Дастури аэродинамика

Муҳимтарин омилҳое, ки ба муқовимати ҳавоии воситаи нақлиёт таъсир мерасонанд

Муқовимати пасти ҳаво ба кам кардани сарфи сӯзишворӣ кӯмак мекунад. Бо вуҷуди ин, дар ин замина барои рушди васеъ ҷой ҳаст. Агар, албатта, мутахассисони аэродинамика бо андешаи тарроҳон розӣ шаванд.

"Аэродинамика барои онҳое, ки мотосикл сохта наметавонанд". Ин суханонро Энцо Феррари дар солҳои шаст гуфта буд ва муносибати бисёр тарроҳони замонро ба ин тарафи технологии мошин ба таври возеҳ нишон медиҳад. Аммо, танҳо пас аз даҳ сол буд, ки бӯҳрони аввалини нафт рух дод, ки тамоми системаи арзишашонро ба куллӣ тағйир дод. Замоне, ки тамоми қувваҳои муқовимат ҳангоми ҳаракати мошин ва хусусан он қудратҳое, ки ҳангоми гузаштан аз қабатҳои ҳаво ба вуҷуд меоянд, бо ҳалли васеи техникӣ, аз қабили зиёд кардани ҷойивазкунӣ ва қувваи муҳаррикҳо, новобаста аз миқдори сӯзишворӣ, бартараф карда мешаванд истеъмол карда мешаванд, мераванд ва муҳандисон ба ҷустуҷӯи роҳҳои самарабахши расидан ба ҳадафҳои худ шурӯъ мекунанд.

Дар айни замон, омили технологии аэродинамикаро қабати ғафси ғубори фаромӯшӣ фаро гирифтааст, аммо барои тарроҳон ин чизи нав нест. Таърихи технология нишон медиҳад, ки ҳатто дар солҳои 77-ум, ақлҳои пешрафта ва ихтироъкор, ба монанди Эдмунд Румплери олмонӣ ва Маҷористон Пол Ярай (ки Татра TXNUMX барҷастаро офаридааст), сатҳҳои содда ташкил карда, ба муносибати аэродинамикӣ ба бадани мошин асос гузоштанд тарроҳӣ Пас аз онҳо мавҷи дуюми мутахассисони аэродинамикӣ, ба монанди Барон Рейнхард фон Кенич-Факсенфелд ва Вунибалд Кам, ки идеяҳои худро дар XNUMXs таҳия карданд, пайравӣ карданд.

Ба ҳама маълум аст, ки бо афзоиши суръат маҳдудияте ба миён меояд, ки аз он муқовимати ҳаво омили муҳим барои рондани мошин мегардад. Эҷоди шаклҳои аз ҷиҳати аэродинамикӣ оптимизатсияшуда метавонад ин маҳдудиятро ба таври назаррас боло бардорад ва бо номи омили ҷараёни Cx ифода карда мешавад, зеро арзиши 1,05 дорои як куби перпендикуляр ба ҷараёни ҳаво мебошад (агар он дар баробари меҳвари худ 45 дараҷа гардиш карда шавад, то ҷараёни боло ҳаракат кунад. канор то 0,80 кам мешавад). Аммо, ин коэффитсиент танҳо як қисми муодилаи муқовимати ҳаво аст - шумо бояд андозаи майдони фронталии мошинро (A) ҳамчун унсури муҳим илова кунед. Аввалин вазифаҳои аэродинамикҳо эҷод кардани сатҳҳои тоза, аз ҷиҳати аэродинамикӣ самаранок аст (омилҳои онҳо, тавре ки мо мебинем, дар мошин бисёранд), ки дар ниҳоят ба коэффисиенти пасти ҷараёни об оварда мерасонад. Андозаи охирин нақби шамолро талаб мекунад, ки сохтори гаронбаҳо ва ниҳоят мураккаб аст - мисоли ин нақбест, ки соли 2009 ба истифода дода шудааст. BMW, ки ба ширкат 170 миллион евро арзиш дошт. Дар он вентилятори азим не, ки он кадар кувваи электрро сарф мекунад, ки ба станцияи алохидаи трансформатор эхтиёч дорад, балки стенди аник, ки тамоми куввахо ва лахзахоеро чен мекунад, ки реактивии хаво ба автомашина мерасонад. Вазифаи у аз он иборат аст, ки тамоми таъсири мутакобилаи машина бо чараёни хаво бахо дода, ба мутахассисон барои омухтани хар як деталь ва тагьир додани он ёрй расонад, то ки он на танхо дар чараёни хаво самарабахш бошад, балки мувофики хохиши конструкторон хам бошад. . Асосан, ҷузъҳои асосии кашолакунӣ, ки мошин бо он дучор мешавад, аз вақте ки ҳаво дар пешаш фишурда мешавад ва тағир меёбад ва муҳимтар аз он - аз нооромии шадид дар паси он бармеояд. Минтақаи фишори паст вуҷуд дорад, ки майл ба кашидани мошин аст, ки дар навбати худ бо таъсири гирдоби сахт омехта мешавад, ки онро аэродинамикҳо "ҳаяҷони мурда" низ меноманд. Бо сабабҳои мантиқӣ, пас аз моделҳои вагонҳо, сатҳи вакуум баландтар аст, ки дар натиҷа коэффициенти истеъмол бад мешавад.

Омилҳои кашолакунии аэродинамикӣ

Охирин на танҳо аз омилҳое, ба монанди шакли умумии мошин, балки ба қисмҳо ва сатҳи мушаххас низ вобаста аст. Дар амал шакл ва таносуби умумии мошинҳои замонавӣ 40 дарсади муқовимати умумии ҳаворо ташкил медиҳад, ки чоряки онро сохтори сатҳи ашё ва хусусиятҳо ба монанди оина, чароғҳо, рақами давлатӣ ва мавҷгир муайян мекунад. 10% муқовимати ҳаво аз он иборат аст, ки тавассути вентилятсияҳо ба тормозҳо, муҳаррикҳо ва трансмиссия мегузарад. 20% натиҷаи гирдоби дар тарҳҳои гуногуни фарш ва суспензия, яъне ҳама чизест, ки дар зери мошин рӯй медиҳад. Ва аз ҳама ҷолиб он аст, ки 30% муқовимати ҳаво аз ҳисоби гирдобиҳо дар атрофи чархҳо ва болҳо ба вуҷуд меояд. Намоиши амалии ин ходиса инро равшан нишон медихад — суръати чараён аз 0,28 дар як мошин хангоми баровардани чарххо ва баста шудани вентиляторхо ба 0,18 меафтад. Тасодуфӣ нест, ки ҳама мошинҳои ҳайратангези паст - ба монанди аввалин Insight of Honda ва мошини барқии GM EV1 - панҷараҳои пушти пинҳон доранд. Шакли умумии аэродинамикӣ ва канори пӯшида, аз сабаби он, ки муҳаррики барқ ​​​​ҳавои зиёди хунуккуниро талаб намекунад, ба тарроҳони GM имкон дод, ки модели EV1-ро бо омили ҷараёни ҳамагӣ 0,195 таҳия кунанд. Tesla Model 3 дорои Cx 0,21. Барои кам кардани гирдоби чарххо дар мошинхои дорой двигательхои дарунсўз, ба ном. «Пардахои хавой» дар шакли чараёни тунуки амудии хаво аз дари бампери пеш нигаронида шуда, дар гирди чарххо вазанда ва гирдобихоро устувор мегардонанд, чараёни двигатель бо пардахои аэродинамики махдуд шуда, поёни он пурра баста мешавад.

Чӣ қадаре ки қиматҳои қувваҳое, ки аз ҷониби стенд чен карда мешаванд, Cx хурдтар бошад. Он одатан бо суръати 140 км/соат чен карда мешавад - масалан, арзиши 0,30 маънои онро дорад, ки 30 дарсади ҳавои аз он гузаштани мошин ба суръати он суръат мегирад. Дар мавриди пеш, хондани он тартиби хеле соддаро талаб мекунад - барои ин контурҳои берунии мошин ҳангоми аз пеш дидан бо лазер тасвир карда мешаванд ва майдони пӯшида бо метри мураббаъ ҳисоб карда мешавад. Пас аз он ба омили ҷараён зарб карда мешавад, то муқовимати умумии ҳавои мошин дар метри мураббаъ ба даст ояд.

Бозгашт ба нақшаи таърихии ривояти аэродинамикии мо, мо мефаҳмем, ки таъсиси сикли стандартии ченкунии истеъмоли сӯзишворӣ (NEFZ) дар соли 1996 воқеан дар эволютсияи аэродинамикии мошинҳо нақши манфӣ бозид (ки дар 7s ба таври назаррас пешрафт кардааст). )^роки омили аэродинамикй аз сабаби кутохмуддати харакати тезу тунд кам таъсир мерасонад. Сарфи назар аз кам шудани коэффи-циенти истеъмол дар давоми солхо, зиёд шудани гадми автомобильхои хар як класс боиси зиёд шудани майдони фронталй ва аз ин ру, ба зиёд шудани му-кобилати хаво мегардад. Мошинҳо ба монанди VW Golf, Opel The Astra ва BMW 90 Series нисбат ба пешгузаштагони худ дар солҳои 90 муқовимати ҳавои баландтар доштанд. Ин тамоюлро моделҳои таъсирбахши SUV бо майдони калони пеши худ ва бадтар шудани танзим мусоидат мекунанд. Ин навъи нақлиёт асосан барои вазни зиёдаш танқид карда мешавад, аммо дар амал ин омил бо афзоиши суръат аҳамияти нисбӣ надорад - ҳангоми рондан дар берун аз шаҳр бо суръати тақрибан 50 км / соат, ҳиссаи муқовимати ҳаво тақрибан аст. 80 фоиз, дар суръати шоҳроҳ он то XNUMX фоиз аз муқовимати умумии мошин дучор мешавад.

Туби аэродинамикӣ

Намунаи дигари нақши муқовимати ҳаво дар кори мошин як модели маъмулии Smart City мебошад. Як мошини дуҷой метавонад дар кӯчаҳои шаҳр чусту чолок бошад, аммо кузови кӯтоҳ ва мутаносиби он аз нуқтаи назари аэродинамикӣ хеле бесамар аст. Дар пасманзари вазни кам муқовимати ҳаво ба як унсури муҳимтар табдил меёбад ва бо Смарт он дар суръати 50 км / соат таъсири қавӣ дорад.Тааҷҷубовар нест, ки сарфи назар аз тарҳи сабук, он ба интизориҳо мувофиқат накард. арзиши нисбатан паст.

Бо вуҷуди ин, сарфи назар аз камбудиҳои Смарт, муносибати ширкати волидайнии Мерседес ба аэродинамика намунаи равиши методӣ, пайваста ва фаъол ба раванди эҷоди шаклҳои ҷолиб аст. Метавон гуфт, ки натиљаи сармоягузорї дар тунелњои бодї ва зањмат дар ин самт махсусан дар ин корхона ба назар мерасад. Мисоли барҷастаи таъсири ин раванд он аст, ки S-Class (Cx 0,24) нисбат ба Golf VII (0,28) камтар муқовимати ҳаво дорад. Дар ҷустуҷӯи фазои бештари дохилӣ, шакли модели паймон майдони хеле калони фронталиро ба даст овардааст ва коэффисиенти ҷараён нисбат ба синфи S аз сабаби дарозии кӯтоҳтараш бадтар аст, ки имкон намедиҳад, ки сатҳи ҳамвор ва бисёр Бештар. - аллакай аз сабаби гузариши шадид аз паси, мусоидат ба ташаккули гирдоби. Бо вуҷуди ин, VW мутмаин аст, ки насли оянда Голф муқовимати ҳаво ба таври назаррас камтар хоҳад дошт ва паст ва содда карда мешавад. Камтарин омили истеъмоли сӯзишворӣ, ки 0,22 барои як мошини ICE сабт шудааст, Mercedes CLA 180 BlueEfficiency мебошад.

Афзалияти мошинҳои барқӣ

Намунаи дигари аҳамияти шакли аэродинамикӣ дар заминаи вазн моделҳои муосири гибридӣ ва ҳатто бештар воситаҳои нақлиёти барқӣ мебошанд. Масалан, дар мавриди Prius, зарурати тарҳи хеле аэродинамикӣ низ аз он иборат аст, ки ҳангоми зиёд шудани суръат самаранокии нерӯи барқи гибридӣ ба таври назаррас коҳиш меёбад. Дар мавриди мошинҳои барқӣ, ҳама чизи марбут ба афзоиши масофа дар режими барқӣ ниҳоят муҳим аст. Ба гуфтаи коршиносон, кам кардани вазн 100 кг масофаи мошинро танҳо якчанд километр зиёд мекунад, аммо аз тарафи дигар, аэродинамика барои мошини электрикӣ аҳамияти аввалиндараҷа дорад.

Якум, аз он сабаб, ки вазни баланди ин мошинҳо имкон медиҳад, ки як қисми энергияи барои барқароршавӣ истифодашударо барқарор кунанд ва дуюм, аз он сабаб, ки моменти баланди муҳаррики электрикӣ ба шумо имкон медиҳад, ки таъсири вазнро ҳангоми оғозёбӣ ҷуброн кунед ва самаранокии он паст мешавад. бо суръати баланд ва суръати баланд. Гайр аз ин, ба электроникаи энергетики ва мотори электрикй хавои хунуккуниро камтар талаб мекунад, ки ин имкон медихад, ки дар пеши мошин ку-шода шавад, ки ин, чунон ки мо аллакай кайд кардем, сабаби асосии бад шудани чараёни гирду атрофи бадан мебошад. Унсури дигари ҳавасмандии конструкторҳо барои эҷоди шаклҳои аз ҷиҳати аэродинамикӣ самараноктар дар моделҳои гибридии плагини имрӯза ин режими ҳаракат бидуни шитоб танҳо бо ёрии муҳаррики электрикӣ ё ба истилоҳ мебошад. бодбонӣ. Баръакси қаиқҳои бодбондор, ки истилоҳ аз куҷо меояд ва бояд шамол қаиқро ҳаракат диҳад, мошинҳои электрикӣ масофаро зиёд мекунанд, агар мошин муқовимати ҳаво камтар дошта бошад. Эҷоди шакли аз ҷиҳати аэродинамикӣ оптимизатсияшуда роҳи аз ҳама сарфакоронаи кам кардани сарфи сӯзишворӣ мебошад.

Матн: Георгий Колев

Коэффитсиенти истеъмоли баъзе мошинҳои машҳур:

Мерседес симплекс

Истеҳсоли 1904, Cx = 1,05

Rumpler Tropfenwagen

Истеҳсоли 1921, Cx = 0,28

Модели Форд Т.

Истеҳсоли 1927, Cx = 0,70

Модели таҷрибавӣ Кам

Истеҳсоли 1938, Cx = 0,36

Мерседес мошин

Истеҳсоли 1938, Cx = 0,12

VW автобус

Истеҳсоли 1950, Cx = 0,44

VW "сангпушт"

Истеҳсоли 1951, Cx = 0,40

Панҳард Дина

Истеҳсоли 1954, Cx = 0,26

Porsche 356

Истеҳсоли 1957, Cx = 0,36

MG EX 181

Истеҳсоли 1957, Cx = 0,15

Citroen DS 19

Истеҳсоли 1963, Cx = 0,33

NSU Sport Prince

Истеҳсоли 1966, Cx = 0,38

Мерседес С 111

Истеҳсоли 1970, Cx = 0,29

Фурӯши Volvo 245

Истеҳсоли 1975, Cx = 0,47

Ауди 100

Истеҳсоли 1983, Cx = 0,31

Mercedes W 124

Истеҳсоли 1985, Cx = 0,29

Toyota Prius 1

Истеҳсоли 1997, Cx = 0,29