Автомобільна аеродинаміка гід для початківців
Всі ми неодноразово бачили на спортивних машинах такі аеродинамічні деталі, як дефлектори, сплітери, дифузори і антикрила. І це не кажучи вже про повних аерокітом. Все це, як відомо, допомагає поліпшити динамічні характеристики машини. Але як саме допомагає? Чому автоспортсмени і їх команди витрачають купу часу і сил на поліпшення своїх машин в області їх взаємодії з повітряними потоками? Щоб зрозуміти все це, потрібно спочатку торкнутися загальних принципів аеродинаміки.
Підйомна і притискна сили
Залежно від форми, будь-який об'єкт, що рухається крізь повітря, буде завжди або підніматися вгору, або навпаки, притискатися до землі. Сили, що діють на нього в цих випадках, відомі як підйомна і, відповідно, притискна. Більшість машин завдяки формі кузова при їзді схильні до підйому і відриву від землі. Причину цього ефекту колись відкрив швейцарський вчений Данило Бернуллі. Ефект Бернуллі полягає саме в тому, що чим вище швидкість молекул повітря, що пересуваються навколо об'єкта, тим нижче тиск повітря на цей об'єкт. І навпаки: чим нижче швидкість молекул повітря, тим вище тиск.
Коли машина рухається кудись, вона безперервно "бомбардується" повітряними молекулами. Зіткнувшись з машиною "лоб в лоб", повітря прагне переміститися в яке-небудь інше місце. Тут можливі два варіанти: або повітряний потік обтікає машину зверху, або він переміщається вниз, під її днище. Можливо, ви подумаєте, що так як над машиною, грубо кажучи, більше простору, тиск на її дах має бути вище. Але це не так. При їзді тиск над машиною нижче, ніж під нею, завдяки саме ефекту Бернуллі. Так як молекули швидше рухаються над машиною, їх щільність там знижена. Відповідно, тиск повітря там теж менше. А ось знизу повітря більш щільний, його потоки під автомобілем більш повільні, і тиск на машину знизу вище. Тому при наборі швидкості машина все сильніше прагне "злетіти" - її просто-напросто виштовхує наверх повітря знизу.
Аеродинаміка в автоспорті
Якщо машина весь час хоче відірватися від дороги, ні про яке зчепленні шин з поверхнею і мови бути не може. Значить, з підйомною силою потрібно якось боротися, інакше про які високі швидкостях, проходженнях поворотів та інше можна говорити? Погана аеродинаміка викликає, наприклад, втрату часу на кільці, і якщо ви хочете перемогти, з нею потрібно рахуватися всерйоз.
Спосіб боротьби з підйомною силою простий - потрібно генерувати силу притискну. Для цього і потрібні численні аерозапчасті - вже перераховані нами дефлектори, сплітери, дифузори і так далі. Тільки як же їх правильно застосувати?
Які аеродеталі найкраще підійдуть до моєї машині?
Аеродинамічна складова тюнінга так само важлива, як і всі інші його складові, і вносить свою чималу роль в підвищенні потужності машини. Давайте розглянемо докладніше найпоширеніші типи компоновки автомобілів, і найбільш підходящі до них аеродеталі.
Передньомоторну компоновка з приводом на передню вісь (FF)
Среднемоторная компоновка з приводом на задню вісь (MR)
Центр тяжкості у таких машин розташований дуже близько до їх центру, а значить, перед тут більш "легкий". Це викликає такий ефект, як надлишкова обертальність або дуже різкий занос задньої осі. Щоб якось збалансувати це не завжди бажане поведінку машини, аеро-гуру також радять посилити аеродинамічними деталями перед машини.
Однак і задню частину автомобіля можна прикрасити деякими новими елементами. До їх числа відносять антикрила, спойлери і дифузори. Вони створюють притискну силу на задній осі, що особливо корисно для наступних типів машин:
Передньомоторну компоновка з приводом на передню вісь (FF)
Як уже писалося вище, потужність і вагу у такого роду машин сконцентровані попереду. Отже, зад виходить досить легким, і для досягнення балансу його потрібно "навантажити". Для цього і ставлять задні спойлери і антикрила на багажник.
Передньомоторну компоновка з приводом на задню вісь (FR)
У машин з такою компонуванням потужність доводиться на задні колеса. Щоб ця потужність не пропадала даремно, тобто колеса були завжди зчеплені з дорогою, тут теж потрібна притискна сила. Як і в попередньому пункті, для цього знадобляться антикрило або спойлер.
Наскільки важлива висота антикрила?
Ми всі любимо сміятися над стріт-рейсерами, що нагромаджуються на свої машини шалено високі "лавки". На машинах, що експлуатуються тільки в місті, вони і справді виглядають смішно. А ось на треку - часто зовсім немає, тому що високе антикрило розташоване в зоні "чистого повітря".
"Чисте повітря" - це, в загальних рисах, область повітряного потоку, який рівно обтікає машину, що рухається. Рухаючись вперед, автомобіль як би "заміщає" собою якийсь обсяг повітря. Попереду кузова утворюється область підвищеного тиску, так як він при русі "стискає" молекули повітря перед собою. А ось ззаду тиск якраз знижений, так як, "замінивши" собою певний обсяг молекул повітря і стиснувши їх попереду, машини залишає розріджений простір ззаду. Позаду кузова виходить в результаті деякий вакуум (не зовсім повний, звичайно). А ось вже над "вакуумом" пролягає зона "чистого повітря", який його оточує.
Антикрило може створити притискну силу тільки в тому випадку, якщо на нього впливає потік повітря. Само собою, в "вакуумі" це малоймовірно. Тому антикрило і виносять вище, інакше від нього не буде ніякої користі. Тепер виникає інше питання: як вибрати оптимальну висоту антикрила? А ось це вже залежить від типу кузова вашої машини.
Купе і ліфтбек / фастбека
Заднє скло на цьому типі кузовів зазвичай "збігає" вниз під досить невеликим кутом. Така конструкція розроблялася для зменшення лобового опору і описаного вище явища "вакууму" ззаду. Тут добре будуть працювати антикрила висотою від середніх до великих величин.
Оскільки у седанів кут розташування заднього скла до землі досить крутий, ефект вакууму ззаду проявляється тут набагато сильніше, ніж у купе. Це означає, що низькі антикрила точно не дістануть до зони "чистого повітря". Кращий вихід із ситуації - розмістити антикрило на багажнику якомога вище.
Хетчбеки і універсали
У хетчбеків і універсалів є одна загальна проблема - відсутність багажника, по крайней мере, в тому ж вигляді, що у седанів і купе. Куди ж прикручувати спойлер? На щастя, завдяки формі кузова цих двох класів машин потік "чистого повітря" проходить прямо над їх дахом. Так що, поставивши спойлер на дах ззаду, можна домогтися потрібного ефекту.
Чи цікавилися ви коли-небудь питанням про те, що це за виступи під заднім бампером і навіщо вони потрібні? Це дифузор, і він потрібен для того, щоб спільно з іншими аеродеталямі створювати додаткову притискну силу. Паралельні "канали", які утворює дифузор, допомагають потоку повітря з-під днища швидше переміщатися в потрібному напрямку - а саме тому, в зону "вакууму". У поєднанні з антикрилом дифузор формує більш сприятливі повітряні потоки і підвищує швидкість машини і її аеродинамічні показники.
Переклад: madikuz.ru
Джерело: APR Performance
Передрук без вказівки посилань на джерела статей і перекладів заборонена.