С момента создания первого парового автомобиля минуло триста сорок лет. Для того, чтобы увеличить скорость автомобиля, мощность двигателя, передовые умы человечества предложили множество способов, начиная от изменения самой конструкции транспортного средства, переходя к разработкам, где получение положительных результатов требовало больших временных затрат. Так появился бензин с высоким октановым числом, научились применять «овердрайв» не только на трассах, но и в городской черте. Сегодня многие молодые люди обожают спортивный стиль вождения, используя при этом механическую коробку переключения передач. Появился качественный аэродинамический обвес. Исчезли с корпусов автомашин дополнительные фары, зеркала, «мухобойники», стекла автомобилей стали плотно закрываться, все эти изменения производились ради улучшения аэродинамических качеств автомобиля.
Достижения ученых по улучшению аэродинамики авто.
Чтобы получить первоначальное понятие о воздействии набегающего воздушного потока на транспортное средство в период его движения, много усилий не потребуется. Необходимо осознать, что в природе существуют два типа аэродинамического сопротивления – это, прежде всего, сопротивление давления и сопротивление трения воздушных масс. Основная сила, действующая на ваш автомобиль, связана с преодолением силы трения давления. Именно она является основополагающей долей сферы влияния на результат получаемого аэродинамического коэффициента автомашины любой модификации.
К сожалению, применение сверхмощных мировых компьютеров не смогли произвести точный расчет аэродинамического коэффициента транспортного средства. Улучшение аэродинамики автомобиля связано с проблемой, которая должна разрешаться после окончательного преодоления сопротивления давления. Речь идет о зоне, где происходит отрыв набегающего потока от плоскости, а затем последующий отрыв, связанный с отрывом вихревого следа. Произвести точный расчет сопротивления давления в этом турбулентном потоке сегодня не представляется возможным. Такое резюме может означать, что последующие работы, направленные на улучшение аэродинамики транспортного средства, еще ждут своих молодых или весьма опытных в своей профессии авторов.
Улучшение автомобиля, именно его аэродинамических свойств, требует точного расчета аэродинамического сопротивления, что в дни нашей современности пока не нашло своего разрешения. Поэтому попытались каталогизировать, установив зависимость от основного параметра формы. Пока данное направление не оправдало себя.
Все подобные неудачи не останавливают конструкторский состав мировых производителей автомобильной промышленности на новые изыскания по изменению аэродинамики автомобиля. Поэтому передовые производители продолжают проводить начатые испытания своих транспортных средств в аэродинамических трубах, имеющих натуральную величину и стоящих больших денежных вложений. Данные разработки касаются, прежде всего, изучения воздушных потоков, обтекающих автомобиль, с их неизбежными провалами, стыками поверхностей и неровностями. В таком положении, вслед за отрывом потока, вновь прилегающего к поверхности, в промежутках появляются вихри.
Подобные вихревые потоки появляются в следующих местах – это касается, прежде всего, зоны, ступенчатой формы в задней части автомобиля, где происходит излом вихревого потока. Далее места переднего спойлера, зона, образованная пересечением лобового стекла и капота, боковые части крыльев и передняя кромка капота. За задней кузовной кромкой образуется главный след вихря. Возникновение воздушной циркуляции образуется в общем понимании с наличием двухмерного характера, что можно пояснить предельно кратко, отсутствует хаотичное вихревое бурление, движение осуществляется вокруг оси и параллельно задней кромке авто, а также соблюдена перпендикулярность набегающему потоку. Движение вращения нижнего вихря происходит против часовой стрелки, при помощи его осуществляется перенос грязевых частиц на другую сторону автомобиля. Вращение верхнего вихря происходит в направлении движения часовых стрелок.
Такое образование и движение вихревых потоков становится причиной загрязнения задних дверей универсала или хэтчбека в большей степени по отношению к задним частям автомобиля, имеющего кузов типа купе или седана. Большие равномерные площади, берущие начало за линией отрыва, создают мощные вихревые потоки, поднимающие грязь с поверхности. Величина вихревого потока показывает результат, влияющий на общую аэродинамику автомобиля. Набегающие воздушные массы проходят вплотную над вихрями, которые образуют нижний слой, получается увеличение силы трения, возрастает коэффициент аэродинамического сопротивления транспортного средства.
Спойлер
Спойлер обычно устанавливается на верхней кромке задней пятой двери, тем самым разделяя набегающие воздушные потоки на две части, львиная их доля уходит в воздушное пространство, при этом не создавая вихревых потоков. Меньший поток подныривает под спойлер, образуя минимум турбулентности, тем самым улучшая аэродинамику автомобиля.
Основное аэродинамическое сопротивление авто заключается в преодолении давления. Поэтому большая часть поверхности автомашины, находящаяся перпендикулярно к направлению приближающихся воздушных масс, создает и большой коэффициент лобового аэродинамического сопротивления – Cx.
Для того, чтобы уменьшить этот получаемый пресловутый коэффициент Cx, производители идут на беспрецедентное понижение поперечного сечения автомобиля настолько, насколько могут позволить утвержденные для данного транспортного средства размеры или занимаются улучшением его формы. Размер среднестатистического коэффициента лобового сопротивления для автомашин составляет 0 .37-0 .34. Не следует забывать, небольшое поперечное сечение и разработанная форма обычного автомобиля для городских и сельских обывателей позволяет получить хорошую топливную экономию.
