Avtomobil aerodinamikasi nima?

Afsonaviy avtoulov modellarining tarixiy fotosuratlariga nazar tashlaydigan bo'lsak, har kim darhol bizning kunlarimizga yaqinlashganda transport vositasining korpusi tobora kamroq burchakka aylanib borayotganini sezadi.

Bu aerodinamikaga bog'liq. Keling, ushbu effektning o'ziga xos xususiyati nimada, nima uchun aerodinamik qonunlarni hisobga olish muhimligini, shuningdek qaysi avtomashinalar yomon tartibga solish koeffitsientiga ega va qaysi biri yaxshi ekanligini ko'rib chiqamiz.

Avtomobil aerodinamikasi nima

Qanday g'alati tuyulishi mumkin bo'lsa ham, mashina yo'l bo'ylab tezroq harakatlansa, u yerdan tushib ketishga moyil bo'ladi. Sababi shundaki, transport vositasi to'qnashgan havo oqimi avtomobil tanasi tomonidan ikki qismga bo'linadi. Ulardan biri pastki va yo'l qoplamasi o'rtasida, ikkinchisi tomdan o'tib, mashinaning konturini aylanib chiqadi.

Agar siz avtomobil tanasiga yon tomondan qarasangiz, u vizual ravishda masofadan turib samolyot qanotiga o'xshaydi. Samolyotning ushbu elementining o'ziga xos xususiyati shundaki, burilish ustidagi havo oqimi qismning tekis qismiga qaraganda ko'proq yo'lni bosib o'tadi. Shu sababli, qanot ustida vakuum yoki vakuum hosil bo'ladi. Borayotgan tezlikda bu kuch tanani ko'proq ko'taradi.

Xuddi shunday ko'tarish effekti avtomobil uchun yaratilgan. Yuqori oqim qopqoq, tom va magistral atrofida, pastki oqim esa pastki qismida oqadi. Qo'shimcha qarshilik yaratadigan yana bir element - bu vertikalga yaqin bo'lgan tana qismlari (radiator panjarasi yoki old oyna).

Tashish tezligi ko'tarish effektiga bevosita ta'sir qiladi. Bundan tashqari, vertikal panelli tanasi shakli qo'shimcha turbulentlikni keltirib chiqaradi, bu esa transport vositasini tortishini kamaytiradi. Shu sababli, burchakli shaklga ega bo'lgan ko'plab klassik avtoulovlarning egalari sozlash paytida, spoyler va boshqa kuchlarni korpusga qo'shib qo'yishadi, bu esa avtomobilning kuchini oshirishga imkon beradi.

Nima uchun bu zarur?

Streamling havo keraksiz girdoblarsiz tanani bo'ylab tezroq oqishini ta'minlaydi. Havo qarshiligining kuchayishi bilan mashina to'sqinlik qilganda, dvigatel ko'proq yoqilg'idan foydalanadi, go'yo mashina qo'shimcha yuk ko'taradi. Bu nafaqat avtomobil iqtisodiga, balki atrof-muhitga chiqadigan quvur orqali qancha zararli moddalar chiqarilishiga ham ta'sir qiladi.

Yaxshilangan aerodinamikasi bo'lgan avtomobillarni loyihalashtirishda etakchi avtomobil ishlab chiqaruvchilarining muhandislari quyidagi ko'rsatkichlarni hisoblashadi:

• Dvigatel tabiiy sovutishni qabul qilishi uchun dvigatel bo'linmasiga qancha havo tushishi kerak;
• Tananing qaysi qismlarida avtomobil ichki qismi uchun toza havo olinadi, shuningdek, u bo'shatiladi;
• Avtoulovda havoni kamroq shovqin qilish uchun nima qilish kerak;
• Ko'tarish kuchi avtomobil tanasi shaklining xususiyatlariga muvofiq har bir o'qga taqsimlanishi kerak.

Ushbu barcha omillar yangi mashina modellarini ishlab chiqishda hisobga olinadi. Agar ilgari tana elementlari keskin o'zgarishi mumkin bo'lsa, bugungi kunda olimlar frontal ko'tarilish koeffitsientini kamaytiradigan eng ideal shakllarni ishlab chiqdilar. Shu sababli, so'nggi avlodning ko'plab modellari tashqi tomondan faqat diffuzorlar yoki qanot shaklidagi oldingi avlodga nisbatan kichik o'zgarishlar bilan farq qilishi mumkin.

Yo'lning barqarorligidan tashqari, aerodinamika tananing ayrim qismlarini kamroq ifloslanishiga yordam beradi. Shunday qilib, shamolning old pog'onasi bilan to'qnashuvda vertikal holda joylashgan faralar, bamper va old oyna singan mayda hasharotlardan tezroq ifloslanadi.

Liftning salbiy ta'sirini kamaytirish uchun avtomobil ishlab chiqaruvchilari kamaytirishni maqsad qilishadi tozalash maksimal ruxsat etilgan qiymatga. Biroq, frontal ta'sir mashinaning barqarorligiga ta'sir qiladigan yagona salbiy kuch emas. Muhandislar har doim frontal va lateral soddalashtirish o'rtasida "muvozanat" saqlaydilar. Har bir zonada ideal parametrga erishish mumkin emas, shuning uchun yangi turdagi tanani ishlab chiqarishda mutaxassislar har doim ma'lum bir murosaga kelishadi.

Asosiy aerodinamik faktlar

Ushbu qarshilik qaerdan kelib chiqadi? Hammasi juda oddiy. Sayyoramiz atrofida gazli birikmalardan iborat atmosfera mavjud. O'rtacha atmosferaning qattiq qatlamlari zichligi (erdan qushlarning ko'ziga qadar bo'shliq) taxminan 1,2 kg / kvadrat metrni tashkil qiladi. Ob'ekt harakatga kelganda, u havoni tashkil etadigan gaz molekulalari bilan to'qnashadi. Tezlik qancha yuqori bo'lsa, ushbu elementlar ob'ektga shunchalik kuch bilan uriladi. Shu sababli, Yer atmosferasiga kirib, kosmik kema ishqalanishdan kuchli qiziy boshlaydi.

Yangi model dizayni ishlab chiquvchilari engishga urinayotgan birinchi vazifa - bu tortilishni kamaytirish. Ushbu parametr, agar avtomobil 4 km / s dan 60 km / s gacha tezlashtirilgan bo'lsa, 120 baravar ko'payadi. Buning qanchalik muhimligini tushunish uchun kichik bir misolni ko'rib chiqing.

Transportning og'irligi 2 ming kg. Transport 36 km / soatgacha tezlashadi. Shu bilan birga, ushbu kuchni engish uchun atigi 600 vatt quvvat sarflanadi. Qolganlarning hammasi overclockga sarflanadi. Ammo allaqachon 108 km / soat tezlikda. Frontal qarshilikni engib o'tish uchun allaqachon 16 kVt quvvat ishlatilmoqda. 250 km / soat tezlikda harakatlanayotganda. mashina allaqachon tortish kuchiga 180 ot kuchini sarf qiladi. Agar haydovchi tezlikni oshirish quvvatidan tashqari, avtomashinani soatiga 300 kilometrgacha tezlashtirmoqchi bo'lsa, dvigatel old havo oqimiga bardosh berish uchun 310 ot iste'mol qilishi kerak bo'ladi. Shuning uchun sport avtomobiliga bunday kuchli quvvat agregati kerak.

Eng sodda, ammo ayni paytda qulay transportni rivojlantirish uchun muhandislar Cx koeffitsientini hisoblashadi. Modelning tavsifidagi ushbu parametr ideal tana shakliga nisbatan eng muhim hisoblanadi. Bir tomchi suv bu sohada ideal hajmga ega. U 0,04 koeffitsientiga ega. Hech bir avtoulov ishlab chiqaruvchisi yangi avtomobil modeli uchun bunday original dizaynga rozi bo'lmaydi, garchi bu dizaynda ilgari variantlar bo'lgan.

Shamol qarshiligini kamaytirishning ikki yo'li mavjud:

1. Tananing shaklini o'zgartiring, shunda havo oqimi iloji boricha avtomobil atrofida oqadi;
2. Avtomobilni tor qiling.

Mashina harakatlanayotganda unga vertikal kuch ta'sir qiladi. U tortishga ijobiy ta'sir ko'rsatadigan pastga bosim ta'siriga ega bo'lishi mumkin. Agar avtomobilga bosim kuchaytirilmasa, hosil bo'ladigan girdob transport vositasini erdan ajratilishini ta'minlaydi (har bir ishlab chiqaruvchi ushbu ta'sirni iloji boricha yo'q qilishga harakat qiladi).

Boshqa tomondan, mashina harakatlanayotganda, unga uchinchi kuch ta'sir qiladi - lateral kuch. Ushbu maydon hatto kamroq boshqarilishi mumkin, chunki unga ko'plab o'zgaruvchan qiymatlar ta'sir qiladi, masalan, to'g'ridan-to'g'ri harakatlanayotganda yoki burchakka burilish paytida shamol. Ushbu omilning kuchini oldindan aytib bo'lmaydi, shuning uchun muhandislar uni xavf ostiga qo'ymaydilar va Cx nisbatida ma'lum bir kelishuvga imkon beradigan kenglikdagi holatlarni yaratadilar.

Vertikal, frontal va lateral kuchlarning parametrlarini hisobga olish darajasini aniqlash uchun etakchi avtomobil ishlab chiqaruvchilari aerodinamik sinovlarni o'tkazadigan ixtisoslashtirilgan laboratoriyalar tashkil etmoqdalar. Moddiy imkoniyatlarga qarab, ushbu laboratoriya shamol tunnelini o'z ichiga olishi mumkin, unda transportni soddalashtirish samaradorligi katta havo oqimi ostida tekshiriladi.

Ideal holda, yangi avtomobil modellarini ishlab chiqaruvchilar o'z mahsulotlarini 0,18 koeffitsientiga etkazishga intilishadi (bugungi kunda bu ideal), yoki undan oshib ketadi. Ammo ikkinchisida hali hech kim muvaffaqiyat qozonmadi, chunki dastgohda harakat qiladigan boshqa kuchlarni yo'q qilish mumkin emas.

Siqish va ko'tarish kuchi

Bu erda transport bilan ishlashga ta'sir qiluvchi yana bir nuance bor. Ba'zi hollarda tortishni kamaytirish mumkin emas. Bunga F1 avtomashinalarini misol keltirish mumkin. Garchi ularning tanasi mukammal darajada soddalashtirilgan bo'lsa-da, g'ildiraklar ochiq. Ushbu zona ishlab chiqaruvchilar uchun eng ko'p muammolarni keltirib chiqaradi. Bunday transport uchun Cx 1,0 dan 0,75 gacha

Agar bu holda orqa girdobni yo'q qilish mumkin bo'lmasa, unda oqim yo'l bilan tortishni kuchaytirish uchun ishlatilishi mumkin. Buning uchun korpusga pastki kuchni yaratadigan qo'shimcha qismlar o'rnatiladi. Masalan, oldingi bamperda sport avtomobili uchun nihoyatda muhim bo'lgan erdan ko'tarilishining oldini oluvchi spoyler o'rnatilgan. Xuddi shunday qanot ham avtomobilning orqa qismiga bog'langan.

Old qanot oqimni mashina ostiga emas, balki tananing yuqori qismiga yo'naltiradi. Shu sababli, transport vositasining burni har doim yo'l tomon yo'naltiriladi. Vakuum pastdan paydo bo'ladi va mashina yo'lga yopishganga o'xshaydi. Orqa spoyler avtomobil orqasida girdob paydo bo'lishiga to'sqinlik qiladi - uning qismi transport vositasining orqasidagi vakuum zonasiga singib ketishdan oldin oqimni buzadi.

Kichkina elementlar ham tortilishning kamayishiga ta'sir qiladi. Masalan, deyarli barcha zamonaviy avtoulovlarning kapotining qirrasi artadigan pichoqlarni qoplaydi. Avtoulovning old tomoni, aksariyat hollarda qarama-qarshi tirbandlikka duch kelgandan beri, hatto havo olish deflektorlari kabi kichik elementlarga ham e'tibor qaratiladi.

Sport korpuslari to'plamlarini o'rnatayotganda, qo'shimcha kuchsizlanish avtoulovni yo'lda ishonchliroq qilishini hisobga olish kerak, lekin shu bilan birga yo'naltirilgan oqim tortishni kuchaytiradi. Shu sababli, bunday transportning eng yuqori tezligi aerodinamik elementlarga qaraganda pastroq bo'ladi. Yana bir salbiy ta'sir shundaki, mashina g'azablantiradi. To'g'ri, sport korpusi to'plamining ta'siri soatiga 120 kilometr tezlikda seziladi, shuning uchun aksariyat hollarda jamoat yo'llarida bunday tafsilotlar.

Yomon aerodinamik qarshilikka ega modellar:

Sh 0,7 - Caterham 7

Cx 0,6 - UAZ (469, Hunter)

Sx 0,58 - Jeep Wrangler (TJ)

Cx 0,57 - Hummer (H2)

Cx 0,56 - VAZ "klassik" (01, 03, 05, 06, 07)

Og'irligi 0,54-Mercedes-Benz (G-klass)

Cx 0,53 - VAZ 2121

Yaxshi aerodinamik qarshilikka ega modellar:

Sh 0,18 - VW XL1

Cx 0,19 - GM EV1

Cx 0,21 - Tesla (Model3)

Cx 0,23 - Audi A4

Cx 0,23 - Mercedes-Benz CLA

Cx 0,23 - Mercedes-Benz (S 300h)

Cx 0,24 - Tesla Model S

Cx 0,24 - Tesla (Model X)

Cx 0,24 - Hyundai Sonata

Cx 0,24 - Toyota Prius

Cx 0,24 - Mercedes-Benz C klassi

Cx 0,25 - Audi A2

Cx 0,25 - Alfa Romeo (Giulia)

Cx 0,25 - Peugeot 508

Cx 0,25 - Honda Insight

Cx 0,26 - BMW (3 seriyali E90 orqasida)

Cx 0,26 - BMW i8

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (B)

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (E-klass)

Cx 0,26 - Yaguar XE

Cx 0,26-Nissan GT-R

Cx 0,26 - Infiniti Q50

Bundan tashqari, avtomobil aerodinamikasi haqida qisqa videoni tomosha qiling:

Avtomobil aerodinamikasi, bu nima? Aerodinamikani qanday yaxshilash mumkin? Qanday qilib avtoulovdan samolyot yasash mumkin emas?