Aerodinamika bo'yicha qo'llanma
Avtotransport vositasining havo qarshiligiga ta'sir qiluvchi eng muhim omillar
Kam havo qarshiligi yonilg'i sarfini kamaytirishga yordam beradi. Biroq, bu borada rivojlanish uchun ulkan imkoniyatlar mavjud. Agar, albatta, aerodinamik mutaxassislar dizaynerlarning fikri bilan rozi bo'lishsa.
"Mototsikl qila olmaydiganlar uchun aerodinamika." Bu so'zlarni Entso Ferrari oltmishinchi yillarda aytgan va o'sha paytdagi ko'plab dizaynerlarning avtomobilning ushbu texnologik tomoniga munosabatini yaqqol namoyish etadi. Biroq, faqat o'n yil o'tgach, ularning butun qiymat tizimini tubdan o'zgartirgan birinchi neft inqirozi yuz berdi. Mashinaning harakatlanishi paytida barcha qarshilik kuchlari va ayniqsa, havo qatlamlaridan o'tayotganda paydo bo'ladigan kuchlar, sarflanadigan yoqilg'i miqdoridan qat'i nazar, dvigatellarning siljishi va quvvatini oshirish kabi keng texnik echimlar bilan engib chiqadigan vaqtlar, ular o'tib ketadi va muhandislar qarashga kirishadilar. maqsadlaringizga erishishning yanada samarali usullari.
Ayni paytda aerodinamikaning texnologik omili unutilgan changning qalin qatlami bilan qoplangan, ammo dizaynerlar uchun bu yangilik emas. Texnologiyalar tarixi shuni ko'rsatadiki, hatto 77-yillarda ham nemis Edmund Rumpler va vengriyalik Pol Jarai (ikonali Tatra TXNUMXni yaratgan) kabi rivojlangan va ixtirochi aqllar soddalashtirilgan yuzalarni hosil qilib, avtomobil tanasi dizayniga aerodinamik yondashuvga asos yaratdi. Ularning ortidan XNUMX-larda o'zlarining g'oyalarini ishlab chiqqan Baron Reynxard fon Könich-Faxenfeld va Vunibald Kam kabi aerodinamik mutaxassislarning ikkinchi to'lqini keldi.
Har kimga ayonki, tezlik ortishi bilan chegara keladi, undan yuqori havo qarshiligi avtomobilni boshqarish uchun hal qiluvchi omilga aylanadi. Aerodinamik jihatdan optimallashtirilgan shakllarni yaratish bu chegarani sezilarli darajada oshirishi mumkin va oqim koeffitsienti Cx bilan ifodalanadi, chunki 1,05 qiymati havo oqimiga perpendikulyar teskari bo'lgan kubga ega (agar u o'z o'qi bo'ylab 45 gradusga aylantirilsa, yuqori oqim oqimi bo'lishi mumkin). chekka 0,80 gacha kamayadi). Biroq, bu koeffitsient havo qarshiligi tenglamasining faqat bir qismidir - muhim element sifatida avtomobilning old qismining o'lchamini (A) qo'shishingiz kerak. Aerodinamikachilarning birinchi vazifalari toza, aerodinamik jihatdan samarali sirtlarni yaratishdir (biz ko'rib turganimizdek, avtomobilda ko'p omillar), bu oxir-oqibat pastroq oqim koeffitsientiga olib keladi. Ikkinchisini o'lchash uchun shamol tunneli kerak bo'ladi, bu qimmat va o'ta murakkab tuzilmadir - 2009 yilda foydalanishga topshirilgan tunnel bunga misoldir. Kompaniyaga 170 million yevroga tushgan BMW. Undagi eng muhim komponent - bu alohida transformator podstansiyasiga muhtoj bo'lgan juda ko'p elektr energiyasini iste'mol qiladigan ulkan ventilyator emas, balki havo oqimi avtomobilga ta'sir qiladigan barcha kuch va momentlarni o'lchaydigan aniq rolikli stenddir. Uning vazifasi avtomobilning havo oqimi bilan butun o'zaro ta'sirini baholash va mutaxassislarga har bir tafsilotni o'rganish va uni nafaqat havo oqimida samarali bo'lishi uchun, balki dizaynerlarning xohishlariga muvofiq o'zgartirishga yordam berishdir. . Asosan, avtomobil duch keladigan asosiy tortishish komponentlari uning oldidagi havo siqilgan va siljish paytida va eng muhimi - orqa tarafdagi kuchli turbulentlikdan kelib chiqadi. Mashinani tortib olishga moyil bo'lgan past bosim zonasi mavjud bo'lib, u o'z navbatida kuchli vorteks effekti bilan aralashadi, aerodinamistlar ham "o'lik qo'zg'alish" deb atashadi. Mantiqiy sabablarga ko'ra, stansiya vagonlari modellaridan keyin vakuum darajasi yuqoriroq, buning natijasida iste'mol koeffitsienti yomonlashadi.
Aerodinamik qarshilik omillari
Ikkinchisi nafaqat avtomobilning umumiy shakli kabi omillarga, balki muayyan qismlarga va sirtlarga ham bog'liq. Amalda, zamonaviy avtomobillarning umumiy shakli va nisbati umumiy havo qarshiligining 40 foizini tashkil qiladi, ularning to'rtdan bir qismi ob'ekt sirtining tuzilishi va nometall, chiroqlar, davlat raqami va antenna kabi xususiyatlar bilan belgilanadi. Havo qarshiligining 10% shamollatgichlar orqali tormoz, dvigatel va transmissiyaga oqishi bilan bog'liq. 20% - bu har xil pol va osma konstruktsiyalardagi vorteksning natijasi, ya'ni avtomobil ostida sodir bo'ladigan hamma narsa. Va eng qiziq narsa - havo qarshiligining 30% g'ildiraklar va qanotlar atrofida hosil bo'lgan vortekslar bilan bog'liq. Bu hodisaning amaliy namoyishi buni yaqqol ko'rsatib turibdi - g'ildiraklar olib tashlanganida va panjurning teshiklari yopilganda, har bir avtomobil uchun 0,28 dan oqim tezligi 0,18 ga tushadi. Hondaning birinchi Insight modeli va GM EV1 elektrokari kabi hayratlanarli darajada past masofali avtomobillarning hammasi yashirin orqa qanotlarga ega ekanligi bejiz emas. Umumiy aerodinamik shakli va yopiq old tomoni, elektr motori sovutish havosini ko'p talab qilmasligi sababli, GM dizaynerlariga atigi 1 oqim koeffitsienti bilan EV0,195 modelini ishlab chiqishga imkon berdi. Tesla Model 3 Cx 0,21 ga ega. Ichki yonish dvigatellari bo'lgan transport vositalarida g'ildiraklarning girdobini kamaytirish uchun. Old bamperdagi teshikdan yo'naltirilgan yupqa vertikal havo oqimi ko'rinishidagi "havo pardalari" g'ildiraklar atrofida puflab, vortekslarni barqarorlashtiradi, dvigatelga oqim aerodinamik panjurlar bilan cheklanadi va pastki qismi butunlay yopiladi.
Rolikli stend tomonidan o'lchanadigan kuchlarning qiymatlari qanchalik past bo'lsa, Cx kichikroq bo'ladi. Odatda 140 km / soat tezlikda o'lchanadi - 0,30 qiymati, masalan, avtomobil o'tadigan havoning 30 foizi uning tezligiga tezlashtirilgan degan ma'noni anglatadi. Old qismga kelsak, uni o'qish ancha sodda tartibni talab qiladi - buning uchun avtomobilning tashqi konturlari old tomondan ko'rilganda lazer bilan belgilanadi va kvadrat metrlarda yopiq maydon hisoblanadi. Keyin kvadrat metrda avtomobilning umumiy havo qarshiligini olish uchun oqim omiliga ko'paytiriladi.
Aerodinamik rivoyatimizning tarixiy konturiga qaytsak, biz 1996 yilda standartlashtirilgan yoqilg'i sarfini o'lchash siklini (NEFZ) yaratish aslida avtomobillarning aerodinamik evolyutsiyasida (7-yillarda sezilarli darajada rivojlangan) salbiy rol o'ynaganligini aniqlaymiz. ) chunki aerodinamik omil yuqori tezlikda harakatlanishning qisqa davri tufayli kam ta'sir qiladi. Yillar davomida iste'mol koeffitsientining pasayishiga qaramasdan, har bir sinfdagi transport vositalarining o'lchamlarini oshirish frontal maydonning oshishiga va natijada havo qarshiligining oshishiga olib keladi. VW Golf, Opel The Astra va BMW 90 Series kabi avtomobillar 90-yillardagi avvalgilariga qaraganda yuqori havo qarshiligiga ega edi. Ushbu tendentsiyaga katta old maydoni va yomonlashib borayotgan soddaligi bilan ta'sirchan SUV modellari yordam beradi. Ushbu turdagi transport vositasi asosan yuqori og'irligi uchun tanqid qilingan, ammo amalda bu omil tezlik oshishi bilan nisbiy ahamiyatini yo'qotadi - shahar tashqarisida taxminan 50 km / soat tezlikda harakatlanayotganda, havo qarshiligining nisbati taxminan. 80 foiz, avtomagistral tezligida u avtomobil duch keladigan umumiy qarshilikning XNUMX foizigacha oshadi.
Aerodinamik naycha
Havo qarshiligining avtomobil ishlashidagi rolining yana bir misoli odatiy Smart City modelidir. Ikki o'rindiqli mashina shahar ko'chalarida chaqqon va chaqqon bo'lishi mumkin, ammo uning qisqa va mutanosib kuzovi aerodinamik nuqtai nazardan juda samarasiz. Kam vazn fonida havo qarshiligi tobora muhim elementga aylanib bormoqda va Smart bilan u soatiga 50 km tezlikda kuchli ta'sir ko'rsata boshlaydi.Yengil dizaynga qaramay, u umidlarni oqlamaganligi ajablanarli emas. nisbatan past narxga ega.
Biroq, Smartning kamchiliklariga qaramay, bosh kompaniya Mercedesning aerodinamikaga bo'lgan munosabati ajoyib shakllarni yaratish jarayoniga metodik, izchil va faol yondashuvning namunasidir. Aytish mumkinki, shamol tunnellariga sarmoya kiritilishi va bu boradagi mashaqqatli mehnat samarasi ushbu korxonada ayniqsa sezilarli. Ushbu jarayonning ta'sirining ayniqsa yorqin misoli - hozirgi S-Class (Cx 0,24) Golf VII (0,28) ga qaraganda kamroq havo qarshiligiga ega. Ko'proq ichki makonni qidirishda ixcham modelning shakli ancha katta frontal maydonga ega bo'ldi va oqim koeffitsienti qisqaroq uzunligi tufayli S-sinfiga qaraganda yomonroq, bu tekislangan yuzalarga va ko'p narsalarga imkon bermaydi. Ko'proq. - allaqachon orqa tomondan keskin o'tish tufayli, vortekslarning shakllanishiga yordam beradi. Biroq, VW keyingi avlod Golfning havoga chidamliligi sezilarli darajada kamroq bo'ladi va pastga tushiriladi va soddalashtiriladi. Har bir ICE avtomobili uchun 0,22 yonilg'i sarfining eng past ko'rsatkichi Mercedes CLA 180 BlueEfficiency hisoblanadi.
Elektr transport vositalarining afzalligi
Og'irlik fonida aerodinamik shakl muhimligining yana bir misoli zamonaviy gibrid modellar va hattoki elektr transport vositalaridir. Masalan, Prius modelida yuqori aerodinamik konstruktsiyaga ehtiyoj, tezlik oshgani sayin, gibrid quvvat agregati samaradorligi keskin pasayishi bilan bog'liq. Elektr transport vositalarida elektr rejimida kilometrning ko'payishi bilan bog'liq barcha narsalar juda muhimdir. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, og'irlikni 100 kg ga kamaytirish avtomobilning yurish masofasini atigi bir necha kilometrga ko'paytiradi, ammo boshqa tomondan, elektromobil uchun aerodinamikaning ahamiyati katta.
Birinchidan, bu transport vositalarining katta massasi ularga tiklanish uchun sarflangan energiyaning bir qismini qayta tiklashga imkon beradi, ikkinchidan, elektr motorining yuqori momenti ishga tushirish paytida og'irlikning ta'sirini qoplashga imkon beradi va uning samaradorligi pasayadi. yuqori tezlikda va yuqori tezlikda. Bundan tashqari, quvvat elektronikasi va elektr motoriga kamroq sovutish havosi kerak bo'ladi, bu esa avtomobilning old qismida kichikroq ochilish imkonini beradi, bu biz allaqachon ta'kidlaganimizdek, tananing atrofidagi oqimning yomonlashuvining asosiy sababidir. Dizaynerlarni zamonaviy plaginli gibrid modellarda aerodinamik jihatdan samaraliroq shakllarni yaratishga undaydigan yana bir element - bu faqat elektr motor yordamida tezlashmasdan harakatlanish rejimi yoki shunday deyiladi. yelkanli sport. Yelkanli qayiqlardan farqli o'laroq, bu atama qayerdan kelib chiqqan va qayiqni shamol harakatga keltirishi kerak bo'lsa, elektr avtomobillar havo qarshiligi kamroq bo'lsa, masofani oshiradi. Aerodinamik jihatdan optimallashtirilgan shaklni yaratish yonilg'i sarfini kamaytirishning eng iqtisodiy usuli hisoblanadi.
Matn: Georgi Kolev
Ba'zi taniqli avtomobillarning iste'mol koeffitsientlari:
Mercedes Simplex
1904 yil ishlab chiqarish, Cx = 1,05
Rumpler Tropfenwagen
1921 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,28
Ford modeli T.
1927 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,70
Eksperimental model Kam
1938 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,36
Mercedes rekord mashinasi
1938 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,12
VW avtobusi
1950 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,44
VW "toshbaqa"
1951 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,40
Panxard Dina
1954 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,26
Porsche 356
1957 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,36
MG EX 181
1957 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,15
Citroen DS 19
1963 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,33
NSU Sport shahzodasi
1966 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,38
Mercedes C 111
1970 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,29
Volvo 245 yuk mashinasi
1975 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,47
Audi 100
1983 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,31
Mercedes W 124
1985 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,29
Toyota Prius 1
1997 yil ishlab chiqarish, Cx = 0,29
