Автокөліктің аэродинамикалық қозғалысы

Аэродинамикалық кедергісі
Аэродинамикалық кедергісі автомобильдің қозғалысымен байланысты соңғы отырып, белгілі бір салыстырмалы жылдамдығы қоршаған ауа ортасы. Арасында барлық күштерін құрайтын кедергісі автомобильдің қозғалысы, бұл ұсынады ең көп қызығушылық тұрғысынан всевозрастающих қозғалыс жылдамдығының көлік құралдары. Іс барлық, бұл кезде қозғалыс жылдамдығы 50 – 60 км/сағ асса, ол кез келген басқа да күші қозғалысқа қарсылығы керек, ал 100 – 120 км/сағ асып түседі олардың барлық бірге алғандағы.

Бірден айта кетейік, бүгінгі таңда жоқ әдістемелерін теориялық есептеу күш аэродинамикалық кедергі, сондықтан оның шамасын, мүмкін анықтау тек эксперименттік. Әрине, жақсы болар еді тағы жобалау сатысында жүргізуге сандық бағалау аэродинамика автомобиль және өзгерте отырып, белгілі бір түрде нысанын шанақ бөлшектерін, оңтайландыру. Бірақ, өкінішке орай, шешуге осы задачку оңайға соқпады. Табу жағдайдан, әрине, тырысты. Атап айтқанда, құру арқылы каталогтар, онда мәні аэродинамикалық кедергі объектінің қойылды сәйкес негізгі параметрлері оның нысандары. Мұндай тәсіл өзін-өзі ақтайды жағдайларда ғана оны қолдану салыстырмалы түрде қарапайым аэродинамическом мағынада телам. Саны параметрлерді сипаттайтын геометриясы легкового автомобиля, тым көп, және жекелеген өрісінің ағынын орналасқан өте күрделі өзара іс-қимыл бір-бірімен, сондықтан, бұл жағдайда әрекет баулуды аэродинамику провалилась.

Қолданылатын автомобиль техникасы аэродинамикалық кедергісі ретінде қарастыруға болады. сомасына, оның бірнеше құрайтын. Оларға мыналар жатады:

кедергісі нысаны;
кедергісі үйкеліс туралы сыртқы беті;
кедергісі, шақырылатын шығыңқы автомобиля;
ішкі кедергісі.
Кедергісі нысандары деп те атайды кедергісі қысым немесе қарсы кедергісі. Кедергісі нысаны болып табылады негізгі құраушысы кедергісі ауаның, ол 60% — ына жетеді, жалпы. Пайда болу механизмі осы түрінің кедергісін келесі. Қозғалыс кезінде көлік құралын қоршаған ауа ортасына сығылуы набегающего ауа ағынының автомобильдің алдыңғы бөлігіндегі. Нәтижесінде мұнда құрылады облысы жоғары қысым. Оның ықпалымен струйки ауа устремляются — артқы керек. Скользя оның бетінің, олар обтекают контур көлік құралдары. Алайда, кейбір кезде бастайды көрінетін құбылыс көтерілу қарапайым струек жылғы сұйық дененің олар үстіңгі және білім беру, осы жерлерде завихрений. Артқы жағында автомобиль әуе ағыны түпкілікті ұзарады отырып, шанақты, көлік құралдары. Бұл құрылуына ықпал мындасыз облысы төмендетілген қысым, оған үнемі жүзеге асырылады подсос ауаның қоршаған әуе кеңістігін. Классикалық суреттер болуы аймағының төмендетілген қысым болып табылады шаң мен кірден, құмда ұсталынатын конструкциясының элементтері артқы бөлігі көлік құралдары. Есебінен айырмашылықтар қысымдағы ауа мен артында автомобильдің құрылады күш маңдайлық кедергі. Ол кейінірек жүреді срыв әуе ағынының сұйық дененің бетінде және, тиісінше, аз облысы төмендетілген қысым соғұрлым аз болады күші мен маңдайлық кедергісінің.

Бұл аспектіде қызықтырады келесі факт. Белгілі жүрген кезде екі формульных болидтердің бірімен азаяды ғана емес, кедергісі қозғалысы артқы автомобильдің келе жатқан әуе қапта, бірақ алдыңғы, өлшеу бойынша аэродинамикалық құбыр — 27 %. Бұл салдарынан ішінара толтыру аймағы төмен қысымды азайту разряжения оған.

Табыстың бұл түрі көлік құралының шанағының бұл жағдайда маңызды рөл атқарады. Шанағын қажет изваять болатындай орын ауыстыру процесі ауаның алдыңғы аймағының автомобильдің артқы саяси жағдай, аз шығынмен энергияның, соңғы анықталады негізінен сипатына вихреобразования. Аз түзіледі, жергілікті завихрений, кедергі келтіретін қалыпты перетеканию струек ауаның әсерінен айырмаларын аз болады күші мен маңдайлық кедергісінің.

Кедергісі үйкеліс негізделген «прилипанием» бетінен шанақ жіктерінің перемещающегося ауаның, соның салдарынан әуе ағыны жылдамдығы жоғалтады. Бұл жағдайда үйкеліс кедергісінің мөлшері тәуелді қасиеттері материал әрлеу бетінің шанақ, сондай-ақ оның жай-күйін. Себебі, кез келген беті ие әр түрлі беттік энергиясын, қабілетті, әртүрлі деңгейде әсер етуі мүмкін қоршаған ортаға. Көп мәні беттік энергиясын материалды жабынды автомобиль, күштірек, оның беті өзара іс-қимыл жасайды молекулалық деңгейде қоршаған ауа ортасы және көп энергия жұмсау қажет » қирату күштер Ван-дер-Ваальса (күштердің өзара тартылыс молекулалардың) кедергі келтіретін өзара орын ауыстыру көлемін қарым-қатынаста болатын заттар. Осы түріне шығындарды шамамен 10 – 20% — аэродинамикалық шығындарды. Аз үйкеліс кедергісінің жатады автокөліктерге ие, жаңа, жақсы отполированными жабындармен, үлкен автокөліктерге нашар боялған шанағы бар немесе жабындысы бар, олар ұзақ уақыт бойы ресейліктердің көпшілігі өздерінің тұтыну қасиеттерін.

Кедергісі, шақырылатын шығыңқы автомобильдің 10 – 15 %. Алайда кейбір данада автомобиль техникасын ол қабылдауға және әлдеқайда көп маңызы бар. Оның шамасына әсер ететін ең азайтылады, айтарлықтай конструктивті элементтері автомобильдің бір мезгілде, есік тұтқалары, иінтіректері, шыны тазалағыштардың, дөңгелекті қалпақтар және басқа да бөлшектер. Көрсетіледі, тіпті мұндай ұсақ-түйек өз үлестерін қосуда жалпы күші аэродинамикалық қарсыласу қозғалысына, әрі олардың довесок өте маңызды. Өздеріңіз ойлап қараңыздар: көтерілген түнде, убирающиеся фаралар арттырады күші кедергі ауаның 10% — ға, ашық терезелер — 5% — ға, белгіленген предусмотрительным автовладельцем грязезащитные алжапқыштар, барлық дөңгелекті — 3 %, жүксалғыш төбесінде — 10 – 12% — ға, сыртқы артқы көрініс айнасы — 5 – 7 %, широкопрофильные шиналар — 2 – 4 %, антенна — 2% — ға, ашық люк төбесінде — 2 – 5 %.

Екінші жағынан, бірқатар бар бөлшектердің қолданылуы азайтуға мүмкіндік береді аэродинамикалық кедергісі. Осылайша, орнату доңғалақтар тегіс колпаков төмендетеді, оның 3% — ға, ауыстыру сөйлеушілердің есік тұтқаларын арналған оңтайландырылған » аэродинамическом мағынада — утопленные сондай-ақ, бірнеше төмендетеді күшіне қарсыласу ауа. Болдырмау үшін қосымша кедергісі, шақырылатын щеткамен әйнек тазалағыштардың кезде, соңғылары жұмыстық емес күйде, конструкторлар кейбір фирмалар прячут оларды арнайы бөлік орналасқан жиегінің арасында, капот және қарсы шыны. Сондай-ақ, маңызды рөл атқарады құрастыру сапасы кузовының: шағын саңылаулар түйісу орындарында шанақ бөлшектерді азайтуға болады қарсылық, 2 – 5 %.

Ішкі кедергісі байланысты қозғалысын әуе ағындарын арқылы желдету және салқындату. Әдетте қозғалысы жолындағы әуе ағынының бұл жағдайда жеткілікті күрделі конфигурациясын, обладающую көптеген жергілікті кедергі. Соңғы нәтижелердің қатарына жатады күрт қозғалыс бағытын өзгерту, ауа сүзгілері, радиаторлар және т. б.

Үшін сандық сипаттамалары аэродинамикалық кедергі пайдаланады келесі тәуелділік:

FX =CX*P*V2 *FMID/2, мұндағы Р — ауаның тығыздығы; V — жылдамдық, салыстырмалы ауа қозғалысының және машиналар; FMID —ауданы ең үлкен көлденең қимасының автомобильдің (лобовая алаңы); CX —маңдай кедергісінің коэффициенті ауаның (коэффициенті обтекаемости).

Мынаған назар аударыңыз, бұл жылдамдығы формула тұр шаршыға, ал бұл дегеніміз: ұлғайған кезде көлік құралының қозғалыс жылдамдығын екі есе күш қарсыласу ауа ұлғаяды төрт есе, ал шығындар қуаты өседі сегіз есе. Сондықтан автомобильдің қозғалысы кезінде қалалық толқынында аэродинамикалық кедергісі автомобильдің аз, тас сияқты оның мәні жетеді үлкен шамалар, туралы айтпағанның гоночных болидах қозғалатын жылдамдығы 300 км/сағ. Мұндай жағдайда іс жүзінде барлық өндірілетін қозғалтқыш қуаты шығындалады еңсеру қарсыласу ауа. Бұл әрбір артық км/сағ өсімінің ең жоғары жылдамдық-автомобильдің тура келеді төлеуге елеулі оның қуатын немесе төмендеуі, CX. Осылайша, мысалы, жұмыс жоғарлатумен жүрдек мүмкіндіктерін болидтердің қатысатын, айналма жарысындағы Nascar, инженерлер қызметкерлерінің анықтауы бойынша, ұлғайту үшін ең жоғары жылдамдығын 8 км/сағ қажет өсімі қозғалтқыш қуатының 62 кВт немесе азаюы АШ 15 %.

Маңдай кедергісінің коэффициенті анықтайды эксперименттік әдісімен үрлеу арқылы автомобильді немесе оның үлгісін аэродинамикалық түтіктердегі. Шамасына CX сіздің автомобиліңізді тікелей байланысты орналасқан саны оларға жұмсалатын отын, яғни, ақша сомасы оставляемая сіз менің бензоколонки. Сондықтан конструкторлар барлық өндіруші фирмалардың автомобиль техникасын үнемі тырысады төмендету коэффициенті маңдай кедергісінің өз туындысы. CX үшін озық үлгілерін қазіргі заманғы автомобильдердің құрайды шамасын тәртібін 0,28 – 0,25. Мысал үшін, коэффициентінің шамасы маңдай кедергісінің «жетінші вазовского классикалық» кірпіш 0,46 құрайды. Өкінішім жоқ. Ең төменгі сол коэффициентімен ерекшеленеді автомобиль белгілеу үшін арналған рекорд скорости — CX шамамен 0,2 – 0,15.

Алайда, аэродинамика ғана емес әсер етеді жүрдек сапасын автомобильдің отын шығыны. Оның құзыретіне кіреді, сондай-ақ міндеттері тиісті деңгейін қамтамасыз ету-курстық тұрақтылық, автомобильдің басқарылуын, шуды төмендету кезінде оның қозғалысы.