Реферати

Реферат: Аеродинамічний опір автомобіля

Сірійська Арабська Республіка при Башаре Асаде. Центральне значення Близької Схід як сцени міжнародної політики. Система політичної влади Б. Асада: курс "наступність заради реформ" і поетапна програма реформ. Ріст впливу "ісламських лібералів" і сірійського руху "Братів-мусульман".

Аналіз практичної діяльності ресторану "Марко Поло". Характеристика ресторану "Марко Поло": інтер'єр, що обслуговує персонал, надані послуги. Дослідження його діяльності, аналіз факторів мікросередовища і макросередовища. Організація роботи адміністратора ресторану, форми обслуговування відвідувачів.

Водяні ресурси. Нормування водоспоживання і водоотведения. Вода як сировина особливого роду. Загальна характеристика гідросфери - водяної оболонки Землі. Заходу для раціоналізації використання водяних ресурсів у різних галузях народного господарства: ліцензування, ставки і терміни плати за користування даними ресурсами.

Організація і проведення дослідницьких робіт за допомогою методу експерименту. Функції й етапи проведення соціологічного експерименту. Організаційна робота з проведення соціологічного дослідження. Основні позиції, що повинні відображатися в протоколі експерименту. Основні недоліки експериментального методу.

Патологічні переломи в дітей. Причини уродженої ламкості кіст, що є одним з важких ортопедичних захворювань. Патологічні переломи в дітей. Недосконале костеобразование. Солитарние й аневризмальние кісткові кисти, остеобластокластоми. Хронічний остеомиелит.

ЗМІСТ

Аеродинамічний опір стор.

Частина 1...3

частина 2...6

Поле потоку навколо легкового автомобіля...13

Для чого потрібен козирок? ...21

Цікаве зведення і аспекти аеродинаміки. ..23

Висновок...26

Список літератури...27

Аеродинамічний опір

Частина 1

Аеродинамічний опір автомобіля зумовлено рухом останнього з деякою відносною швидкістю в навколишньому повітряному середовищі. Серед всіх сил, що становлять опір руху автомобіля, ця представляє найбільший інтерес в світлі всевозрастающих швидкостей пересування транспортних засобів. Справа вся в тому, що вже при швидкості руху 50-60 км/години вона перевищує будь-яку іншу силу опору руху автомобіля, а в районі 100-120 км/година перевершує всіх їх разом взятих.

Відразу хотілося б відмітити, що на сьогоднішній день не існує методик теоретичного розрахунку сили аеродинамічного опору, а тому її величину можливо визначити тільки експериментально. Звісно, непогано було б ще на стадії проектування зробити кількісну оцінку аеродинаміки автомобіля і змінюючи певним чином форму кузовних деталей оптимізувати її. Але, леле, вирішити дану задачку виявилося не так просто. Знайти вихід з чого склався ситуації, звичайно ж, намагалися. Зокрема, шляхом створення каталогів, де значенню аеродинамічного опору об'єкта ставилися у відповідність основні параметри його форми. Такий підхід виправдовує себе лише у разах його застосування до відносно простим в аеродинамічному значенні тілам. Число ж параметрів, що описують геометрію легкового автомобіля, дуже велике, і окремі поля потоків знаходяться у вельми складній взаємодії один з одним, так що і в цьому випадку спроба приручити аеродинаміку провалилася.

Застосовно до автомобільної техніки аеродинамічний опір можна представити як суму декількох його складових. До них відносяться:

опір форми;

опір тертя об зовнішні поверхні;

опір, що викликається виступаючими частинами автомобіля;

внутрішній опір.

Опір форми ще називають опором тиску або лобовим опором. Опір форми є основною складовою опору повітря, воно досягає 60 % загального. Механізм виникнення цього вигляду опору наступний. При русі транспортного засобу в навколишньому повітряному середовищі відбувається стиснення набігаючого потоку повітря в передній частині автомобіля. У результаті тут створюється область підвищеного тиску. Під його впливом цівки повітря спрямовуються до задньої частини автомобіля. Ковзаючи по його поверхні, вони обтікають контур транспортного засобу. Однак в деякий момент починає виявлятися явище відриву елементарних цівок від обтічної ними поверхні і утворення в цих місцях завихрень. У задній частині автомобіля повітряний потік остаточно зривається з кузова транспортного засобу. Це сприяє освіті тут області зниженого тиску, куди постійно здійснюється подсос повітря з навколишнього повітряного простору. Класичною ілюстрацією наявності зони зниженого тиску є пил і бруд, осідаючі на елементи конструкції задньої частини транспортного засобу. За рахунок відмінності тиску повітря попереду і позаду автомобіля створюється сила лобового опору. Чим пізніше відбувається зрив повітряного потоку з обтічної поверхні і відповідно менше область зниженого тиску, тим меншої буде і сила лобового опору.

У цьому аспекті цікавий наступний факт. Відомо, що при їзді двох формульних болідів один за одним, меншає не тільки опір руху заднього автомобіля, що йде в повітряному мішку, але і переднього, по вимірюваннях в аеродинамічній трубі - на 27%. Відбувається це внаслідок часткового заповнення зони зниженого тиску і зменшення розрядження за ним.

З вищесказаного зрозуміло, що форма кузова транспортного засобу в цьому випадку грає істотну роль. Кузов автомобіля необхідно створити таким чином, щоб процес переміщення повітря з передньої зони автомобіля в задню відбувався з найменшими витратами енергії, а останні визначаються головним чином характером вихреобразования. Чим менше утвориться локальних завихрень, що заважають нормальному перетеканию цівок повітря під дією різниці тиску, тим менше буде і сила лобового опору.

Опір тертя зумовлено "прилипанням" до поверхні кузова шарів повітря, що переміщається, внаслідок чого повітряний потік втрачає швидкість. У цьому випадку величина опору тертя залежить від властивостей матеріалу обробки поверхні кузова, а також від його стану. Справа в тому, що будь-яка поверхня володіє різною поверхневою енергією, здатною в різній мірі вплинути на навколишнє середовище. Чим більше значення поверхневої енергії у матеріалу покриття автомобіля, тим сильніше його поверхня взаємодіє на молекулярному рівні з навколишнім повітряним середовищем, і тим більше енергії необхідно затратити на руйнування сил Ван-дер-Ваальса (сил взаємного тяжіння молекул), перешкоджаючих взаємному переміщенню об'ємів дотичних речовин. На даний вигляд втрат доводиться біля 10 - 20% всіх аеродинамічних втрат. Менші значення опору тертя відносяться до автомобілів, що володіють новими, добре відполірованими покриттями, великі до автомобілів з погано забарвленими кузовами або покриттями, які з течією часу втратили більшість своїх споживчих властивостей.

Частина 2

Опір що викликається виступаючими частинами автомобіля становить 10 - 15% загального. Хоч на деяких примірниках автомобільної техніки воно може приймати і набагато більше значення. На його величину впливають самі, здавалося б, нешкідливі конструктивні елементи автомобіля, якось дверні ручки, важелі стеклоочистителей, колісні ковпаки і інші деталі. Виявляється навіть такі дрібниці вносять свій внесок в загальну силу аеродинамічного опору руху, причому їх доважка вельми істотний. Судіть самі: підняті ніччю фари, що забираються збільшують силу опору повітря на 10%, відкриті вікна - на 5%, встановлені передбачливим автовладельцем грязезащитние фартухи на всіх колесах - на 3%, багажник на даху - на 10-12%, зовнішні дзеркала заднього вигляду - 5-7%, широкопрофильние шини - на 2-4%, антена - на 2%, відкритий люк в даху - на 2-5%. З іншого боку є ряд деталей, застосування яких дозволяє зменшити аеродинамічний опір. Так, установка на колеса гладких ковпаків знижує його на 3%, заміна виступаючих дверних ручок на оптимізовані в аеродинамічному значенні - утоплені також дещо знижує силу опору повітря. Щоб виключити додатковий опір, що викликається щітками стеклоочистителей, коли останні знаходяться в неробочому положенні, конструктори деяких фірм ховають їх в спеціальний що відсікає, розташований між кромкою капота і лобовим склом. Також істотну роль грає якість зборки кузова автомобіля: малі зазори в місцях стиків кузовних деталей можуть зменшити опір на 2-5%.

Внутрішній опір зумовлений рухом повітряних потоків через системи вентиляції і охолоджування. Звичайно шляхи руху повітряних потоків в цьому випадку мають досить складну конфігурацію, що володіє безліччю місцевих опорів. До числа останніх відносяться різкі зміни напряму руху повітря, фільтри, радіатори і т. п.

Для кількісної характеристики аеродинамічного опору використовують наступну залежність:

FX=CX*Р*V2*FMID/2,

де: Р- густина повітря;

V- швидкість відносного руху повітря і машини;

FMID- площа найбільшого поперечного перетину автомобіля (лобова площа);

CX- коефіцієнт лобового опору повітря (коефіцієнт обтічності).

Зверніть увагу на те, що швидкість в формулі стоїть в квадраті, а це означає: при збільшенні швидкості руху транспортного засобу в два рази, сила опору повітря збільшується в чотири рази, а витрати потужності зростають у вісім разів!!! Тому при русі автомобіля в міському потоку аеродинамічний опір автомобіля малий, на трасі ж його значення досягає великих величин. А що говорити про гоночні боліди, рухомі з швидкостями 300 км/години. У таких умовах практично вся потужність, що виробляється двигуном тратитися на подолання опору повітря. Причому за кожний зайвий км/ч приросту максимальної швидкості автомобіля доводиться платити істотним збільшенням його потужності або зниженням CX. Так, наприклад, працюючи над збільшенням швидкісних можливостей болідів, що беруть участь в кільцевих гонкахNascar, інженери з'ясували, що для збільшення максимальної швидкості на 8 км/ч буде потрібний приріст потужності двигуна в 62 кВт! Або уменьшениеСXна 15%.

Коефіцієнт лобового опору визначають експериментальним методом шляхом продування автомобіля або його моделі в аеродинамічних трубах. Від величини CXВашего автомобіля в прямій залежності знаходиться кількість палива, що витрачається ним, а значить і грошова сума що залишається Вами у бензоколонки. Тому конструктори всіх фірм-виробників автомобільної техніки постійно намагаються знизити коефіцієнт лобового опору своїх витворів. CXдля кращих зразків сучасних автомобілів складає величину порядку 0,28-0,25. Для прикладу, величина коефіцієнта лобового опору "сьомої вазовского класичної цегли" становить 0,46. Коментарі излишни. Найменшим же коефіцієнтом відрізняються автомобілі, призначені для встановлення рекордів швидкості - CXпорядка 0,2-0,15.

Однак аеродинаміка впливає не тільки на швидкісні якості автомобіля і витрату палива. У її компетенцію входять також задачі забезпечення належного рівня курсової стійкості, керованості автомобіля, зниження шумів при його русі.

Особлива увага заслуговує вплив аеродинаміки на стійкість і керованість автомобілем. Це насамперед пов'язано з виникненням підіймальної сили, яка серйозно впливає на ходові якості машини - зменшує силу зчеплення коліс з дорогою, а в деяких випадках може бути однією з причин перекидання автомобіля. Причина появи підіймальної сили у автомобіля криється в формі його профілю. Довжини шляхів руху повітря під автомобілем і над ним істотно рознятися, отже, обтічному зверху повітряному потоку доводиться пройти його з більшою швидкістю, ніж потоку рухомому внизу автомобіля. Далі вступає в дію закон Бернуллі, по якому, чим більше швидкість, тим менше тиск і навпаки. Тому внизу автомобіля створюється область підвищеного тиску, а зверху - зниженого. У результаті отримуємо підіймальну силу. Конструктори прагнуть всяким хитруванням звести її до нуля, і частенько це їм вдається. Так, наприклад, у "десятки" нульова підіймальна сила, а у "вісімки" існує тенденція до підйому. Позбутися підіймальної сили можна установкою антикрил. Вони створюють додаткову прижимную силу, хоч декілька і погіршують загальний аеродинамічний опір. Потрібно помітити, що використовуються вони в основному на гоночних болідах. Не треба плутати між собою антикрило і спойлер. Кожний з них виконує свою задачу. Спойлери, які встановлюються на серійні моделі легкових автомобілів, призначені в більшій мірі для кращої організації руху потоку повітря.

На стійкість автомобіля впливає і характер кузова, що обтікається повітряними потоками, направленими під певним кутом до його подовжньої осі. У цьому випадку результуюча сила лобового опору, прикладена до його центра парусности, який знаходиться на деякій відстані від поверхні контакту автомобіля з дорогою, а також зміщений від його центра маси, створює розвертаючий момент і крен автомобіля. Відчути всю чарівність даного явища можна, наприклад, на "Таврії" при русі на високій швидкості в момент проходження рядом "хури".

Аеродинамічні шуми, виникаючі при русі автомобіля, свідчать про погану його аеродинаміку або ж про її відсутність взагалі. Генеруються вони за рахунок вібрацій елементів кузова в моменти зриву повітряного потоку з їх поверхні. По наявності або відсутності шумів на високих швидкостях руху можна визначити міру опрацювання конструкції автомобіля в аеродинамічному значенні.

Як Ви розумієте, прорахувати таку безліч параметрів аеродинаміки автомобіля неможливо. Тому її створенням і доведенням конструктори займаються шляхом численного продування в аеродинамічних трубах, як моделей автомобілів, так і натурних зразків.

Як оцінити втрати потужності на качение шин? Якщо дорога має тверде, рівне покриття, а тиск в шинах нормальний, то в широкому діапазоні швидкостей (приблизно до 60-70% від максимальної) сила опору качению шин майже постійна і, за даними ряду досліджень, становить 0,013-0,015 повної ваги машини. На швидкостях 150-160 км/ч цей коефіцієнт може збільшуватися в залежності від особливостей шини, тиску в ній, температури і т. д. до значень 0,019-0,020.

А ось інша складова простору - це повітря. Чим швидше їдеш, тим сильніше його опір. На дуже високих швидкостях повітря стає "залізним": так, на деяких бойових літаках при енергійних маневрах один квадратний метр крила випробовує навантаження до декількох тонн! Опір повітря - головний ворог високихскоростних показників.

Співвідношення потужності до швидкості

Так змінюється необхідна для руху потужність в залежності від швидкості автомобіля:N- потужність, л. з.;

V- швидкість, км/ч (м/з);Cx- коефіцієнт аеродинамічного опору;

S- "лобова площа" автомобіля;1- розрахункова потужність, з урахуванням зміни втрат на качение шин по швидкості;

2, 6- характеристики максимальної ( що "розташовується") потужності двигунів ВАЗ-2103 і ВАЗ-2101;

3, 4- результати розрахунку для попутного і зустрічного вітру 5 м/з;

5- розрахункова крива необхідної потужності для сучасного автомобіля зі зниженим аеродинамічним сопротивлениемСх = 0,3.

Цей «ворог» по-теперішньому часу серйозний, оскільки різко збільшується із зростанням швидкості: збільшили її утроє - сила опору підскакала в дев'ять разів! Вона пропорційна квадрату швидкості. Але щоб обчислити аеродинамічний опір автомобіля, досить знати два важливих його показника. По-перше, коеффциент аеродинамічного сопротивленияCx. Його називають коефіцієнтом форми - цілком справедливо, оскільки він вказує саме на досконалість форми. "Це-ікс" вантажівок і мотоциклів може досягати 0,6-1,0, для легкових машин типу "жигулей" становить приблизно 0,45, у кращих сучасних автомобілів - нижче за 0,3. По-друге, максимальна площа поперечного перетину машини S (лобова площа).

Поле потоку навколо легкового автомобіля

Взагалі, оцінюючи різні тіла, які переміщаються в повітряному просторі, можна зрозуміти, що «грамотна» форма об'єкта - це необхідна умова, щоб переміщення було менш важким.

На малюнку порівнюються тіла з однаковим відношенням довжини до висоти l//h або довжини до діаметра l//d (це відношення іноді називають коефіцієнтом повноти тіла); чинник близькості основи (т. е. поверхні дорогі) при такому розгляді може не враховуватися.

Аеродинамічний опір тіла обертання (Cx~0,05) складається переважно з опору тертя; граничний випадок чистого опору тертя має місце при подовжньому що обтікаються плоскої пластини. Для цього вигляду опору є хороша теоретична база. Вплив в'язкості повітря помітний тільки в дуже тонкій, прилежащей до стінок зоні, званій прикордонним шаром. Грунтуючись на експериментально певних законах розподілу дотичних напружень вдовж стінок, можна розрахувати характеристики цього прикордонного шара, наприклад його товщину, дотичне напруження вдовж стінки, місце відриву, для цього лише необхідно, щоб був заздалегідь розрахований зовнішній потік, який в цьому випадку розглядається як ідеальний, т. е. що не володіє в'язкістю. Таким чином, можна провести оптимізацію, наприклад, тіла обертання, т. е. для тіла із заздалегідь заданим відношенням l//h і заздалегідь заданим об'ємом можна розрахувати форму, що забезпечує мінімальний аеродинамічний опір. Надалі можна, використовуючи теоретичні перетворення, перерахувати отримані для цього тіла результати застосовно до тіла, що нагадує автомобіль. Однак із зменшенням коефіцієнта повноти l//d сопоставимость теоретичних розрахунків з експериментальними даними гіршає. Причина цього береться у відмінність тиску, розрахованого теоретично і що має місце в реальних умовах, в області потоку, що відривається (базовий тиск, у вітчизняній літературі цей параметр часто називають донним тиском).

Аеродинамічний опір прямокутного паралелепіпеда, обтічного подовжнім потоком (Cx~0,9) є в основному опором тиску, в чистій формі цей вигляд опору має місце при що обтікаються плоскої пластини, розташованої поперечно до потоку. Але навіть в цьому простому випадку - простому в значенні того, що місце відриву однозначно визначене гострими кромками - опір тиску у цікавлячому нас разі турбулентного потоку у вихровому сліді за пластиною не подається розрахунку. Зворотна дія області обуреного потоку, в якій істотний вплив тертя, на ідеальний, не володіючий в'язкістю зовнішній потік набагато сильніше, ніж у разі прикордонного шара. Загальновизнаної моделі для вихрового сліду за тілом, незважаючи на інтенсивні роботи по її створенню, досі немає. Итеративное розгляд ідеального, що не володіє в'язкістю, а потім реального, що володіє в'язкістю, потоку - як у разі прикордонного шара - неможливо. Рішення повних рівнянь руху, так званих рівнянь Навье-Стокса, можливе тільки для ламінарного потоку, коли закон зміни дотичних напружень відомий; у разі турбулентного потоку через відсутність відповідного закону зміни дотичних напружень, не говорячи вже про проблеми обчислення, такого рішення немає.

Легковий автомобіль, незважаючи на менше в порівнянні з паралелепіпедом аеродинамічний опір, по механіці потоку ближче до паралелепіпеда і сильно видалений від тіла обертання. Як буде показано в двох подальших розділах, що обтікається автомобіля супроводиться відривами, а його аеродинамічний опір є переважно опором тиску.

Оскільки аеродинамічний опір не піддається розрахунку, то були зроблені спроби каталогізувати його в залежності від основних параметрів форми. Можна сказати, що ці зусилля до сьогоднішнього дня безуспішні. Число параметрів, що описують геометрію легкового автомобіля, дуже велике, і окремі поля потоків знаходяться у вельми складній взаємодії один з одним.

Таким чином, в даній роботі фізична суть процесу що обтікається розглядається тільки з якісної сторони; крім того, приведений ряд висновків, які відносяться до конкретних випадків, і узагальнювати їх необхідно з великою обережністю. З урахуванням цих аспектів пропонується метод проведення робіт, який є нічим інакшим, як стратегією опробирования.

Як правило, набігаючий на автомобіль потік несиметричний. Для спрощення мова йде лише про симетричне що обтікаються; вплив бічного вітру на аеродинамічний опір не розглядається.

У цілому полі потоку навколо автомобіля вивчено недостатньо. Тому картину автомобіля, що обтікається можна представити тільки завдяки підсумовуванню окремих відомостей з цього питання. Вони отримані внаслідок вимірювань швидкостей потоку, розподілу тиску і спостереження що обтікається як на поверхні автомобіля, так і в прилеглому до нього просторі.

Спойлер передкаможет виконуватися деталлю кузова, що окремо встановлюється або виготовлятися як єдине ціле з панеллю передка, т. е. отштамповиваться спільно з нею. У першому випадку існує відносно велика свобода у виборі положення, висоти і нахилу спойлера. У другому випадку можливості при виборі параметрів спойлера менше, пов'язане це передусім з технологічними причинами.

Стойка вітрового скла (стойка А). Вплив стойки вітрового скла на аеродинамічний опір дуже сильно залежить від положення і форми вітрового скла, а також від форми передка. Вирішуючи питання зниження аеродинамічного опору шляхом правильного формообразования стойки вітрового скла, як, проте, і будь-якого іншого елемента кузова, необхідно враховувати технологічні можливості виготовлення і її функціональне навантаження, яке укладається, наприклад, в захисті переднього бічного скла від попадання дощової води і бруду, що здувається з вітрового скла, в підтримці прийнятного рівня зовнішнього аеродинамічного шуму і інш.

Схема передка легкового автомобіля, що обтікається і його елементів

Отриманим таким чином поле потоку для легкового автомобіля представлено на мал. Поле потоку характеризується численними відривами. Місця, в яких може мати місце відрив потоку, показані окремо. Можна виділити два типи відривів, а саме двумерние і трьохмірні. Лінія відриву в двумерном випадку проходить переважно перпендикулярно до місцевого напряму потоку. Якщо має місце повторне прилягання потоку, то утворяться так звані зворотні потоки (циркулюючі потоки). Такі вихори можуть виникати в наступних місцях: на передній кромці капота; збоку на крилах; в зоні, освіченій перетином капота і вітрового скла; на передньому спойлере і, можливо, в зоні зламу при ступінчастій формі задньої частини автомобіля. Зони, в яких потік, що відірвався являє собою близький до двомірного вихровий рух (зони "спокійної води") частіше за все утворяться із зворотної сторони задка автомобіля.

Схематичное зображення форми потоку при різних виконаннях задньої частини автомобіля

В залежності від структури поля потоку за автомобілем утвориться довгий, сильно довгастий назад відкритий або короткий замкнений вихровий слід (див. мал.).

Потоки, що Відірвалися здійснюють циркулюючі рухи, осі яких, як правило, проходять перпендикулярно до набігаючого необуреного потоку і паралельно до лінії відриву. На мал. для кожної з трьох форм задньої частини автомобіля показана пара вихорів, що обертаються назустріч один одному. Нижній вихор обертається в напрямі проти годинникової стрілка; саме він переносить частинки бруду на зворотну сторону автомобіля. Верхній вихор обертається в протилежну сторону, т. е. за годинниковою стрілкою.

Конструктори спостерігали, що після відриву потоку у вихровому сліді утвориться пара подовжніх вихорів, що протилежно обертаються, яка у разі форми задка "універсал" індукує висхідний потік, а при плавно формах задка, що спускається і ступінчастій - низхідний потік у вихровому сліді. При формі задка "універсал" пари вихорів підніметься в напрямі потоку і переміщається до площини симетрії. При плавно формах задка, що спускається і ступінчастій вихори вдовж потоку опускаються до дороги і переміщаються назовні. Можна передбачити, що ці подовжні вихори є продовженням описаних вище поперечних вихорів.

Другий тип відриву має трьохмірний характер; ці відриви на мал. відмічені штрихпунктирними лініями або заштрихованими зонами. Вихрові трубки утворяться на похило обтічних гострих кромках, абсолютно так само, як на трикутному крилі літака. Така пара вихорів утвориться на правій і лівій стойках вітрового скла, так званих стойках А. В районі верхнього кінця стойок вказана пара вихорів згинається у напрямі до даху; їх подальша взаємодія з потоком в районі задньої частини автомобіля ще не вивчена. Яскраво виражена пара вихрових трубок утвориться позаду автомобіля при певному нахилі лінії задка (див. мал.). Ці вихори взаємодіють із зовнішнім потоком і з двомірним вихровим слідом. Вони значною мірою аналогічні кромочним вихорам крила кінцевого розмаху. Вказані вихрові трубки в просторі між їх осями індукують поле низхідного потоку, яке визначає розташування лінії відриву потоку, оточуючого тіло. Цей механізм стає зрозумілим, якщо розглянути мал. На правій фотографії існує пара сильних вихорів; на лівій фотографії утворення такої пари штучним шляхом відвернене. У першому випадку індукований парою вихрових трубок низхідний потік сприяє тому, що лінія відриву розташована дуже низько, і це приводить до утворення невеликого замкненого вихрового сліду. У другому випадку потік відривається від задньої кромки даху, вихровий слід так сильно витягнуть, що закінчується поза простором, що є для спостережень (довжина робочої частини аеродинамічної труби). Потрібно указати на те, що конструктори на своїй моделі автомобіля з формою задка, що плавно спускається не спостерігали описані вище подовжні вихрові трубки; інші вимірювання явно показали існування цієї пари вихорів. Вказана невідповідність зайвий раз підтверджує, що цей процес формування потоку за автомобілем вивчений ще не в повній мірі.

Поперечні вихори, що Обертаються назустріч один одному у вихровому сліді за автомобілями з різною формою задка: а) ступінчаста форма задка; б) форма задка, що плавно спускається; в) форма задка,

що круто спускається Для чого потрібен козирок?

Для аналізу "десятку" загнали в аеродинамічну трубу. Всупереч очікуванням, підіймальна сила залишилася колишньою.

А при установці козирка над капотом автомобіля виникає сильне завихрення

Потік повітря плавно обтікає передок стандартної "десятки"

Так і коефіцієнт аеродинамічного опору змінився трохи - отже, істотного збільшення витрати палива не буде. Правда, трохи змінився перекидаючий момент - при установці козирка на "десятку" підіймальна сила, діюча на колеса передньої осі, збільшується на 50 Н, а задні колеса трохи довантажуються. Якщо для визуализації повітряних потоків пустити над капотом "десятки" струмінь диму, то видно, що відразу за козирком повітря закручується у вихорі, і це створює над капотом значне розрідження. Через це потік повітря на передній частині капота навіть міняє напрям на протилежне! Природно, жоден виготівник подібних "елеронов" про це і не підозрює - ніхто з них напевно не проводив аеродинамічних досліджень...

Але, можливо, козирок хоч би знижує загрязняемость лобового скла? Анітрохи не бувало - наш "елерон", встановлений на одну з редакційних "десяток", при їзді по осінніх брудних дорогах не дав ні найменшого позитивного ефекту. Єдина відмінність - якщо раніше бруд, що летить з-під коліс попереду ідучих машин розтікалася по капоту рівними симетричними струменями, то тепер передок автомобіля став нагадувати окроплену з розбризкувача поверхню. А вищезазначене завихрення повітря приводить до того, що щілина між козирком і капотом починає повільно, але вірно забиватися піском. Так що користь від козирка тільки одна - він дійсно захищає торець капота від дрібних каменів.

Зміна аеродинамічних характеристик автомобіля ВАЗ-2110

Без козирка

З козирком

Площа миделя, м2

1,931

1,931

Коефіцієнт аеродинамічного опору Сх

0,347

0,355

Сила лобового опору Рх, Н

535

548

Без козирка

З козирком

Підіймальна сила Рz, Н

324

328

коліс передньої осі

79

134

коліс задньої осі

245

194

Перекидаючий момент Му, Нм

-206

-75

Цікаве зведення і аспекти аеродинаміки

Аеродинамічний аналіз деяких автомобілів, а саме автомобілів з великим ім'ям показав, що не все «круте» чудово.

Всі знають марку спортивного суперкараLamborghini, так це дійсно машина превосходна у всіх її відносинах, але для оцінки аеродинамічного опору вона показала неочікувані показники. Швидкість тут була досягнута за рахунок могутнього 12-ти цилиндрового двигуна, низької підвіски, широкої бази (стійкість), низького кузова, а також пластикового корпусу, антикрил. Спойлери і антикрила на цьому автомобілі розташовані більше для стилю і для зовнішнього естетичного сприйняття. Іноді, в деяких випадках, грамотне розташування зовнішніх спойлеров погіршує стиль. Конструктори і дизайнери намагалися на цьому авто «прибрати» потік фронтального набігаючого повітря, звести його на немає. Сучасна думка - це плавний розподіл потоку вдовж форми кузова.

Lamborghini Countach 5000 QW

Схдля деяких автомобілів

Модель Cx

Ціна $

Lamborghini countauch -0,42

Ferrari Testarossa- 0,36

Mitsubishi Lancer-0,28

Ваз 2110- 0,34

200, 000

150,000

75,000

6,500

Додаткові воздухозаборники снижаютCx, де енергія опору повітря йде на охолоджування двигуна і на вентиляцію салону. До речі, внутрішній розподіл повітряної маси впливає на рух автомобіля.

Взагалі, якщо розглянути такий образ, що є водяна куля, а при русі він витягнеться і прийме форму краплини, то ця форма буде самої аеродинамичной. Такий випадок можливий тільки для польоту в повітряному просторі. Але в автомобілі всі параметри аеродинаміки соподчинени до площини землі, а значить не можна робити конкретні висновки. Всі висновки експериментальні. Розподіл всієї маси деталей автомобіля також впливає на аеродинаміку.P.s. При великому багажнику (приклад: Ваз 2110) аеродинамічні показники в деяких випадках поліпшуються.

Зовнішні багажники

Багажник, основу якого складають дахи автомобіля дуги, що розташовуються упоперек, закріпляється на даху спеціальними упорами - по два на кожну дугу. Підбір конструкції кріпильної лапи упора здійснюється під конкретний тип посадочного місця; тут можливі наступні варіанти: дах з ринвою, без жолоба, з фіксованими точками кріплення багажника і з штатно поставленими на заводі подовжніми дугами.

Ці дуги скругляются, по формообразованию соподчиняются загальній формі кузова, але зовнішні виступаючі елементи псують аеродинамічний показник. Щоб знизити опір повітря що нагнітається на дах, де розташовуються речі, встановлюється аеродинамічний бокс, але практично на всіх моделях цей бокс випробовує тиск на відрив, а деякі форми боксов створюють незначні зриви потоків фронтального«вітру».

ВИСНОВОК

Аеродинаміка автомобіля - це наука, яка залишається експериментально доводжуваною. Для зниження опору рухомого тіла, необхідно проаналізувати його форму. Врахувати можливі бічні вітри, що впливають на кузов автомобіля. Розподіл тиску навколо рухомої машини відбивається на її русі по дорозі. Стійкість на великих швидкостях падає. У нинішній час робиться дуже багато спроб, щоб оптимізувати форму автомобіля, тому що необхідно постійно мати зчеплення з дорогою і стійкість при вітрі, в тому числі бічному і тильному, а також впливає рельєф і характер дороги на аеродинамічну рівновагу. Аеродинамичная форма кузова автомобіля - це складова безпеки і комфорту їзди.

Список літератури

1. "Аеродинаміка автомобіля", Москва, Машинобудування, 1987. Оригінал: Aerodynamik des Automobils, Vogel-Verlag, 1981.

2.web sites: www.autotheory.by.ru

www.auto.ru