Ultim@te
16.10.2008, 19:48
Как ни удивительно, но даже самое примитивное, с точки зрения корифеев, аэродинамическое приспособление по сути своей является самым благородным инженерным порывом. Ведь оно пытается разрешить одну из самых сложных задач в теории автомобиля.
Среди всех сил, оказывающих сопротивление движению автомобиля, аэродинамическое сопротивление, или, если выразиться лаконичнее, влияние, стоит на первом месте. Судите сами: при скорости 60 км/ч она превосходит любую другую, существующую в автомобиле (подшипники, шины), а на скоростях выше 100 км/ч превосходит все иные вместе взятые! Отсюда вывод: любой мало-мальски «ухарский» подход к изменению аэродинамики своего железного коня можно смело отнести к выпячиванию напоказ не самых лучших способностей собственного «РК», вертящегося на шее. Но если поставить перед собой некую узкую задачу, то какой-никакой результат можно наскрести.
В первую очередь следует уяснить, что конвейерный автомобиль и является, по сути, неким усредненным аэродинамическим «винегретом», где учтены и собраны воедино довольно противоречивые параметры. Ведь, скажем, если польза того же антикрыла не оспаривается спортсменами на экстремальных скоростях, то почему его не ставят на все без исключения автомобили прямо на заводе? Ларчик открывается просто: увеличивая степень управляемости (читай – сопротивления) на аэродинамику, мы неизбежно придем к необходимости увеличения параметров энерговооруженности автомобиля. На высоких скоростях каждая ступень скорости будет даваться все труднее и дороже. Так, например, работая над увеличением скоростных возможностей автомобилей серии Nascar (американские кузовные гонки по овалу), инженеры выяснили, что для увеличения максимальной скорости на 8 км/ч потребуется прирост мощности двигателя в 62 кВт (85 л.с.)! Или уменьшение коэффициента лобового сопротивления Сх на 15%!
Весьма показателен пример такой взаимозависимости на раллийных автомобилях Audi Sport Quattro S1. Автомобиль, участвовавший в чемпионате мира по ралли, имел довольно агрессивный аэродинамический обвес, который неплохо работал на его победы в борьбе с конкурентами. Но для горной гонки Piks Peek инженеры из Ингольштадта одели свое детище в, поистине, немыслимое платье. Почему? Да потому, что скоротечный подъем на холм позволял не думать особо о ресурсе двигателя, и простым поднятием давления наддува «пятицилиндровое сердце» Quattro разрывалось от своих 770 л.с.! Под него и стало возможным увеличить площадь аэродинамически активных приспособлений. В классическом ралли, где автомобилю приходится преодолевать значительные расстояния, и уровень форсировки ограничен, как говорится, законами жанра (для ралли Quattro имело всего 550 л.с.) антикрылья и спойлера имеют более скромные размеры. Классический пример, когда кашу можно испортить маслом!
http://www.tolkuchka.dsip.net/uploads/post-19138-1167842525.jpg
Вернувшись с небесных скоростей к земным чаяниям, зададимся вопросом: точно ли мы знаем, чего хотим, когда принимаемся за аэродинамические препарации? Сразу оговоримся: «прибор», с помощью которого можно выяснить результат такого вмешательства, на барахолке не купишь. Имя ему – аэродинамическая труба, имеется она лишь у некоторых фирм, среди которых преобладают авиационные. А это значит, что опытом дутья автомобиля обладают еще меньше этих самых «фирм». Поэтому теоретически можно предположить, что аэродинамический обвес у «околомосковских» («труба» автополигона в Дмитрове) и «околотольяттинских» (труба АвтоВАЗа) тюнинговых контор в теории может стоять ближе к изделию, нежели к, образно говоря, выпуску пластика или алюминия. Это для «чистоты» рассуждений.
Аэродинамика существенно влияет на устойчивость и управляемость автомобиля. Это в первую очередь связано с возникновением подъемной силы, которая серьезно влияет на ходовые качества машины – уменьшает силу сцепление колес с дорогой, а в некоторых случаях может быть одной из причин опрокидывания автомобиля. Причина появления подъемной силы у автомобиля кроется в форме его профиля. Длины путей движения воздуха под автомобилем и над ним существенно разняться, следовательно, обтекаемому сверху воздушному потоку приходится проходить его с большей скоростью, нежели потоку, движущемуся внизу автомобиля.
Далее в действие вступает закон Бернулли, по которому, чем больше скорость, тем меньше давление и наоборот. Поэтому внизу автомобиля создается область повышенного давления, а сверху – пониженного. В результате получаем подъемную силу. Конструкторы стремятся всякими ухищрениями свести ее к нулю, и частенько это им удается. Так, например, у «десятки» нулевая подъемная сила, а у «восьмерки» существует тенденция к подъему. Избавиться от подъемной силы можно с помощью антикрыльев. Они создают дополнительную прижимную силу, хотя несколько и ухудшают общее аэродинамическое сопротивление. Следует заметить, что используются они в основном на гоночных болидах. Не следует путать между собой антикрыло и спойлер. Каждый из них выполняет свою задачу. Спойлеры, которые устанавливаются на серийные модели легковых автомобилей, предназначены в большей степени для лучшей организации движения потока воздуха.
Первое подобие спойлера появилось на отечественных автомобилях на модерновом ВАЗ-2105: легкий загиб на конце переднего фартука не только аэродинамически работал, но и придавал некий спортивный шарм. Кстати, мало кто знает, что у тривиальной «Таврии» тоже была аэродинамическая болезнь задка, которую удалось несколько успокоить дефлектором, расположенным за задней балкой. Но это серьезные работы. А как обстоят дела у кустарей?
Есть великий соблазн любое изделие без «трубного» сертификата сразу осмеять. Но не все так просто. В принципе, обладая некой интуицией, подкрепленной некоторыми базовыми знаниями обтекания воздухом автомобиля, можно достичь и некоторых личных результатов. Причем не обязательно хороших, поскольку из них вырабатывается сын ошибок трудных – опыт.
http://www.tolkuchka.dsip.net/uploads/post-19138-1167842536.jpg
Если рассмотреть наиболее модное и претензионное аэродинамическое изделие – заднее антикрыло, то, поиграв воображением, в принципе нетрудно найти на своем авто наиболее рабочее для него место. При этом очень неплохо бы было, если у него было три разных и, естественно, меняющихся угла атаки. Это, как минимум, подвигнет вас к дальнейшим экспериментам и наблюдениям. Если, конечно, вы не хотели этим сразить воображение томных девиц, слоняющихся у пятизвездочного отеля.
Угол атаки влияет на... влияние самого антикрыла на поведение автомобиля. Любопытен пример, который автор этих строк наблюдал на ралли «Сочи» в конце 90-х. Перед последним скоростным участком «Солох-Аул» будущий чемпион России Станислав Грязин на N-групповом Mitsubishi Lancer EVO VI проигрывал Виктору Школьному на ВАЗ-21107 несколько секунд. «Доп» шел под гору, изобиловал «быстрыми» поворотами, что предполагало довольно высокую скорость. Что делает Станислав Грязин перед стартом – он уменьшает угол атаки заднего антикрыла, намереваясь таким образом уменьшить Сх и увеличить скорость. Этот СУ он проходил не раз, и действия были заучены. Но под другую аэродинамическую настройку. Результат не заставил себя ждать – вылет с трассы в первом же быстром повороте, а улет в глубокий обрыв предотвратили деревья.
В гражданском варианте использование «пользы» будет зависеть от многих факторов, и при этом не стоит забывать, что на другой чаше весов всегда будет лежать уравновешивающий вред.
В принципе, любая зримо выступающая деталь на кузове автомобиля отбирает у его владельца скорость, бензин и, в конце концов, деньги. Вот некоторые данные по аэродинамическому влиянию некоторых атрибутов автомобиля: поднятые ночью убирающиеся фары увеличивают силу сопротивления воздуха на 10%, открытые окна – на 5%, установленные предусмотрительным автовладельцем грязезащитные фартуки на всех колесах – на 3%, багажник на крыше – на 10–12%, наружные зеркала заднего вида – 5–7%, широкопрофильные шины – на 2–4%, антенна – на 2%, открытый люк в крыше – на 2-5%. С другой стороны есть ряд деталей, применение которых позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление. Так, установка на колеса гладких колпаков снижает его на 3%, замена выступающих дверных ручек на оптимизированные в аэродинамическом смысле, т.е. утопленные, также несколько снижает силу сопротивления воздуха. Чтобы исключить добавочное сопротивление, вызываемое щетками стеклоочистителей, когда последние находятся в нерабочем положении, конструкторы некоторых фирм прячут их в специальный отсек, расположенный между кромкой капота и лобовым стеклом. Также существенную роль играет качество сборки кузова автомобиля: малые зазоры в местах стыков кузовных деталей могут уменьшить сопротивление на 2–5%.
Есть у автора этих строк и кое-какой собственный опыт. Когда на технической приемке «ЭКО-ралли АвтоВАЗ-2001» техкомиссар заметил рекламный плакат, который заклеивал задние дверные и кузовные зазоры нашего ВАЗ-21102, он долго сомневался, пропускать эту хитрость или закрыть на нее глаза (по условиям ралли, все автомобили должны быть одинаковыми и без аэродинамических примочек). Нашему экипажу выиграть ралли это не помогло, но, как говорится, прецедент был. В периодических автомобильных изданиях время от времени появляются результаты аэродинамических исследований различных приспособлений, называемых «мухобойками», дефлекторами, накладками. Как правило, серьезные исследования, за редким исключением, констатируют как минимум бесполезность установки и пустую трату денег. Здесь можно посоветовать довольно простой путь. К примеру, присмотреться к автомобилям, которые прошли аэродинамическую препарацию в заводских спортивных лабораториях. Они уж никак не минут свои фирменные «трубы». Но опять нужно четко помнить: вылупившийся оттуда спорткар нацелен на достижение спортивного результата без оглядки на тот же расход топлива. Так что думайте сами, решайте сами.
Среди всех сил, оказывающих сопротивление движению автомобиля, аэродинамическое сопротивление, или, если выразиться лаконичнее, влияние, стоит на первом месте. Судите сами: при скорости 60 км/ч она превосходит любую другую, существующую в автомобиле (подшипники, шины), а на скоростях выше 100 км/ч превосходит все иные вместе взятые! Отсюда вывод: любой мало-мальски «ухарский» подход к изменению аэродинамики своего железного коня можно смело отнести к выпячиванию напоказ не самых лучших способностей собственного «РК», вертящегося на шее. Но если поставить перед собой некую узкую задачу, то какой-никакой результат можно наскрести.
В первую очередь следует уяснить, что конвейерный автомобиль и является, по сути, неким усредненным аэродинамическим «винегретом», где учтены и собраны воедино довольно противоречивые параметры. Ведь, скажем, если польза того же антикрыла не оспаривается спортсменами на экстремальных скоростях, то почему его не ставят на все без исключения автомобили прямо на заводе? Ларчик открывается просто: увеличивая степень управляемости (читай – сопротивления) на аэродинамику, мы неизбежно придем к необходимости увеличения параметров энерговооруженности автомобиля. На высоких скоростях каждая ступень скорости будет даваться все труднее и дороже. Так, например, работая над увеличением скоростных возможностей автомобилей серии Nascar (американские кузовные гонки по овалу), инженеры выяснили, что для увеличения максимальной скорости на 8 км/ч потребуется прирост мощности двигателя в 62 кВт (85 л.с.)! Или уменьшение коэффициента лобового сопротивления Сх на 15%!
Весьма показателен пример такой взаимозависимости на раллийных автомобилях Audi Sport Quattro S1. Автомобиль, участвовавший в чемпионате мира по ралли, имел довольно агрессивный аэродинамический обвес, который неплохо работал на его победы в борьбе с конкурентами. Но для горной гонки Piks Peek инженеры из Ингольштадта одели свое детище в, поистине, немыслимое платье. Почему? Да потому, что скоротечный подъем на холм позволял не думать особо о ресурсе двигателя, и простым поднятием давления наддува «пятицилиндровое сердце» Quattro разрывалось от своих 770 л.с.! Под него и стало возможным увеличить площадь аэродинамически активных приспособлений. В классическом ралли, где автомобилю приходится преодолевать значительные расстояния, и уровень форсировки ограничен, как говорится, законами жанра (для ралли Quattro имело всего 550 л.с.) антикрылья и спойлера имеют более скромные размеры. Классический пример, когда кашу можно испортить маслом!
http://www.tolkuchka.dsip.net/uploads/post-19138-1167842525.jpg
Вернувшись с небесных скоростей к земным чаяниям, зададимся вопросом: точно ли мы знаем, чего хотим, когда принимаемся за аэродинамические препарации? Сразу оговоримся: «прибор», с помощью которого можно выяснить результат такого вмешательства, на барахолке не купишь. Имя ему – аэродинамическая труба, имеется она лишь у некоторых фирм, среди которых преобладают авиационные. А это значит, что опытом дутья автомобиля обладают еще меньше этих самых «фирм». Поэтому теоретически можно предположить, что аэродинамический обвес у «околомосковских» («труба» автополигона в Дмитрове) и «околотольяттинских» (труба АвтоВАЗа) тюнинговых контор в теории может стоять ближе к изделию, нежели к, образно говоря, выпуску пластика или алюминия. Это для «чистоты» рассуждений.
Аэродинамика существенно влияет на устойчивость и управляемость автомобиля. Это в первую очередь связано с возникновением подъемной силы, которая серьезно влияет на ходовые качества машины – уменьшает силу сцепление колес с дорогой, а в некоторых случаях может быть одной из причин опрокидывания автомобиля. Причина появления подъемной силы у автомобиля кроется в форме его профиля. Длины путей движения воздуха под автомобилем и над ним существенно разняться, следовательно, обтекаемому сверху воздушному потоку приходится проходить его с большей скоростью, нежели потоку, движущемуся внизу автомобиля.
Далее в действие вступает закон Бернулли, по которому, чем больше скорость, тем меньше давление и наоборот. Поэтому внизу автомобиля создается область повышенного давления, а сверху – пониженного. В результате получаем подъемную силу. Конструкторы стремятся всякими ухищрениями свести ее к нулю, и частенько это им удается. Так, например, у «десятки» нулевая подъемная сила, а у «восьмерки» существует тенденция к подъему. Избавиться от подъемной силы можно с помощью антикрыльев. Они создают дополнительную прижимную силу, хотя несколько и ухудшают общее аэродинамическое сопротивление. Следует заметить, что используются они в основном на гоночных болидах. Не следует путать между собой антикрыло и спойлер. Каждый из них выполняет свою задачу. Спойлеры, которые устанавливаются на серийные модели легковых автомобилей, предназначены в большей степени для лучшей организации движения потока воздуха.
Первое подобие спойлера появилось на отечественных автомобилях на модерновом ВАЗ-2105: легкий загиб на конце переднего фартука не только аэродинамически работал, но и придавал некий спортивный шарм. Кстати, мало кто знает, что у тривиальной «Таврии» тоже была аэродинамическая болезнь задка, которую удалось несколько успокоить дефлектором, расположенным за задней балкой. Но это серьезные работы. А как обстоят дела у кустарей?
Есть великий соблазн любое изделие без «трубного» сертификата сразу осмеять. Но не все так просто. В принципе, обладая некой интуицией, подкрепленной некоторыми базовыми знаниями обтекания воздухом автомобиля, можно достичь и некоторых личных результатов. Причем не обязательно хороших, поскольку из них вырабатывается сын ошибок трудных – опыт.
http://www.tolkuchka.dsip.net/uploads/post-19138-1167842536.jpg
Если рассмотреть наиболее модное и претензионное аэродинамическое изделие – заднее антикрыло, то, поиграв воображением, в принципе нетрудно найти на своем авто наиболее рабочее для него место. При этом очень неплохо бы было, если у него было три разных и, естественно, меняющихся угла атаки. Это, как минимум, подвигнет вас к дальнейшим экспериментам и наблюдениям. Если, конечно, вы не хотели этим сразить воображение томных девиц, слоняющихся у пятизвездочного отеля.
Угол атаки влияет на... влияние самого антикрыла на поведение автомобиля. Любопытен пример, который автор этих строк наблюдал на ралли «Сочи» в конце 90-х. Перед последним скоростным участком «Солох-Аул» будущий чемпион России Станислав Грязин на N-групповом Mitsubishi Lancer EVO VI проигрывал Виктору Школьному на ВАЗ-21107 несколько секунд. «Доп» шел под гору, изобиловал «быстрыми» поворотами, что предполагало довольно высокую скорость. Что делает Станислав Грязин перед стартом – он уменьшает угол атаки заднего антикрыла, намереваясь таким образом уменьшить Сх и увеличить скорость. Этот СУ он проходил не раз, и действия были заучены. Но под другую аэродинамическую настройку. Результат не заставил себя ждать – вылет с трассы в первом же быстром повороте, а улет в глубокий обрыв предотвратили деревья.
В гражданском варианте использование «пользы» будет зависеть от многих факторов, и при этом не стоит забывать, что на другой чаше весов всегда будет лежать уравновешивающий вред.
В принципе, любая зримо выступающая деталь на кузове автомобиля отбирает у его владельца скорость, бензин и, в конце концов, деньги. Вот некоторые данные по аэродинамическому влиянию некоторых атрибутов автомобиля: поднятые ночью убирающиеся фары увеличивают силу сопротивления воздуха на 10%, открытые окна – на 5%, установленные предусмотрительным автовладельцем грязезащитные фартуки на всех колесах – на 3%, багажник на крыше – на 10–12%, наружные зеркала заднего вида – 5–7%, широкопрофильные шины – на 2–4%, антенна – на 2%, открытый люк в крыше – на 2-5%. С другой стороны есть ряд деталей, применение которых позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление. Так, установка на колеса гладких колпаков снижает его на 3%, замена выступающих дверных ручек на оптимизированные в аэродинамическом смысле, т.е. утопленные, также несколько снижает силу сопротивления воздуха. Чтобы исключить добавочное сопротивление, вызываемое щетками стеклоочистителей, когда последние находятся в нерабочем положении, конструкторы некоторых фирм прячут их в специальный отсек, расположенный между кромкой капота и лобовым стеклом. Также существенную роль играет качество сборки кузова автомобиля: малые зазоры в местах стыков кузовных деталей могут уменьшить сопротивление на 2–5%.
Есть у автора этих строк и кое-какой собственный опыт. Когда на технической приемке «ЭКО-ралли АвтоВАЗ-2001» техкомиссар заметил рекламный плакат, который заклеивал задние дверные и кузовные зазоры нашего ВАЗ-21102, он долго сомневался, пропускать эту хитрость или закрыть на нее глаза (по условиям ралли, все автомобили должны быть одинаковыми и без аэродинамических примочек). Нашему экипажу выиграть ралли это не помогло, но, как говорится, прецедент был. В периодических автомобильных изданиях время от времени появляются результаты аэродинамических исследований различных приспособлений, называемых «мухобойками», дефлекторами, накладками. Как правило, серьезные исследования, за редким исключением, констатируют как минимум бесполезность установки и пустую трату денег. Здесь можно посоветовать довольно простой путь. К примеру, присмотреться к автомобилям, которые прошли аэродинамическую препарацию в заводских спортивных лабораториях. Они уж никак не минут свои фирменные «трубы». Но опять нужно четко помнить: вылупившийся оттуда спорткар нацелен на достижение спортивного результата без оглядки на тот же расход топлива. Так что думайте сами, решайте сами.