Автомобильная аэродинамика

редактировать
Грузовик с добавлен кузов наверху кабины для уменьшения сопротивления.

Автомобильная аэродинамика - это исследование аэродинамики дорожных транспортных средств. Его основными целями являются уменьшение лобового сопротивления и шума ветра, минимизация шума и предотвращение нежелательных подъемных сил и других причин аэродинамической нестабильности при высокие скорости. В этом случае воздух также считается жидкостью. Для некоторых классов гоночных автомобилей также может быть важным создание прижимной силы для улучшения тяги и, следовательно, способности преодолевать повороты.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Особенности аэродинамических аппаратов
  • 3 Сравнение с аэродинамикой самолета
  • 4 Методы исследования аэродинамики
  • 5 Коэффициент лобового сопротивления и площадь лобового сопротивления
  • 6 Прижимная сила
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки
История

Сила трения аэродинамического сопротивления значительно увеличивается с увеличением скорости автомобиля. Еще в 1920-х годах инженеры начали учитывать форму автомобиля для снижения аэродинамического сопротивления на высоких скоростях. К 1950-м годам немецкие и британские автомобильные инженеры систематически анализировали влияние лобового сопротивления на более мощные автомобили. К концу 1960-х годов ученые также узнали о значительном увеличении уровня звука, издаваемого автомобилями на высокой скорости. Считалось, что эти эффекты увеличивают интенсивность уровней звука для соседних землепользований с нелинейной скоростью. Вскоре дорожные инженеры начали проектировать дороги, чтобы учитывать влияние скорости аэродинамического сопротивления, создаваемого уровнями шума, и производители автомобилей учли те же факторы при проектировании транспортных средств.

Характеристики аэродинамических транспортных средств
Полосы на модели автомобиля

Аэродинамический автомобиль будет объединять дуги колеса и фонари в общую форму для уменьшения сопротивления. Он будет обтекаемым ; например, у него нет острых краев, пересекающих поток ветра над лобовым стеклом, и он будет иметь своего рода хвост, который называется фастбэк или Kammback или лифтбэк. Обратите внимание, что Aptera 2e, Loremo и Volkswagen XL1 пытаются уменьшить площадь спины. Он будет иметь плоский и гладкий пол для поддержки эффекта Вентури и создания желаемых аэродинамических сил, направленных вниз. - используется для охлаждения, горения и для пассажиров, затем разгоняется соплом и выбрасывается под пол. Для средних и задних двигателей воздух замедляется и сжимается в диффузоре, теряет некоторое давление при прохождении через моторный отсек и заполняет поток. Этим автомобилям необходимо уплотнение между областью низкого давления вокруг колес и высоким давлением вокруг коробки передач. Все они имеют закрытый пол моторного отсека. Подвеска либо обтекаемая (Aptera ), либо убрана. Дверные ручки, антенна и рейлинги могут иметь обтекаемую форму. Боковое зеркало может иметь только круглый обтекатель в качестве носа. Считается, что поток воздуха через колесные ниши увеличивает сопротивление (немецкий источник ), хотя гоночным автомобилям он нужен для охлаждения тормозов, и многие автомобили выбрасывают воздух из радиатора в колесный отсек. Аэродинамика чрезвычайно важна для преодоления того ограничивающего барьера, через который вы все время проезжаете на шоссе. Хотя спойлеры могут быть желательными и увеличивают управляемость и прижимную силу, ограничивающим фактором является то, что спойлеры заставляют аэродинамику работать быстрее, но ухудшают аэродинамические функции из-за громоздкой формы, движущейся по воздуху.

Сравнение с аэродинамикой самолета

Аэродинамика автомобиля отличается от аэродинамики самолета во многих отношениях. Во-первых, характерная форма дорожного транспортного средства гораздо менее обтекаемая по сравнению с самолетом. Во-вторых, машина движется очень близко к земле, а не в открытом воздухе. В-третьих, рабочие скорости ниже (и аэродинамическое сопротивление изменяется как квадрат скорости). В-четвертых, наземное транспортное средство имеет меньше степеней свободы, чем самолет, и его движение меньше подвержено влиянию аэродинамических сил. В-пятых, у пассажирских и коммерческих наземных транспортных средств есть очень специфические конструктивные ограничения, такие как их предполагаемое назначение, высокие стандарты безопасности (требующие, например, большего «мертвого» конструктивного пространства для работы в качестве зон деформации) и определенные правила.

Методы изучения аэродинамики
Файл: Распространение семян с участием человека воздушным потоком транспортных средств-pone.0052733.s001.ogv Воспроизведение медиа Одним из побочных эффектов автомобильной аэродинамики является рассеяние семян.

Аэродинамика автомобиля изучается с использованием как компьютерного моделирования, так и испытания в аэродинамической трубе. Для получения наиболее точных результатов испытаний в аэродинамической трубе туннель иногда оборудуют катящейся дорогой. Это подвижный пол для рабочего участка, который движется с той же скоростью, что и воздушный поток. Это предотвращает образование пограничного слоя на полу рабочей секции и влияние на результаты.

Коэффициент аэродинамического сопротивления и площадь сопротивления

Коэффициент сопротивления (Cd) - это обычно публикуемый рейтинг аэродинамической плавности автомобиля, связанный с формой автомобиля. Умножение C d на площадь лобовой части автомобиля дает индекс общего сопротивления. Результат называется областью перетаскивания и указан ниже для нескольких автомобилей. Ширина и высота пышных вагонов приводят к сильному завышению площади лобовой части. Если не указано иное, в этих числах используются технические характеристики передней поверхности, указанные производителем компании Mayfield. Значения площади сопротивления, которые не отражают значения коэффициента лобового сопротивления и площади лобовой части по результатам независимых аэродинамических испытаний (например, площади сопротивления, основанные на данных, сообщенных производителем, или обоснованных предположениях), отмечены звездочкой (*).

Область перетаскивания серийных автомобилей
Область перетаскивания (C d x Ft)Календарный годАвтомобиль
3.12012Volkswagen XL1
4.2 *1996GM EV1
6.0 *1999Honda Insight
5,40 *1989Opel Calibra
5.54 *1980Ferrari 308 GTB
5.61 *1993Mazda RX-7
5.61 *1993McLaren F1
5,63 *1991Opel Calibra
5,64 *1990Bugatti EB110
5,71 *1990Honda CR-X
5,74 *2002Acura NSX
5,76 *1968Toyota 2000GT
5,88 *1990Nissan 240SX
5,86 *2001Audi A2 1,2 TDI 3L
5,91 *1986Citroën AX
5.92 *1994Porsche 911 Speedster
5.95*1994McLaren F1
6.00 *2011Lamborghini Aventador S
6.00 *1992Subaru SVX
6.06 *2003Opel Astra Coupe Turbo
6.08 *2008Nissan GT-R
6,13 *1991Acura NSX
6,15 *1989Suzuki Swift GT
6,17 *1995Lamborghini Diablo
6,19 *1969Porsche 914
6,22010Toyota Prius
6.22012Tesla Model S
6.24 *2004Toyota Prius
6.27 *1986Porsche 911 Carrera
6,27 *1992Chevrolet Corvette
6,35 *1999Lotus Elise
6,72010Chevrolet Volt
6,77 *1995BMW M3
6,79 *1993Corolla DX
6,81 *1989Subaru Legacy
6.96 *1988Porsche 944 S
7.02013Mercedes-Benz CLA250
7.02 *1992BMW 325 I
7.10 *1978Saab 900
7.13 *2007SSC Ultimate Aero
7,31 *2015Mazda3
7,48 *1993Chevrolet Camaro Z28
7,57 *1992Toyota Camry
7,82012Nissan Leaf SL
8,70 *1990Volvo 740 Turbo
8.71*1991Buick LeSabre Limited
9.54*1992Chevrolet Caprice Универсал
10.7*1992Chevrolet S-10 Blazer
11.63 *1991Jeep Cherokee
13.10 *1990Range Rover Classic
13,76 *1994Toyota T100 SR5 4x4
14,52*1994Toyota Land Cruiser
17,43 *1992Land Rover Discovery
18,03 *1992Land Rover Defender 90
18.06*1993Hummer H1
20.24 *1993Land Rover Defender 110
26.32*2006Hummer H2
Прижимная сила

Прижимная сила описывает давление вниз, создаваемое аэродинамическими характеристиками автомобиля, которое позволяет ему быстрее преодолевать поворот, удерживая автомобиль на рельсах или дорожной поверхности. Некоторые элементы, увеличивающие прижимную силу транспортного средства, также увеличивают сопротивление. Очень важно создать хорошую аэродинамическую силу, направленную вниз, потому что она влияет на скорость и тягу автомобиля.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
На Викискладе есть материалы, связанные с аэродинамикой дорожных транспортных средств.
Последняя правка сделана 2021-06-12 19:23:55
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте