Аеродинамика

аеродинамика

Аеродинамика на автомобила

За какво е аеродинамика за автомобил, всеки знае. Колкото по-опростено е тялото му, толкова по-малка е устойчивостта на движение и разход на гориво. Такава кола не само спестява парите ви, но и изхвърля по-малко от всеки боклук в околната среда. Отговорът е прост, но далеч не пълен. Изчислете разпределението по осите на повдигащата сила, което е много важно предвид значителните скорости на съвременните автомобили. Осигуряват достъп на въздух за охлаждане на двигателя и спирачките. Помислете за местата на всмукване и излизане на въздух за вентилационната система на кабината. Стреми се да намалиш нивото на шума в кабината. Оптимизирайте формата на частите на тялото, за да намалите замърсяването на стъкло, огледала и осветление. Освен това, решението на един проблем често противоречи на прилагането на друг.

Коефициент на съпротивление аеродинамика

Например, намаляването на коефициента на съпротивление подобрява оптимизирането, но в същото време влошава устойчивостта на автомобила срещу пориви на страничния вятър. Затова професионалистите трябва да търсят разумен компромис. От какво зависи силата на вятъря ? Два параметъра имат решаващо влияние върху него. Аеродинамичният коефициент на съпротивление и площта на напречното сечение на автомобила. Можете да намалите средната секция, като направите каросерията по-ниска и по-тясна, но е малко вероятно да има много купувачи за такъв автомобил. Следователно, основната посока за подобряване на аеродинамиката на автомобила е оптимизиране на потока около каросерията. Коефициентът на съпротивление е безразмерно количество, което се определя експериментално. За съвременните автомобили той лежи в диапазона 0,26-0,38. В чужди източници коефициентът на съпротивление понякога се нарича Cd, коефициент на съпротивление – коефициент на вятър.

Аеродинамика и въздушно съпротивление

В противен случай въздушните маси се държат, когато колата се движи. Тук въздушното съпротивление се състои от три компонента. Вътрешно съпротивление, когато въздух преминава през двигателното отделение и вътрешността. Устойчивост на триене на въздушните потоци по външните повърхности на тялото и образуват устойчивост. Третият компонент оказва най-голямо влияние върху аеродинамиката на автомобила. Движейки се, колата компресира въздушните маси пред себе си, създавайки зона с високо налягане. Въздушните потоци текат около тялото и там, където свършва, въздушният поток се прекъсва. Създават се турбуленции и област на ниско налягане. Така зоната с високо налягане отпред не позволява на автомобила да се движи напред, а зоната с ниско налягане отзад го изсмуква назад. Силата на вихрите и големината на зоната на понижено налягане се определят от формата на задната част на тялото. Обвиване на каросерията на автомобила.

Технология на дизайнерите по отношение на аеродинамика на автомобила

Предната и страничната повърхност на автомобила не са особено трудни за дизайнерите по отношение на аеродинамиката. Основното тук е да избягвате внезапни преходи и изпъкналости, като по този начин предотвратявате потока на въздуха от повърхността на тялото. Но с гърба на тялото всичко е много по-сложно. Както може би се досещате, вагоните на гарата са най-малко аеродинамични. Формата им най-малко прилича на идеална капка. Зад обширната им задна страна се оформя впечатляваща зона на изхвърляне. Която не само намалява, но и изсмуква прах и мръсотия, които се установяват на задното стъкло. Възможно е леко да се намали вредното му въздействие чрез инсталиране на дефлектор отгоре на петата врата. Той насочва част от въздушния поток надолу, като намалява изхвърлянето и намалява замърсяването. Не всичко е просто с хечбеци, въпреки че на пръв поглед формата им изглежда най-модерната.

Дефиниции за аеродинамика

Впечатлението е измамно. Ярък пример за не предсказуемостта на аеродинамиката. CX хечбеците зависят от ъгъла на задната част. При голям ъгъл на наклон и повечето от тези модели, потокът около процеса практически не се различава от комбито. Въздушният поток се откъсва от горния ръб на покрива и създава значителна зона на изпускане. С намаляване на ъгъла на наклон до 30-35 градуса, точката на разделяне на потока се премества към долния ръб на задната част. Изглежда, че зоната на изхвърляне и съответно Cx трябва да намалеят. Но парадоксално, както изглежда на пръв поглед, се случва точно обратното. Факт е, че в този случай въздухът тече от страните на тялото, падайки върху наклонена повърхност, образува ръбови вихри. Които, усукващи се в спирала, създават зад колата още по-голяма зона на изпускане. Те се борят с това явление със спойлер, монтиран на ръба на покрива.

Обяснение за аеродинамика

В този случай точката за разделяне на потока се движи от долния ръб на задната към горната част. Което предотвратява образуването на ръбови вихри и до известна степен подобрява общата аеродинамика. Но ако намалите наклона на гърба до 20-23 градуса, въздушният поток от покрива почти перфектно тече около колата, слизайки от долния ръб. В този случай ръбовете на ръба вече не се образуват и зоната на изхвърляне е минимална. Но такива автомобили губят от практичността си и затова сред серийните модели има много малко от тях. Най-добрите показатели за опростяване показват автомобили със стъпаловидна форма на задницата, седани и купета. Обяснението е просто, въздушният поток, който е паднал от покрива, веднага пада върху капака на багажника, където се нормализира и след това най-накрая се откъсва от ръба му. Страничните потоци също падат върху багажника, което предотвратява появата на вредни вихри зад автомобила.

Производство на автомобили с аеродинамика

Следователно, колкото по-висок и по-дълъг е капакът на багажника, толкова по-добри са аеродинамичните характеристики. На големите седани и купета понякога дори успяват да постигнат непрекъснат поток около тялото. Леко стесняване на гърба също помага за намаляване на Cx. Ръбът на багажника е направен остър или под формата на малък перваз. Това осигурява разделяне на въздушния поток без турбуленция. В резултат на това вакумната зона зад автомобила е малка. Дъното на колата също се отразява на нейната аеродинамика. Изпъкналите части на окачването и изпускателните газове увеличават устойчивостта. За да го намалят, те се опитват да изгладят дъното колкото е възможно повече или да покрият с щитове всичко, което стърчи под бронята. Понякога е инсталиран малък преден спойлер. Спойлер намалява въздушния поток под автомобила.

Аеродинамика и законите на физиката

Но тук е важно да се знае мярката. Големият спойлер значително ще увеличи съпротивлението, но колата ще бъде по-добре притисната към пътя. Повдигаща мощност. Когато автомобилът се движи, въздушният поток под дъното му преминава по права линия, а горната част на потока обикаля тялото, тоест върви по-голям път. Следователно скоростта на горния поток е по-висока от долната. И според законите на физиката, колкото по-голяма е скоростта на въздуха, толкова по-ниско е налягането. Следователно, под дъното се създава зона с високо налягане, а отгоре, по-ниска. Това създава повдигане. И въпреки че размерът му е малък, проблемът е, че е разпределен неравномерно по осите. Ако предната ос е натоварена с поток, който натиска върху качулката и предното стъкло, задната ос допълнително се разтоварва от зоната на изпразване, образувана зад автомобила. Следователно, с увеличаване на скоростта, стабилността намалява и колата става предразположена към пързаляне.

Практическа аеродинамика

Следването на няколко прости правила може да ви позволи да спестите от въздуха, намалявайки разхода на гориво. Тези съвети обаче ще бъдат полезни само за тези, които често и пътуват много по магистралата. При шофиране значителна част от мощността на двигателя се изразходва за преодоляване на въздушното съпротивление. Колкото по-висока е скоростта, толкова по-голямо е съпротивлението, а оттам и разходът на гориво. Ето защо, ако забавите дори с 10 километра в час, спестете до 1 литър на 100 километра. Освен това загубата на време ще бъде незначителна. Тази истина обаче е известна на повечето шофьори. Но други аеродинамични тънкости не са известни на всички. Разходът на гориво зависи от коефициента на съпротивление и площта на напречното сечение на автомобила. Ако смятате, че тези параметри са засадени и собственикът на автомобила не може да ги промени, значи грешите! Промяната им изобщо не е трудна и могат да се постигнат както положителни, така и отрицателни ефекти.