Avtomobil aerodinamikası nədir?

Əfsanəvi avtomobil modellərinin tarixi fotoşəkillərinə baxanda hər kəs dərhal günlərimizə yaxınlaşdıqca nəqliyyat vasitəsinin gövdəsinin getdikcə daha az açılı olduğunu görəcək.

Bunun səbəbi aerodinamikadır. Bu effektin xüsusiyyəti nədə olduğunu, aerodinamik qanunları nəzərə almağın nə üçün vacib olduğunu, həmçinin hansı avtomobillərin aerodinamik əmsalı pis olduğunu və hansının yaxşı olduğunu düşünək.

Avtomobil aerodinamikası nədir

Nə qədər qəribə səslənsə də, avtomobil yolda nə qədər sürətli hərəkət edərsə, yerdən çıxmağa meyllidir. Səbəb avtomobilin toqquşduğu hava axınının avtomobil gövdəsi tərəfindən iki hissəyə ayrılmasıdır. Biri alt və yol səthi arasında, digəri damın üstündən keçir və maşının konturunu dolaşır.

Avtomobil gövdəsinə yan tərəfdən baxırsınızsa, görsel olaraq bir təyyarə qanadına bənzəyir. Təyyarənin bu elementinin xüsusiyyəti burulmanın üstündəki hava axınının hissənin düz hissəsinin altından daha çox yol keçməsidir. Bu səbəbdən qanad üzərində bir vakum və ya vakum meydana gəlir. Artan sürətlə bu qüvvə bədəni daha çox qaldırır.

Bənzər bir qaldırma effekti avtomobil üçün yaradılmışdır. Yuxarı axın kapotun, damın və gövdənin ətrafında, aşağı axın isə altdan axır. Əlavə müqavimət yaradan başqa bir element şaquliya yaxın olan gövdə hissələridir (radiator barmaqlığı və ya şüşə).

Nəqliyyat sürəti qaldırıcı təsirini birbaşa təsir edir. Üstəlik, şaquli panelləri olan gövdə forması nəqliyyatın çəkilməsini azaldan əlavə bir qarışıqlıq yaradır. Bu səbəblə bucaqlı formalı bir çox klassik avtomobilin sahibləri, tənzimləmə edərkən mütləq bir spoyler və avtomobilin aşağı gücünü artırmağa imkan verən digər elementləri gövdəyə əlavə edirlər.

Niyə lazımdır?

Axınlaşdırma, lazımsız girdablar olmadan havanın bədən boyunca daha sürətli axmasına imkan verir. Maşın artan hava müqavimətinə mane olduqda, maşın əlavə yük daşıyırmış kimi mühərrik daha çox yanacaq istifadə edəcəkdir. Bu, təkcə avtomobilin qənaətinə deyil, həm də egzoz borusu ilə ətrafa nə qədər zərərli maddələrin atılacağına təsir edəcəkdir.

Təkmilləşdirilmiş aerodinamikası olan avtomobillər dizayn edən aparıcı avtomobil istehsalçılarının mühəndisləri aşağıdakı göstəriciləri hesablayırlar:

• Mühərrikin müvafiq təbii soyudulmasını təmin etmək üçün mühərrik bölməsinə nə qədər havanın daxil olması lazımdır;
• Avtomobilin salonu üçün bədənin hansı hissələrində təmiz hava alınacaq, həm də boşaldılacağı yer;
• Avtomobildə havanın daha az səs-küy salması üçün nə edilə bilər;
• Kaldırma qüvvəsi avtomobilin gövdə formasının xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq hər oxa paylanmalıdır.

Bütün bu amillər yeni maşın modelləri hazırlanarkən nəzərə alınır. Və əvvəllər bədən elementləri kəskin şəkildə dəyişə bilsəydi, bu gün elm adamları, endirilmiş ön qaldırılma əmsalı verən ən ideal formaları inkişaf etdirdilər. Bu səbəbdən son nəslin bir çox modeli xaricdən yalnız əvvəlki nəslə nisbətən difüzör və ya qanad şəklində kiçik dəyişikliklərlə fərqlənə bilər.

Yol sabitliyinə əlavə olaraq, aerodinamika müəyyən bədən hissələrinin daha az çirklənməsinə də kömək edə bilər. Beləliklə, ön bir külək ilə toqquşmada şaquli olaraq yerləşdirilmiş faralar, bamper və ön şüşə parçalanmış kiçik həşəratlardan daha sürətli çirklənəcəkdir.

Liftin mənfi təsirini azaltmaq üçün avtomobil istehsalçıları azaltmağı hədəfləyirlər rəsmiləşdirmə maksimum icazə verilən dəyərə. Bununla birlikdə, frontal təsir maşının dayanıqlığını təsir edən tək mənfi qüvvə deyil. Mühəndislər həmişə ön və yan düzəltmə arasında "tarazlıq" qururlar. Hər zonada ideal parametr əldə etmək mümkün deyil, buna görə yeni bir bədən növü istehsal edərkən mütəxəssislər həmişə müəyyən bir uzlaşma təmin edirlər.

Əsas aerodinamik faktlar

Bu müqavimət haradan qaynaqlanır? Hər şey çox sadədir. Planetimizin ətrafında qaz birləşmələrindən ibarət bir atmosfer var. Orta hesabla atmosferin qatı qatlarının sıxlığı (yerdən quş baxışına qədər olan yer) təxminən 1,2 kq / kvadrat metrdir. Bir cisim hərəkətdə olduqda, havanı təşkil edən qaz molekulları ilə toqquşur. Sürət nə qədər yüksəkdirsə, bu elementlər obyektə daha çox zərbə vuracaqdır. Bu səbəblə yer atmosferinə girərkən kosmik vasitə sürtünmədən güclü istiləşməyə başlayır.

Yeni model dizaynını hazırlayanların öhdəsindən gəlməyə çalışdıqları ilk vəzifə sürüklənməni necə azaltmaqdır. Avtomobil 4 km / s-dən 60 km / s-ə qədər sürətlənsə bu parametr 120 dəfə artır. Bunun nə qədər əhəmiyyətli olduğunu başa düşmək üçün kiçik bir nümunəyə nəzər salaq.

Nəqliyyatın çəkisi 2 min kq-dır. Nəqliyyat 36 km / saata qədər sürətlənir. Eyni zamanda, bu qüvvəni aşmaq üçün yalnız 600 vatt güc sərf olunur. Qalan hər şey sürətlənməyə sərf olunur. Ancaq onsuz da 108 km / saat sürətlə. 16 kVt güc artıq ön müqaviməti aşmaq üçün istifadə olunur. 250 km / saat sürətlə hərəkət edərkən. avtomobil onsuz da sürücülük gücünə 180 at gücünə qədər xərcləyir. Sürücü sürəti artırmaq gücünə əlavə olaraq avtomobili daha da çox, saatda 300 kilometrə qədər sürətləndirmək istəyirsə, motorun ön hava axınının öhdəsindən gəlmək üçün 310 at istehlak etməsi lazımdır. Bu səbəbdən bir idman avtomobilinin belə güclü bir güc qurğusuna ehtiyacı var.

Ən sadələşdirilmiş, eyni zamanda olduqca rahat nəqliyyatı inkişaf etdirmək üçün mühəndislər Cx əmsalı hesablayır. Modelin təsvirindəki bu parametr ideal bədən quruluşu baxımından ən vacibdir. Bu ərazidə bir damla su ideal ölçüdədir. Bu əmsal 0,04-ə malikdir. Heç bir avtomobil istehsalçısı yeni avtomobil modeli üçün belə bir orijinal dizaynla razılaşmayacaq, baxmayaraq ki bu dizaynda əvvəllər də variantlar var.

Külək müqavimətini azaltmanın iki yolu var:

1. Bədənin formasını dəyişdirin ki, hava axını avtomobilin ətrafında mümkün qədər axsın;
2. Maşını dar edin.

Maşın hərəkət edərkən, ona şaquli bir qüvvə təsir göstərir. Dartmaya müsbət təsir göstərən aşağı təzyiqli təsir göstərə bilər. Avtomobil üzərində təzyiqi artırmasanız, meydana gələn burulğan vasitənin yerdən ayrılmasını təmin edəcəkdir (hər istehsalçı bu təsiri mümkün qədər aradan qaldırmağa çalışır).

Digər tərəfdən, avtomobil hərəkət edərkən üçüncü qüvvə ona təsir göstərir - yan qüvvə. Bu sahə daha az nəzarət oluna bilər, çünki düz xəttlə hərəkət edərkən və ya döngədə bir çarpaz külək kimi bir çox dəyişkən kəmiyyətdən təsirlənir. Bu amilin gücünü proqnozlaşdırmaq olmur, buna görə mühəndislər risk etmirlər və Cx nisbətində müəyyən bir güzəşt edilməsinə imkan verən bir eni olan vəziyyətlər yaradırlar.

Şaquli, ön və yan qüvvələrin parametrlərinin nə dərəcədə nəzərə alınacağını müəyyən etmək üçün aparıcı avtomobil istehsalçıları aerodinamik testlər aparan ixtisaslaşmış laboratoriyalar qururlar. Maddi imkanlardan asılı olaraq, bu laboratoriya böyük bir hava axını altında nəqliyyatın asanlaşdırılmasının səmərəliliyinin yoxlandığı bir külək tuneli daxil edə bilər.

İdeal olaraq, yeni avtomobil modellərinin istehsalçıları məhsullarını ya 0,18 əmsalı gətirməyə çalışırlar (bu gün bu idealdır) və ya onu aşırlar. Ancaq saniyədə hələ heç kim müvəffəq ola bilmədi, çünki maşında fəaliyyət göstərən digər qüvvələri aradan qaldırmaq mümkün deyil.

Sıxma və qaldırma gücü

Budur nəqliyyatın idarə olunmasına təsir edən başqa bir nüans. Bəzi hallarda süründürmə minimuma endirilə bilməz. Buna bir nümunə F1 avtomobilləridir. Bədənləri mükəmməl şəkildə düzəldilmiş olsa da, təkərlər açıqdır. Bu zona istehsalçılar üçün ən çox problem yaradır. Belə nəqliyyat üçün Cx 1,0 ilə 0,75 arasındadır.

Bu vəziyyətdə arxa girdab aradan qaldırıla bilməzsə, axın yol ilə dartma gücünü artırmaq üçün istifadə edilə bilər. Bunun üçün gövdəyə aşağı güc yaradan əlavə hissələr quraşdırılır. Məsələn, ön tampon, idman avtomobili üçün son dərəcə vacib olan yerdən qaldırılmasına mane olan bir spoyler ilə təchiz edilmişdir. Bənzər bir qanad avtomobilin arxasına yapışdırılıb.

Ön qanad axını maşının altına deyil, gövdənin yuxarı hissəsinə yönəldir. Bu səbəbdən vasitənin burnu həmişə yola yönəldilmişdir. Aşağıdan bir vakum əmələ gəlir və avtomobil elə bil trasa yapışır. Arxa spoyler avtomobilin arxasında bir burulğan meydana gəlməsini maneə törədir - hissə avtomobilin arxasındakı vakuum zonasına çəkilmədən əvvəl axını pozur.

Kiçik elementlər sürüklənmənin azalmasına da təsir göstərir. Məsələn, demək olar ki, bütün müasir avtomobillərin kapotunun kənarı silecek bıçaqlarını əhatə edir. Avtomobilin ön hissəsi əksər trafiklə qarşılaşdığından, hava giriş deflektorları kimi kiçik elementlərə belə diqqət yetirilir.

İdman gövdəsi dəstlərini quraşdırarkən əlavə aşağı gücün avtomobili yolda daha inamlı etdiyini, eyni zamanda istiqamət axınının sürüşməsini artırdığını nəzərə almalısınız. Bu səbəbdən belə nəqliyyatın pik sürəti aerodinamik elementlər olmadan daha aşağı olacaqdır. Digər bir mənfi təsir isə avtomobilin daha qudurğan olmasıdır. Doğrudur, idman gövdəsi dəstinin təsiri saatda 120 kilometr sürətlə hiss olunacaq, buna görə ümumi yollarda əksər hallarda bu cür detallar mövcuddur.

Zəif aerodinamik sürüşmə olan modellər:

Sh 0,7 - Caterham 7

Cx 0,6 - UAZ (469, Hunter)

Cx 0,58 - Jeep Wrangler (TJ)

Cx 0,57 - Hummer (H2)

Cx 0,56 - VAZ "klassik" (01, 03, 05, 06, 07)

Сх 0,54-Mercedes-Benz (G-class)

Cx 0,53 - VAZ 2121

Yaxşı aerodinamik süründürmə modelləri:

Sh 0,18 - VW XL1

Cx 0,19 - GM EV1

Cx 0,21 - Tesla (Model3)

Cx 0,23 - Audi A4

Cx 0,23 - Mercedes-Benz CLA

Cx 0,23 - Mercedes-Benz (S 300h)

Cx 0,24 - Tesla Model S

Cx 0,24 - Tesla (Model X)

Cx 0,24 - Hyundai Sonata

Cx 0,24 - Toyota Prius

Cx 0,24 - Mercedes-Benz C sinif

Cx 0,25 - Audi A2

Cx 0,25 - Alfa Romeo (Giulia)

Cx 0,25 - Peugeot 508

Cx 0,25 - Honda Insight

Cx 0,26 - BMW (E3 arxasında 90 seriya)

Cx 0,26 - BMW i8

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (B)

Cx 0,26 - Mercedes-Benz (E-Class)

Cx 0,26 - Jaguar XE

Cx 0,26-Nissan GT-R

Cx 0,26 - Infiniti Q50

Əlavə olaraq avtomobil aerodinamikası haqqında qısa bir videoya baxın:

Avtomobil aerodinamikası, bu nədir? Aerodinamikanı necə yaxşılaşdırmaq olar? Avtomobildən necə təyyarə düzəltmək olmaz?