Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Аэродинамика в автоспорте



Если машина все время хочет оторваться от дороги, ни о каком сцеплении шин с поверхностью и речи быть не может. Значит, с подъемной силой нужно как-то бороться, иначе о каких высоких скоростях, прохождениях поворотов и прочем можно говорить? Плохая аэродинамика вызывает, например, потерю времени на кольце, и если вы хотите победить, с ней нужно считаться всерьез.

Рассмотрим конкретный пример - Volkswagen Beetle 2000 года выпуска. Стоковый Beetle на скорости в 200 км/ч поднимается вверх с силой около 1 кДж (или около 1,35 л.с. в секунду). Если учесть, что он весит около 1224 кг, можно сказать, что на этой скорости около 25% его веса пытается оторваться от земли. А теперь представьте себе модифицированный для гонок Beetle. Как вы думаете, 25-процентная потеря сцепления с дорогой в поворотах – это хорошая идея для получения главного приза?

Способ борьбы с подъемной силой прост – нужно генерировать силу прижимную. Для этого и нужны многочисленные аэрозапчасти – уже перечисленные нами дефлекторы, сплиттеры, диффузоры и так далее. Только как же их правильно применить?

Антикрыло

 

Для начала стоит немного разобраться в теории. Что такое антикрыло? Это простыми словами тоже самое крыло самолета, что воздействует на воздушный поток и создает подъёмную силу для полета самолета в воздухе. Но летать на автомобиле, мы же не собираемся, верно же? Вот поэтому назвали антикрыло, задача которого полностью противоположна – прижать автомобиль к земле за счет потока воздуха, возникающего на большей скорости.

Внаслідок асиметрії обтікання тіла середовищем по третьому закону Ньютона і, в разі профільованого крила, за законом Бернуллі виникає додаткова сила притиснення автомобіля до дороги. Тиск над крилом, розташованим під негативним кутом атаки, є вищим за тиск під крилом (у зв'язку із розрідженням повітря під «оберненим» крилом).

Ця додаткова притискна сила збільшує граничну силу тертя між колесами і покриттям. За відсутності антикрила та інших аеродинамічних пристосувань граничне прискорення визначається характеристиками шин і покриття і, як правило, не перевищує 1,0...1,1g (10…11 м/с²) зі спортивними шинами серійного виробництва. Для порівняння, боліди Формули-1 можуть проходити повороти і гальмувати з прискоренням до 5g, в основному за рахунок притискної сили від антикрил та інших елементів дизайну, яка у декілька разів перевищує вагу самого боліда.

Вперше антикрило застосував 22-річний швейцарський інженер Майкл Мей (Michael May) на своєму «Porsche 550 Spyder» для участі у гонці «Нюрбургринг 1000 кілометрів» 27 травня 1956 року. Він ще був студентом, коли його двоюрідний брат П'єр купив йому гоночний автомобіль і він побачив перспективу у використанні перевернутого крила для створення притискного зусилля, що підвищувало зчеплення авто з дорогою у поворотах. Антикрило було оснащене системою важелів для зміни кута нахилу. На тестових заїздах автомобіль Мея показав кращі результати у порівнянні з найсильнішими конкурентами. Але до участі у перегонах у Нюрбургрингу його не допустили через протест, що нібито використане антикрило «обмежує видимість пілотам», що їхали позаду. Насправді відмову пролобіювали боси Porsche, які згодом запросили Мея на роботу у конструкторське бюро. Мей зміг взяти участь в іншій гонці у травні на автомобілі з антикрилом але не фінішував і ця ідея була покладена на полицю до пізніших часів.

Широке застосування антикрило почало знаходити у спортивних автомобілях у другій половині 1960-х років, зокрема серед перших у Формулі-1 були боліди моделей 312 F1 Ferrari (1968) і McLaren M7 (1968) та у серіях NASCAR автомобілі моделей Mercury Cyclone Spoiler II (1969) і Plymouth Superbird (1970).

За счет этого прижимного эффекта (отмечу, на заднюю ось) улучшается сцепление с дорогой и устойчивость, что позволяет автомобилю развивать большую скорость без риска срыва колес в занос. Обычно эффективность антикрыла в полной мере ощутимо на скоростях более 180 км/час. По мимо устойчивости антикрыло, также позволяет сэкономить немного топлива, плюс разрежает потоки воздуха от встречных грузовых (габаритных) автомобилей, что вызывают отбрасывание автомобиля в сторону.

Для создание подобных эффектов также по мимо скорости и простой установки антикрыла куда попало, существует множество нюансов. Во – первых, материал: антикрыло должно быть изготовлено из специальных материалов, что способны предоставить как жёсткость, так и эластичность. Из-за этого при производстве используются алюминий, или карбон. Во – вторых, форма: необходимое для создание прижимного эффекта антикрыло должно обязательно иметь достаточную площадь крыла, так же, как и соответствующею форму поперечного сечения (форму перевернутого крыла).

В – третьих, установка: антикрыло в обязательном порядке для полного эффекта должно устанавливаться под углом 10°-15° к продольной оси автомобиля (в задней части автомобиля). Также стоит отметить, что крыло нужно устанавливать в месте, где воздействие потока воздуха будет максимальным (не загороженном кузовом автомобиля). В случаи седанов это место находится ближе к концу автомобиля, где поток воздуха обойдя кабину будет уплотняться. Думаю, также стоит сказать, что нагрузка на антикрыло может составлять не одну сотню килограммов, поэтому желательно крепить его как можно надежней.

Конечно, как бы все хорошо не звучало, у антикрыла разумеется иметься и минусы. Для начала: из-за увеличения нагрузки на заднюю ось, увеличивается и нагрузка на колеса, увеличивая их износ и воздействие на них при качении. Также в последствии потери динамики автомобиля из-за увеличения прижимной силы, увеличивается и лобовое сопротивление. И последнее: думаю будет логичным, что из-за того, что антикрыло устанавливается сзади, прижимной эффект будет работать только на 50% всего автомобиля (на заднюю ось).

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.