‎ > ‎Кузов автомобиля. Устройство и эксплуатация‎ > ‎

О важности аэродинамики задумались еще в начале XX века, и уже тогда появились первые модели с улучшенной аэродинамикой. Некоторые из них были сделаны в форме капли — она и обрела свою форму именно ради проникновения сквозь воздух.

В данной статье мы поговорим об аэродинамике автомобиля и узнаем что такое коэффициент Сх и на что он влияет.

Главная проблема, которую решают при отработке аэродинамики, — снижение лобового аэродинамического сопротивления. Вам наверняка приходилось идти против ветра, и вы замечали, что с ростом скорости увеличивается и сопротивление воздуха. То же происходит и с автомобилем, причем гораздо более ощутимо из-за больших размеров и скорости. Когда машина разгоняется с 60 до 120 км/ч аэродинамическое сопротивление возрастает вчетверо. 

Для примера, автомобиль Audi A8 при движении на максимальной скорости в 250 км/ч только на преодоление сопротивления воздуха нужно 191 л.с., а на 300 км/ч эта машина тратила бы только на это 331 л.с.

Коэффициент Cx (в английском его обозначают Cd, а в немецком — Cw) определяется экспериментально, и он-то и есть главная величина, которая описывает аэродинамическое совершенство кузова. Когда-то его условно приравняли к 1,0 для круглой пластины, однако, как выяснилось на практике, из-за турбулентности за пластиной на самом деле ее Cx равен примерно 1,2. Самый низкий Cx у капли — примерно 0,05.

При нормальной эксплуатации автомобиля важнее всего его сопротивление: именно оно оказывает существенное влияние на расход топлива. Снизить его можно двумя способами: либо улучшить форму (что выразится в снижении Cx), либо уменьшить поперечное сечение машины. Вертикальные силы могут быть полезными, если действуют вниз, и вредными, если способствуют подъему машины. С боковыми все еще сложнее. Они трудно предсказуемы, а их причины разнообразны: поворот, порыв ветра, смена профиля местности. Зато влияние они оказывают небольшое.

В настоящее время практически все автопроизводители обзавелись специальными лабораториями для изучения аэродинамики. Самый сложный и дорогостоящий элемент таких лабораторий — аэродинамическая труба. В ней макеты и реальные автомобили обдуваются очень сильными потоками воздуха. Это позволяет изучить все особенности формы кузова любого автомобиля. Так удалось достигнуть многого: у большинства современных серийных автомобилей этот коэффициент обычно равен 0,30-0,35, самые совершенные достигают значений 0,26-0,27. Хотя на самом деле он зависит от скорости, направления движения относительно воздуха или состояния поверхности кузова, и приведенные значения — можно сказать, идеал, которого может достичь данная модель.

Прижимная и подъемная силы. Влияние на аэродинамику

Однако низкое лобовое сопротивление иногда не слишком важно. Болиды «Формулы-1», как ни странно, имеют Cx от 0,75 до 1,0! Большую часть сопротивления создают открытые колеса. Но дело даже не в этом. Для них важнее другие параметры и прежде всего — прижимная сила. Для реализации огромного крутящего момента двигателя необходимо хорошее сцепление колес с дорогой, а также устойчивость в повороте. 

Поэтому для F1, да и для остальных гоночных и спортивных автомобилей хорошая аэродинамика означает отсутствие подъемной силы и наличие прижимной. Обеспечить это самой формой кузова сложно, поэтому в ход идут дополнительные аэродинамические элементы: спойлеры и антикрылья. Первые просто отражают или перенаправляют поток воздуха. А вот если элемент обтекается воздухом со всех сторон, то это антикрыло.

Чаще всего для снижения подъемной силы используют спойлеры под передним бампером и на крышке багажника. Отсекая часть потока, идущего под машину, передний спойлер снижает давление в этой зоне, так что машина, грубо говоря, присасывается к дороге. Спойлер на крышке багажника ставят не только ради создания прижимной силы, но и для организации срыва воздушного потока до того, как он начнет образовывать вихри за машиной, которые увеличивают сопротивление воздуха. А вот антикрыло работает на создание прижимной силы в чистом виде. Оно имеет сходный с обычным крылом профиль, но перевернуто.

От этих элементов мало проку в пробке, да и при обычном движении в городе. Заметный эффект они создают только при скоростях порядка 120 км/ч и выше. При этом надо иметь в виду, что выигрывая в одном, мы можем проиграть в другом. Работающий на создание прижимной силы воздух создает более заметное сопротивление, поэтому максимальная скорость машины с аэродинамическим обвесом скорее всего будет ниже, а расход топлива — больше.

Аэродинамика автомобиля в реальной жизни

Доводка кузова с точки зрения аэродинамики часто имеет целью не только снижение расхода топлива или улучшение устойчивости. Гораздо заметнее типичному автовладельцу другие аспекты обтекания кузова воздухом. Например, насколько это сказывается на загрязнении кузова. Это касается зоны, где располагаются ручки дверей, и, конечно, заднего стекла. Иногда вопрос решается как бы сам собой. 

На «Москвиче-2141» были подобраны такой угол наклона двери багажника и длина крыши, что грязь туда просто не попадает. Не попадала она и на заднее стекло «Таврии» — только там его защищал маленький щиток под бампером. А вот на «самарах» 2108 и 2109 этот вопрос пришлось решать с помощью «дворника». Ради улучшения прижимной силы на крыше отформовано ребро. На нем воздушный поток срывается, и образуется зона пониженного давления, в нее засасываются брызги из-под машины. Можно перенаправить поток козырьком, но… тогда исчезает полезный эффект от ребра на крыше.

 

Решайте сами, что для вас важнее: управляемость и ограничение видимости назад или чистое стекло и заметно возрастающий риск заноса на высокой скорости. Кстати, частично вопрос можно решить с помощью боковых дефлекторов.

Руководство по аэродинамике автомобиля: все, что вам нужно знать

То, как воздух течет под или над вашим модифицированным автомобилем, имеет решающее значение как для его характеристик, так и для вашей безопасности. Мы исследуем ключевые принципы в нашем руководстве по аэродинамике автомобиля.

«Aero» — удивительно расплывчатая всеобъемлющая фраза, которую автомобильное сообщество любит разбрасывать, говоря о модификации определенного жанра, но что она на самом деле означает? Ну, по сути, аэродинамика — это изучение движущегося воздуха, в частности, когда он соприкасается с объектом — в данном случае с автомобилем. Это очень сложно, но, к счастью, эксперты уже сделали уравнения за нас. Вместо этого мы можем просто сосредоточиться на том, чтобы выбрать все самое интересное, что заставит наши машины ехать быстрее.

Каждый, кто читает это, вероятно, видел гоночные автомобили и действительно быстрые дорожные автомобили, украшенные причудливыми вспомогательными средствами из углеродного волокна, но они не просто придают им агрессивный внешний вид, они предназначены для выполнения определенной работы. И эта работа заключается в том, чтобы направлять воздух туда, где он вам нужен, и отводить его от мест, которые вам не нужны.

При этом вы можете фактически использовать давление воздуха, когда вы проезжаете через него, чтобы получить преимущества в производительности и безопасности. Сделаете это неправильно, и все, что вы сделаете, это увеличит лобовое сопротивление вашего автомобиля и, следовательно, снизит его производительность. Итак, в этом руководстве по аэродинамике автомобиля мы рассмотрим некоторые ключевые основы дизайна и способы их использования в ваших собственных сборках.

Что такое аэродинамика автомобиля ?

То, как ваш автомобиль движется по воздуху, представляет собой критическую комбинацию событий, которые напрямую влияют на его характеристики, стабильность и безопасность. На самом простом уровне, если вы представляете переднюю часть своей машины, когда вы едете, воздух, с которым вы сталкиваетесь, может проходить либо под ней, либо над ней. Точка на вашем переднем бампере, в которой воздушный поток разделяется, чтобы пройти либо над автомобилем, либо под ним, называется точкой застоя. Отсюда воздух под автомобилем должен иметь дело с объектами, которые создают сильное сопротивление: колеса, выхлоп, карданные валы и компоненты подвески — все это комковатые объекты, вызывающие сопротивление.

Коэффициент аэродинамического сопротивления

Аэродинамическое сопротивление — это сила, непосредственно противодействующая движению автомобиля. Если быть точным, около трети общего сопротивления вашего автомобиля приходится на днище. Вдобавок к этому, еще одна треть поступает от воздуха, проходящего через автомобиль (весь экстерьер), а оставшаяся треть поступает от воздушного потока через решетку радиатора, интеркулер и моторный отсек. Каждый серийный автомобиль проходит испытания, чтобы присвоить ему число, известное как коэффициент аэродинамического сопротивления или Cd. Чем меньше число, тем меньше лобовое сопротивление автомобиля, а если учесть, что на скоростях по шоссе более половины мощности, необходимой для поддержания скорости, требуется для преодоления лобового сопротивления, вы начинаете понимать, насколько важна эта цифра, особенно для экономии топлива.

Типичные значения Cd находятся в районе 0,3-0,4 для серийных дорожных автомобилей. Некоторые автомобили особенно аэродинамичны, например, новый Porsche Taycan, у которого Cd всего 0,22. С другой стороны, гоночные автомобили с открытыми колесами имеют гораздо более высокий коэффициент аэродинамического сопротивления, в основном благодаря вращению колес, что создает сильное сопротивление. Автомобиль F1, например, имеет Cd в районе 1,0.

Что делает разветвитель?

Привинчивание большого переднего сплиттера к вашему автомобилю — это довольно простой способ добавить прижимную силу, который эффективно прижимает переднюю часть автомобиля к земле на скорости. Это отлично подходит для поворотов и торможения, где требуется высокий уровень сцепления с передней частью. Еще одним плюсом является то, что он уменьшает долю подъемного воздушного потока, направленного под автомобиль, и вместо этого направляет его над крышей автомобиля. Небольшой недостаток переднего сплиттера заключается в том, что он увеличивает лобовую площадь автомобиля, что имеет прямое отношение к лобовому сопротивлению, но преимущества перевешивают недостатки, когда сцепление имеет решающее значение. На гоночных автомобилях низкий выступающий передний сплиттер является обычным явлением, но он лучше всего подходит для гладкого ровного асфальта и жесткой подвески.

На дорожном автомобиле это прекрасный баланс того, как низко вы можете ехать, не отрывая его при въезде на подъездную дорожку. Другой метод уменьшения доли воздушного потока под автомобилем немного проще: если вы опускаете свой автомобиль на койловеры или усиленные занижающие пружины, меньший поток воздуха будет направлен под автомобиль, что одновременно снижает подъемную силу и лобовое сопротивление, поэтому такие автомобили, как новый GT, имеют системы, которые фактически опускают автомобиль на 50 мм в режимах максимальной скорости и трека. Опускание автомобиля дает больше преимуществ, чем вы думаете!

Что делают утки?

Утки-бампера (также называемые ныряльщиками) становятся все более популярными в сфере тюнинга и, подобно переднему сплиттеру, увеличивают прижимную силу в передней части автомобиля. Обычно изготавливаются из углеродного волокна и крепятся болтами к бокам переднего бампера, чаще всего в наборах по четыре штуки. Они также направляют поток воздуха из-под автомобиля, что очень желательно для уменьшения подъемной силы, но в результате они увеличивают сопротивление. Canards оказывают заметное влияние только на более высоких скоростях, и их лучше всего использовать для точной настройки аэродинамических характеристик автомобиля. Для использования в дорожных автомобилях сомнительно, можно ли оправдать утки с точки зрения производительности.

Что делает заднее крыло?

Подобно тому, как сплиттеры увеличивают прижимную силу в передней части автомобиля, заднее антикрыло обеспечивает прижимную силу в задней части. Их часто называют спойлерами, что технически неверно — спойлер нужен, чтобы «портить» любой нежелательный поток воздуха над задней частью автомобиля (подсказка в названии), чтобы уменьшить подъемную силу или повысить эффективность использования топлива. . Крыло, которым оснащены многие гонщики, а также задняя часть Sierra и Escort Cosworth, представляет собой устройство, которое активно создает прижимную силу сзади, чтобы увеличить сцепление с задним колесом и повысить устойчивость. Заднее крыло Sierra Cosworth создает прижимную силу от 70 до 80 кг на скорости 100 миль в час, а заднее крыло Escort Cosworth обеспечивает прижимную силу от 40 до 50 кг на скорости 100 миль в час, поэтому вы можете видеть, насколько эффективно они обеспечивают сцепление с задними колесами. – подтвердит любой, кто ездил на трехдверной Sierra без заднего антикрыла.

Критический угол атаки лопасти крыла; это оказывает большое влияние на аэродинамическое сопротивление, а также влияет на то, как распределяется прижимная сила. Например, заднее антикрыло Escort Cosworth имеет другой угол атаки, чем у Sierra, из-за того, что оно полноприводное, а не заднеприводное. Форма и расположение крыла также имеют жизненно важное значение, и многие задние крылья на вторичном рынке имеют возможность регулировки.

Крылья, ориентированные на трек

Если вы серьезно настроены на то, чтобы быстро двигаться по треку, купите крыло с некоторыми данными CFD (вычислительная гидродинамика) — это может связать величину прижимной силы, сопротивления и энергопотребления со скоростью. Таким образом, вы знаете, что на скорости 100 миль в час ваш вес равен весу трех взрослых барсуков-самцов, сидящих на заднем сиденье автомобиля (или чего-то еще). Было бы еще лучше потратить немного времени на аэродинамическую трубу, но это стоит серьезных денег, и для большинства дорожных и трековых автомобилей достаточно просто купить приличное легкое заднее крыло.

Заслонка Gurney (названная в честь американского гонщика Дэна Герни, который впервые успешно применил эту концепцию в гонках с открытыми колесами в 1970-х годах) иногда устанавливается на задние крылья, как в случае с RS500. Это часть технологии, которая была заимствована из аэронавтики. Небольшая полоска материала, обычно расположенная под прямым углом к ​​поверхности крыла, способствует четкому отделению воздуха от крыла и максимизирует прижимную силу.

Что делает спойлер?

Многие спортивные автомобили в стандартной комплектации оснащены спойлерами, и это не только из эстетических соображений — безопасность здесь также играет большую роль. Спойлеры используются для уменьшения турбулентного воздушного потока в задней части автомобиля, создавая четкое разделение потока, что снижает нежелательную подъемную силу. Возможно, стоит подумать об этом, прежде чем вы отвинтите стандартный спойлер вашего автомобиля! Активные задние спойлеры, такие как тот, который можно найти на последнем Ford GT (который, когда он выдвинут, технически является задним крылом, но когда он спрятан, является спойлером) удваиваются как воздушные тормоза и не только обеспечивают устойчивость в движении, но и предлагают огромное сопротивление при резком торможении, помогающее замедлить машину, как при посадке самолета.

Аэродинамические средства не обязательно должны быть только спереди или сзади автомобиля: возьмите в качестве примера скромную пятидверную Sierra; ранние модели поставлялись без маленьких резиновых полосок вокруг окон заднего фонаря, в результате чего они сильно страдали от бокового ветра и чувствовали себя довольно неустойчиво на более высоких скоростях. Это было исправлено Ford в 1985 году, когда фирма представила резиновые полоски (известные как ремни) на более поздних моделях.

Что делает поднос?

Оптимизация воздушного потока под автомобилем дает большие преимущества, и в течение многих лет использовались различные методы, особенно на гоночных автомобилях, чтобы найти преимущества в этой области.

Основная цель состоит в том, чтобы создать зону низкого давления под автомобилем, чтобы не было противодействующей направленной вверх силы, борющейся с прижимной силой, создаваемой сплиттерами и спойлерами, к которым вы только что прикрутили болты. Основной способ создать зону низкого давления — ускорить поток воздуха под автомобилем. Это связано с принципом Бернулли, который гласит, что увеличение скорости воздуха приводит к снижению давления.

Наилучшим решением будет совершенно ровный пол, полностью исключающий зону под полом, создающую сопротивление. Этот метод действительно применяется только в полноценных гоночных автомобилях, но другое решение для гоночных автомобилей — использовать сплиттер или днище, которое проходит под двигателем, чтобы минимизировать сопротивление, создаваемое компонентами моторного отсека. Эта технология даже нашла свое применение в экономичных дорожных автомобилях, в которых используется расширенная передняя кромка и частичное днище для уменьшения лобового сопротивления и повышения экономии топлива.

Что делает задний диффузор?

Задний диффузор используется для соединения высокоскоростного воздушного потока под автомобилем с более медленным потоком позади автомобиля. Это смешивание различных воздушных скоростей часто приводит к нежелательному сопротивлению, поэтому диффузор используется для расширения и замедления воздуха в задней части автомобиля, прежде чем он присоединится к следу позади автомобиля.

Использование продольных ребер в диффузоре является обычным явлением и способствует устойчивости задней части на высоких скоростях, обеспечивая контроль направления и скорости воздушного потока.

Диффузоры часто устанавливаются на гоночные и трековые автомобили, но не всегда под правильным углом. Хотите верьте, хотите нет, но для заднего диффузора существует окно эффективности, которое, хотя и субъективно, составляет от семи до десяти градусов.

Что делает воздуховод?

Воздуховоды жизненно необходимы в любом автомобиле, но особенно в автомобилях с турбонаддувом, где управление теплом является более серьезной проблемой. Будь то промежуточный охладитель, радиатор, масляный радиатор или тормоза, наличие надлежащих воздуховодов — единственный способ гарантировать, что поток воздуха достигнет объекта, который вы пытаетесь охладить.

Например, если у вас передний интеркулер с большими зазорами по бокам и между бампером, то воздух всегда будет идти по пути наименьшего сопротивления, а не проходить через сердцевину и обеспечивать максимальное охлаждение. Если вы не предлагаете воздуху другого выбора, кроме как проходить через предмет, который вы хотите охладить, с помощью правильного воздуховода, то он будет выполнять свою работу должным образом.

Воздуховоды также применимы к автомобилям, которые едут на максимальной скорости, например, на соляных равнинах Бонневилля, где обычно можно увидеть клейкую ленту на крышках капота, чтобы предотвратить создание сопротивления. В Великобритании эти методы использовались такими компаниями, как Reyland Motorsport, в своем предыдущем проекте Escort Cosworth, который разогнался до 200 миль в час в Брантингторпе. Тем не менее, необходимо уделять особое внимание тому, чтобы автомобиль все еще получал необходимый уровень охлаждения двигателя!

Что такое активная аэродинамика?

Последней аэродинамической технологией является активная аэродинамика, которую многие производители в настоящее время устанавливают на серийные автомобили. Имея такие компоненты, как заслонки решетки радиатора, которые могут двигаться, ЭБУ автомобиля может управлять аэродинамикой. Например, система Active Grille Shutter от Ford оснащена моторизованными горизонтальными лопастями, которые открываются и закрываются для изменения количества воздуха, проходящего через решетку в охлаждающий пакет. Это имеет двойной эффект: во-первых, это помогает двигателю быстрее прогреваться и, таким образом, снижает выбросы выхлопных газов; во-вторых, это помогает уменьшить аэродинамическое сопротивление, которое, по утверждению Ford, может достигать шести процентов, когда решетка радиатора полностью закрыта.

Эта новая технология предназначена для повышения экономичности, но имеет потенциальные преимущества и для любителей скорости, поскольку такие машины, как суперкар Ford GT, используют те же принципы для повышения производительности. Например, когда заднее крыло сложено, передний сплиттер и поддон создают дисбаланс прижимной силы, поэтому у GT есть активные прорези в переднем бампере, которые позволяют воздуху обходить действие сплиттера; когда заднее антикрыло поднято и задняя прижимная сила увеличивается, эти передние прорези закрываются, и вы также получаете полный эффект передней прижимной силы. Само заднее крыло также может принимать разные углы (при необходимости также служит воздушным тормозом) и имеет убирающийся закрылок Gurney.

Если у вас нет глубоких карманов, активная аэродинамическая обвеска, подобная этой, вряд ли будет на первом месте в списке ваших планов по созданию автомобиля. Но эй, круто знать, что он существует, правда?

Руководство из журнала Fast Ford.

Техническая школа AutoZine — Аэродинамика

Техническая школа AutoZine — Аэродинамика

    Тащить

    Аэродинамический Эффективность автомобиля определяется его коэффициентом лобового сопротивления (Cd). Коэффициент сопротивление не зависит от площади, оно просто отражает влияние на аэродинамический перетащите по форме объекта. Теоретически круглая плоская пластина имеет Cd 1.0, но после добавления эффекта турбулентности по краю становится примерно 1.2. Наиболее аэродинамически эффективной формой является капля воды, Cd которой равна 0,05.

    Однако мы не можем сделать такую ​​машину. Типичный современный автомобиль стоит около 0,30.

    Сопротивление пропорционально к коэффициент аэродинамического сопротивления, лобовая площадь и квадрат скорости автомобиля. Ты можешь см. автомобиль, движущийся со скоростью 120 миль в час, должен бороться с 4-кратным сопротивлением автомобиль едет со скоростью 60 миль в час. Вы также можете увидеть влияние перетаскивания вверх скорость. Если нам нужно поднять максимальную скорость Ferrari Testarossa со 180 миль в час до 200 миль в час, как Lamborghini Diablo, не меняя своей формы, мы необходимо поднять его мощность с 390 л.с. до 535 л.с. Если бы мы предпочли потратить время и деньги на исследования в аэродинамической трубе, уменьшив его Cd с 0,36 до 0,29может сделать то же самое.

    Фастбэк

    В В 60-х инженеры автоспорта начали серьезно относиться к аэродинамике. Они обнаружили, что если уменьшить наклон задней части автомобиля до 20 градусов или меньше, воздушный поток будет плавно следовать по линии крыши и драматично уменьшить лобовое сопротивление. Они назвали этот дизайн «Fastback». Как результат, много добавлены гоночные автомобили, такие как показанный здесь Porche 935/78 «Моби Дик». преувеличенно длинный хвост и опустить спину.

    Для 3-кубовый вагон, поток воздуха выходит из вагона прямо в конце крыши линия. Резкое падение заднего стекла создает вокруг себя зону низкого давления, этот притягивает некоторые воздушные потоки обратно к комплементу, тем самым создавая турбулентность. турбулентность всегда ухудшается коэффициент аэродинамического сопротивления.

    Однако это еще лучше чем то между 3-боксом и фастбеком. Если угол заднего стекла составляет от 30 до 35 градусов, поток воздуха будет очень нестабильным. Это мог значительно ухудшают устойчивость на высоких скоростях. Раньше автопроизводители имел мало знал об этом и создал много таких автомобилей.

    Лифт

    Еще один важный аэродинамический фактор Лифт. Поскольку поток воздуха над автомобилем проходит большее расстояние чем воздушный поток под автомобилем, первый быстрее, чем второй. Согласно в соответствии с принципом Бернулли, разница скоростей создаст сеть отрицательный давление действовало на верхнюю поверхность, которую мы называем «Подъем».

    Нравится сопротивление, подъемная сила пропорциональна площади (но площадь поверхности вместо лобовой площадь), квадрат скорости транспортного средства и коэффициент подъемной силы (Cl), который равен определяется формой. На высокой скорости подъемная сила может быть увеличена до такой ан до такой степени, что автомобиль становится очень неустойчивым. Лифт особенно серьезен сзади можно легко понять, так как зона низкого давления существует вокруг заднего экрана. Если задний подъемник недостаточно противостоит, задний колеса станут легко буксовать, а это очень опасно для автомобиля путешествие где-то около 160 км/ч.

    Фастбэк есть особенно плохо в этом аспекте, потому что у него очень большая площадь соприкосновения с поверхностью с расход воздуха. Кажется, что хорошее сопротивление и хорошая подъемная сила исключают друг друга, вы не можете иметь их обоих. Однако по мере того, как мы проводили дополнительные исследования аэродинамика, мы нашли какое-то решение для достижения их обоих….


    В в В начале 60-х инженеры Феррари обнаружили, что, добавляя воздушный профиль (мы просто назовите «Крыло») к задней части, подъемная сила может быть значительно уменьшена или даже создает чистую прижимную силу. В то же время лобовое сопротивление незначительно повысился.
    Крыло имеет эффект направления большей части воздушного потока на выход через крышу прямо без идя назад, это уменьшает подъемную силу. (Если мы увеличим угол крыла, сотни килограммов прижимной силы могут быть даже доступны.) немного воздушный поток следует за спиной и оставляет хвост под крылом. Это позволяет избежать турбулентности, которая возникает в автомобиле без фастбэка, поэтому остается эффективное перетаскивание. Поскольку по этому маршруту следует слишком мало воздуха, его вклад в в подъемная сила легко компенсируется крылом.
    Крыло должно быть установлен высоко для того, чтобы извлечь выгоду из большей части воздушного потока. Эскорт РС Косворт верно…. Кугуар, ну, кажется, использует крыло только как украшение.
     
    Первый вагон-крыло был Феррари Гонщик на выносливость 246SP в 1962 году. Всего год спустя дорожный автомобиль 250GTO включены маленькое заднее крыло с утиным хвостом, конечно, впервые для дорожного автомобиля. Однако, крыло не стал популярным, пока Porsche не выпустил свой 911 RS 2.7 1972 г., чей большой утиный хвост уменьшал подъемную силу на 75% на высокой скорости. Всего через год, 911 В RS 3.0 использовалось крыло «китовый хвост», которое полностью исключало подъемную силу. Это стал товарный знак для более поздних 911-х.

    Новый 996 Порше Каррера предлагает нам некоторые полезные данные:

 
Передний лифт (при скорости 157 миль в час)
Задний лифт (на скорости 157 миль в час)
Крыло опущено
64 кг
136 кг
Крыло вверх
5 кг
14 кг
    Спойлер это аэродинамический комплект, который изменяет воздушные потоки под автомобилем. Мы назовите те, что установлены на нижнем краю переднего бампера, «подбородком». Спойлер» или «Воздушная дамба», а также те, которые установлены на нижней кромке бортов автомобиля. как «Юбка». Чтобы понять его принцип, мы должны сначала поговорить о нижняя сторона расход воздуха.

    Воздух проходит снизу в машина всегда нежелательна. Есть много компонентов, таких как двигатель, коробка передач, приводной вал, дифференциал и т. д., выставленные на днище автомобиля. Они будет препятствовать потоку воздуха, а не только вызывать турбулентность, которая увеличивает тащить, но и замедлить поток воздуха, тем самым увеличив подъемную силу. (Помнить Бернуллиса Принцип?).

    Спойлер используется для уменьшать поток воздуха снизу, поощряя воздух проходить с любой стороны автомобиля. Как в результате сопротивление и подъемная сила, вызванные воздушным потоком снизу, могут быть уменьшены. Вообще говоря, чем ниже расположен спойлер, тем лучше результат. получать. Поэтому вы можете увидеть гоночные автомобили на выносливость со спойлерами почти трогательный земля. Конечно, дорожные автомобили не могут этого сделать.
     


Мы также может уменьшить влияние нижнего воздушного потока, закрывая легковые автомобили дно гладким поддоном, как показано на этом Ferrari F355. Это избегает турбулентность и подъемная сила.

      Кому инженеры автоспорта, крыло может быть хорошим решением для подъема, но все еще далеко от того, что они действительно хотят. Типичный гоночный автомобиль Формулы-1. углы при боковом ускорении около 4 g, что требует значительной прижимной силы чтобы шины надежно держались на трассе. Установите огромное крыло с большим углом может удовлетворить это требование, но также ухудшает лобовое сопротивление коэффициент.
      В 70-х Коллин Чепмен (опять же) изобрел совершенно новую концепцию обеспечения прижимной силы без изменение сопротивления — Эффект земли. Он включил воздушный канал в днище своего гоночного Lotus 72. Канал относительно узкий впереди и расширяться к хвосту. Так как дно почти касается земля, сочетание канала и земли образует практически закрытый туннель. Когда машина работает, воздух поступает в туннель в носу и затем расширяется линейно к хвосту. Судя по всему, атмосферное давление снижается в сторону хвост, чтобы создавалась прижимная сила.

      Ground Effect так начальство чем крыло, которое вскоре было запрещено в Формуле-1. В 1978 году Брэбэм Гордон Мюррей попробовал еще раз другими средствами — вместо расширительного канала, он использовал мощный вентилятор, чтобы создать низкое давление возле хвоста. Конечно FIA снова запретила это.

      Эффект земли не слишком подходит для дорожных автомобилей. Это требует, чтобы дно было очень близко к землю, чтобы сформировать закрытый туннель. Для гоночного автомобиля это не проблема. Но дорожные автомобили должны иметь гораздо больший дорожный просвет, чтобы соответствовать различным грубый дороги, в гору и вниз по склону и т. д. Это значительно снижает эффективность эффекта земли. Дорожный автомобиль McLaren F1 последовал трюку Брэбэма, используя 2 электровентилятора для создания граунд-эффекта, но, честно говоря, нет тестер когда-либо хвалил его прижимную силу. Дауэр 962, так называемая «дорожная машина», но на самом деле это гоночный автомобиль на выносливость Porsche 962, разрешенный для использования на дорогах. общепринятый Эффект земли в воздушном канале как гоночный автомобиль. Регулируемый дорожный просвет позволяет это бежать по неровной дороге (медленно) и эффективно использовать эффект земли в Немецкий автобан. Тем не менее, он едва может создать 40% прижимной силы. гоночного автомобиля.


      CD Год Модель Примечание
      0,137 1986 Форд Зонд V Концепт-кар 
      0,19 1996 ГМ ЭВ1 Электромобиль
      0,25 1999 Хонда Инсайт Гибридный автомобиль
      0,25 2000 Лексус ЛС430
      0,25 2000 Ауди А2 «3-литровый»
      0,26 1989 Опель Калибра Базовая модель 2.