Самый аэродинамичный автомобиль ваз

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.10.2024

Аэродинамические испытания ВАЗ-2110

Начало теста для команды Тимерхан Восток-Лада выдалось весьма драматичным. Тольяттинцы чуть было не потеряли свою машину!

Дело было так. Желтый болид Виталия Дудина, который прибыл в Дмитров первым, был аккуратно сгружен с прицепа, чисто вымыт и приведен механиками команды в состояние полной боевой готовности. В моторном отсеке были сняты все защитные чехлы, установлены на место патрубки подвода воздуха к тормозным дискам, выставлено рабочее давление в шинах. Тольяттинцы и антенну на крыше закрепили — чтобы все было «как в жизни».

После кропотливой и неспешной процедуры измерения миделя (площади поперечной проекции) автомобиль перекатили в рабочую часть трубы на платформу прецизионных весов. Теперь машину надо зафиксировать, затянув стояночный тормоз и включив первую передачу, — что два механика команды и сделали, для верности по очереди нырнув внутрь машины. Можно начинать!

Плавно увеличивая частоту вращения гигантского вентилятора, оператор аэродинамической трубы постепенно увеличивает скорость воздушного потока: 10 метров в секунду, 20, 30. Но внезапно под растущим напором воздуха машина поползла назад! Хорошо, что наблюдатели вовремя среагировали, и оператор успел остановить разгон вентилятора. Иначе сдуло бы «десятку»! В Дмитрове помнят случай, когда «улетел» Ford Transit: автомобиль так приложило о решетку в конце трубы, что его потом собирали по частям.

После того, как эмоции поулеглись, выяснилось, что все дело в конструкции гидравлического «ручника». И включается, и выключается он одинаково — однократным подъемом рукоятки. Поэтому после того, как первый механик «ручник» включил, второй таким же движением его выключил! И машина оказалась только на передаче.

Красно-белый болид ЛУКОЙЛ Рейсинг, на котором выступает первый пилот московской команды Николай Мезенцев, был продут без подобных сюрпризов. Любопытно, что лукой-ловцы, помимо обычных приготовлений, еще и заклеили скотчем щели между дверьми и кузовными панелями. Неужели они это делают перед каждой гонкой? «Конечно!» — без колебаний ответили москвичи. И чуть менее уверенно добавили: «Если время позволяет. »

Кокова аэродинамика кольцевых болидов? За рубежом эти данные тщательно скрывают, а у нас. А у нас этого попросту никто не знает! Ведь пока ни одна из отечественных команд не «продувала» свои машины в аэродинамической трубе. Поэтому немудрено, что две команды российского «кольца» -Тимерхан Восток-Лада из Тольятти и ЛУКОЙЛ Рейсинг из Москвы - сразу согласились на аэродинамическую дуэль своих автомобилей, построенных на базе «десятки» для участия в гоночной серии Туризм-1600.

Действие подъемной силы на заднюю ось автомобилей

А теперь взгляните на результаты измерений. Во-первых, величина Сх у кольцевых болидов оказалась на одном уровне со стандартной «десяткой». Во-вторых, по этому параметру победа — у лукойловской машины: ее коэффициент аэродинамического сопротивления (0,345) практически один в один совпадает с характеристикой стандартной «десятки» и почти на 10% меньше, чем у машины из Тольятти (0,376). А это значит, что на кузов красно-белого болида Мезенцева действует меньшая сила лобового сопротивления, и при прочих равных условиях он сможет развить более высокую скорость.

Но величина Сх — лишь одна сторона медали. А как обстоят дела с подъемной силой? Ведь для спортивного болида это ничуть не менее важно. Именно дополнительный прижим машины к полотну трассы может позволить гонщику с большей скоростью проходить повороты. Естественно, у обоих спортивных автомобилей действующая подъемная сила оказалась намного меньше, чем у стандартного ВАЗ-2110.

Съемная поперечная планка (показана стрелкой) на задней кромке антикрыла тольяттинской машины создает дополнительный подпор воздуха на его рабочей плоскости, значительно уменьшая подъемную силу

Аэродинамические характеристики автомобилей,
предназначенных для участия в шоссейно-кольцевых гонках

ВАЗ-21103 Тимерхан Восток-Лада

ВАЗ-21103 ЛУКОЙЛ Рейсинг

Площадь миделя, м2

Сила лобовогосопротивления Рх, И

Коэффициент аэродинамического сопротивления Сх

Подъемная сила, действующая на заднюю ось Pz2, Н

Момент крена Мх (при угле поворота платформы 15̊), Нм

Поворачивающий момент М2 (при угле поворота платформы 15°),

Выдержка из технических требований к легковым автомобилям, подготовленным для участия в кольцевых гонках в зачетной группе Туризм-1600.

Пункт 5.7.2. Внешний вид.

- Бамперы могут быть заменены деталями, имеющими омологацию РАФ и не выступающими за контур автомобиля при виде сверху.

- Разрешается установка аэродинамических приспособлений ниже горизонтальной плоскости, проходящей через центр ступиц колес. Эти аэродинамические приспособления не должны выступать за периметр стандартного автомобиля, видимый сверху.

- Разрешается устанавливать заднее аэродинамическое приспособление, имеющее омологацию РАФ и не выступающее за габариты кузова на видах спереди и сзади. Площадь таких приспособлений на виде сбоку не должна превышать 800 см2.

Оценить влияние задних анти-крыльев на изменение подъемной силы оказалось несложно. Кстати, их конструкции у болидов различны. У автомобиля из Тольятти оно с фиксированным углом атаки. А для изменения прижимной силы предусмотрена съемная поперечная планка, которая создает дополнительный подпор воздуха на рабочей плоскости антикрыла. Как оказалось, это нехитрое устройство вполне работоспособно: без планки прижим задней оси машины к дороге уменьшается, зато лобовое сопротивление при этом заметно снижается. А вот антикрыло лукойловской «десятки» с изменяемым углом атаки специалисты дмитровской трубы признали малоэффективным и очень удивились его необычному ковшеобразному профилю. Но главное, что антикрыло частично попадает в «аэродинамическую тень» крыши. Поэтому и изменение угла атаки здесь практически ничего не дает.

А вот корректно оценить эффективность передних спойлеров нам, к сожалению, не удалось, и вот почему. Во всех аэродинамических трубах, аналогичных по конструкции дмитровской, существует проблема так называемого пограничного слоя. Ее суть в том, что поток воздуха вблизи пола замедляется из-за трения, и это в значительной степени искажает картину обтекания элементов автомобиля, расположенных на высоте 100—110 мм от поверхности пола. При продувке обычных автомобилей с дорожным просветом140 мм и выше эффектом пограничного слоя обычно пренебрегают. Но на гоночных машинах передние спойлеры расположены очень низко — всего в 60—70 мм от дорожного полотна. И, увы, при продувке в обычной трубе они оказываются в пограничном слое.

Антикрыло на лукойловской «десятке» расположено слишком низко, поэтому его эффективность мало

Андрей Рузанов Автор дизайна автомобиля команды Тимерхан Восток-Лада:

- У меня уже есть опыт аэродинамических исследований — в начале 90-X я работал на ВАЗе в составе дизайнерской группы, ответственной за разработку внешности «десятки». Тогда мы провели в аэродинамической трубе Дмитровского полигона сотни часов — «продували» макеты, много экспериментировали, зачастую прямо в трубе. Жаль, что многие найденные тогда действительно интересные решения так и не пошли в серию.

Приступая по заказу команды Тимерхан Восток-Лада к созданию облика шоссейно-кольцевой «десятки», я постарался решить несколько задач. Во-первых, нужно было аэродинамически «облагородить» передний бампер и разработать эффективное антикрыло на крышке багажника. А во-вторых, я не хотел забывать о внешнем виде и постарался привнести в облик спортивной машины побольше динамизма и индивидуальности. Да и о жестких требованиях технического регламента нельзя было забывать — иначе автомобиль не допустят к соревнованиям.

В перспективе я хочу продолжить работу со спортивной машиной и более детально проработать элементы ее обвеса. Тут масса возможностей: ведь по-хорошему для каждой трассы необходимо отдельно подбирать размер и угол атаки переднего спойлера, положение антикрыла, «продувать» машины до начала сезона в аэродинамической трубе. Проблема в том, что бюджет ни одной из команд, участвующих в чемпионате России по шоссейно-кольцевым гонкам, не вынесет расходов на проведение полноценных аэродинамических исследований. Думаю, что, как только такие возможности появятся, скорости на трассах возрастут.

С этим борются по-разному. Например, в трубе Porsche воздух пограничного слоя отсасывают вниз, что почти восстанавливает скорость протекания потока вблизи пола. Специалисты трубы английского полигона MIRA, услугами которой, кстати, пользуются некоторые команды Формулы З000, поступают иначе. На точно рассчитанном расстоянии перед автомобилем они устанавливают на полу стальную пластину-турбулизатор, которая завихряет нижнюю часть воздушного потока, сводя к минимуму влияние пограничного слоя. А самым действенным вариантом является бегущая дорожка — такое дорогостоящее решение используют в своих трубах команды Формулы-1.

До нынешней «дуэли» в трубе Дмитровского автополигона с проблемой пограничного слоя сталкивались лишь однажды, когда в начале 90-х годов продували болид Восток-1600. Может быть, теперь картина изменится? Ведь инженеры обеих ко-манд-дуэлянтов отнеслись к результатам нашего теста с огромным интересом. Для них аэродинамика собственных машин — все еще terra incognita. А ведь при весьма близкой степени форсировки гоночных моторов у ведущих команд настройка обтекаемости машин может стать решающим условием победы.

Между прочим, несмотря на худшую обтекаемость желтого болида, на трассах чемпионата России по шоссейно-кольцевым гонкам тольяттинский пилот Виталий Дудин был чуть быстрее, чем Николай Мезенцев. Поэтому можно осторожно предположить, что уменьшение подъемной силы, а значит, и устойчивость в быстрых поворотах, для кольцевого болида все-таки важнее. Впрочем, многое здесь зависит от характера трассы, состояния покрытия и еще массы факторов. Поэтому ведущие зарубежные команды, особенно выступающие в классах различных «формул», уделяют аэродинамике огромное внимание. И под разные трассы подбирают разные аэродинамические настройки машины.

Кстати, в итоговом протоколе чемпионата Дудин оказался на строчку ниже Мезенцева: техника подвела.

Начиная работу над нашей машиной, мы собрали стопку российских и зарубежных автожурналов и стали изучать фотографии спортивных автомобилей. Больше всего нам понравился стиль машин британского чемпионата ВТСС. Его и приняли за основу нашего обвеса — сначала для «восьмерки», а теперь и для «десятки».

Со спойлерами и порогами было просто. Сначала сделали несколько эскизов на бумаге, а затем воплотили в пластике тот вариант, который показался наиболее удачным директору нашей команды.

А вот с задним антикрылом вышла заминка — никак не могли выбрать его форму и размер. Решение пришло неожиданно.. Бросив взгляд на выступавшую в прошлом году в составе нашей команды Хонду Аккорд, мы заметили, что линии заднего стекла и крышки багажника у этой машины очень похожи на «десяточные». И действительно, антикрыло от Prodrive отлично вписалось в облик ВАЗ-2110! Вышло не только красиво, но и недорого.

Но, по нашему мнению, наибольшую эффективность для кольцевой машины приносит не игра углами атаки антикрыльев, а грамотное использование «граунд-эффекта» — прижима автомобиля к дороге за счет разрежения воздушного потока под машиной. Специально для этого мы не просто сделали днище автомобиля гладким, но и тщательно выверили размеры накладок на порогах и диффузора под задним бампером.

А проверку результатов нашей работы мы проводим с помощью телеметрии. Используя датчики в подвеске, мы убедились, что кузов автомобиля с доработанным днищем действительно лучше прижимается к полотну трассы. И, конечно же, прислушиваемся к отзывам гонщиков. Например, по их просьбе сейчас разрабатываем модификацию переднего спойлера для медленных или мокрых трасс. На его углах мы разместим по одной или по две дополнительных горизонтальных плоскости, которые должны помочь прижать передок машины к полотну трассы.

А к следующему сезону будем строить новый автомобиль. Хотя вряд ли его внешность сильно изменится. Мы — за преемственность стиля.

Нас не догонят!

Многие из нас не задумываясь считают обтекаемым тот автомобиль, который таковым выглядит. И ошибаются. У весьма динамичного внешне ВАЗ-2109 коэффициент аэродинамического сопротивления чуть меньше, чем у «Жигулей», и больше, чем у коротенькой угловатой «Оки». У древней «Победы» такой же, как у ВАЗ-2106. Даже у стремительного на вид «Святогора» с точки зрения аэродинамики весьма неудачный задок. Срыв потока происходит как раз по нижней кромке двери, наклоненной на 27°. В итоге заднее стекло чистое, но коэффициент сопротивления наихудший из возможных.

Первый отечественный автомобиль, к которому инженеры подошли со всей серьезностью еще на этапе разработки макета — ВАЗ 2110. В результате на высоких скоростях «десятка» разгоняется гораздо охотнее «девятки» с таким же двигателем, а экономия топлива очевидна даже на глаз.

Чтобы снизить сопротивление воздуха, надо свести к минимуму лобовую площадь или коэффициент обтекаемости. Лобовая площадь уже устоялась и меняется в зависимости от класса машины примерно от 1,5 до 2,5 м2. Уменьшить ее можно, разве что усадив пассажиров в затылок друг другу. Хорошо, если их будет два. А пятерых гуськом? Как ни крути, остается обтекаемость. Существует несколько разновидностей, разбитых по осям координат. Поскольку автомобиль обычно движется вперед, конструкторов интересует прежде всего та, что идет вдоль оси машины, по координате «х». Потому коэффициент обтекаемости так и называется — Сх.

Чтобы уяснить, что это такое, разберемся, из чего складывается воздействие воздуха на автомобиль. До 13% всех потерь вносит сопротивление выступов. Это любая выступающая часть машины (зеркало, антенна, брызговики, дверные ручки и т.д.). Именно поэтому на современных машинах нет ни форточек, ни водосточных желобков. Внутреннее сопротивление съедает до 10% всех потерь. Создается при прохождении воздуха через систему охлаждения и вентиляцию. Снизить его без ущерба для двигателя и комфорта невозможно.

«Прилипанию» струй воздуха к поверхности кузова (сопротивление трения) принято отводить до 11% потерь. Действует только в очень тонкой, прилежащей к стенкам зоне, называемой пограничным слоем, и потому зависит от качества покраски автомобиля. Сопротивление трения грязной машины может быть в 2–4 раза больше, чем свежевымытой.

Разность давлений на верхнюю и нижнюю части кузова называют индуктивным сопротивлением. Это сила, которая стремится оторвать машину от дороги. Ее доля — около 8%.

Самый большой вклад (до 58% всех потерь) приходится на профильное сопротивление, задаваемое самой формой кузова. Поскольку автомобиль движется, воздух перед ним уплотнен. Поток, идущий по верхней части кузова, многократно отрывается от него, создавая области пониженного давления. В задней части поток окончательно отрывается. Там образуется мощный вихревой след и область больших отрицательных давлений. Именно совершенствованием формы кузова и достигают наибольшего снижения Сх.

К сожалению, обтекаемость формы кузова расчету не поддается. Все знания о воздушном сопротивлении получены экспериментально, обдувом в аэродинамических трубах.

Передняя часть автомобиля должна быть низкая и широкая, без острых углов, чтобы не было отрыва потоков воздуха. Оптимальный наклон ветрового стекла 48–55°. Больший угол улучшает аэродинамику незначительно.

Наибольшее влияние на коэффициент обтекаемости оказывает задняя часть автомобиля по той простой причине, что там поток обрывается и — главное — образуются завихрения. Эти самые завихрения и приносят основные потери, причем наибольшее влияние на Сх оказывает угол наклона задней части. На графике показано влияние этого угла на коэффициент сопротивления воздуха и положение линии отрыва. На автомобилях с круто срезанной задней частью, с углом от 40 до 90 градусов, линия отрыва идет по задней кромке крыши, и вихри не возникают.

Если наклон уменьшать, то можно получить граничное значение угла, при котором линия отрыва переходит с кромки крыши на нижнюю кромку наклонной поверхности задка. Образуются два вращающихся вовнутрь продольных вихря, которые порождают сильное разрежение.

Дальнейшее уменьшение наклона задка вновь снижает аэродинамическое сопротивление, поскольку продольные вихри ослабляются. При угле в 23° получается значение Cв=0,40, такое же, как у автомобиля с круто срезанной задней частью. Наилучший угол с точки зрения аэродинамики близок к 10°, однако по соображениям компоновки и безопасности так сильно наклонить стекло невозможно.

Противотуманки, фартуки, длинная антенна, намордники с кокетливыми ушками и багажник на крыше могут поднять Сх обычной «шестерки» с 0,46 до 0,58, а то и больше.

Несведущий в аэродинамике может поверить, что пластиковые дефлекторы на передней кромке капота сдувают комаров с ветрового стекла. На самом деле эта «мухобойка» своими острыми краями лишь завихряет воздух, и больше ничего. Другая модная безделушка — дефлектор на вентиляционные отверстия — будет работать лучше, если. его перевернуть задом наперед. Антикрыло почему-то чаще всего устанавливают в зоне аэродинамической тени. Возможно, так красивее, но толку никакого. За редким исключением, любой обвес несет лишь одну функцию: кроме расходов за покупку и установку, он заставит раскошелиться за лишние литры бензина.

Аэродинамический тест Ваз 2110,2111,2112.

Чтобы ответить на этот вопрос, были проведены тесты в аэродинамической трубе Дмитровского полигона, в котором участвовали три автомобиля: седан ВАЗ 2110, универсал ВАЗ 2111 и хэтчбек ВАЗ 2112.

Для того, чтобы результаты тестов были наиболее точными, было решено сравнивать разные типы кузовов машин одного "десятого" семейства (дизайн выполнен в одном стиле). Кроме того, все тестируемые автомобили имели одинаковую комплектацию (стальные штампованные диски, брызговики и т.д.).

Одним из важных параметров аэротрубы является коэффициент аэродинамического сопротивления Сх. Это безразмерная величина, отражающая отношение силы сопротивления воздуха движению автомобиля к силе сопротивления движению цилиндра.
Чем меньше Cx, тем лучше проработана аэродинамика автомобиля. Для современных автомобилей Cx < 0,3.

Обтекаемость седана.

Аэродинамический тест седана показал, что его коэффициент аэродинамического сопротивления Сх находится между хэтчбека и универсала. Проигрывает хэтчбеку из-за небольшой зоны разрежения, возникающей над крышкой багажника, а обходит универсал из-за меньшей зона пониженного давления в задней части кузова.

Поворачивающий момент Mz у седана ВАЗ 2110 является самым большим, что говорит о том, что его устойчивость на дороге будет хуже, чем у соперников.

Параметры аэродинамических характеристик можно изменить путем установки различных аэродинамических обвесов.

Обтекаемость универсала.

Аэродинамический тест универсала показал, что его обтекаемость заметно хуже, чем у седана. (Сх 0,347 против 0,381). Почему так ? При движении за автомобилем возникает зона разрежения, которая зависит от вертикальной задней части автомобиля. Чем больше эта часть, тем больше зона пониженного давления и тем сильнее машину оттягивает назад и увеличивает Cx.

Что интересно, на моменте проектировки универсала, дизайнеры АвтоВаза могли выбрать более удачный вариант заднего спойлера в виде дефлектора, который отсекает часть воздуха с крыши на дверь багажника. Этот дефлектор уменьшал зону разрежения, и заднее стекло становилось менее марким. Почти такой же дефлектор можно наблюдать на Volvo V70. Почему их выбор пал на более проигрышный по параметрам вариант спойлера, остается загадкой.

Благодаря большей "парусности" боковин, универсал лучше "держит дорогу" на высокой скорости, чем седан и хэтчбек. Это хорошо заметно по малому значению поворачивающего момента Mz у ВАЗ-2111.

Обтекаемость хэтчбека.

Аэродинамический тест хэтчбека показал хорошие результаты. Сх ВАЗ 2112 оказался равным 0,335, это немного меньше, чем у седана. Секрет успеха в наклоне заднего стекла хэтчбека. Оно установлено с гораздо большим наклоном, поэтому воздух стекает с машины ровно и безотрывно. Стоит заметить, что если установить задний дворник хэтчбека в вертикальное положение, то значение Сх получится немного снизить.

Поворачивающий момент хэтчбека в большей степени зависит от угла наклона заднего стекла. Если заднее стекло будет иметь угол наклона близким к универсалу, то лобовое сопротивление такой машины будет больше, чем у седана. Примером может служить VW Golf IV. А если стекло пятой двери хэтчбека будет установлено под углом, как у ВАЗ 2112, то обтекаемость будет такой же, как у седана, или лучшей.

Подъемная сила кузова

На этапе проектирования модель хэтчбека имела несколько видов антикрыльев. Некоторые были совсем небольшого размера, другие же напротив имели большую площадь крыла. В серию пошла такая аэродинамическая конструкция, которая больше снижает подъемную силу. В результате чего удалось добиться того, что подъемная сила хэтчбека ВАЗ 2112 проигрывает седану ВАЗ 2110 лишь чуть-чуть

На универсале ВАЗ 2111 действует не подъемная сала, а прижимающая. Кроме того, она хорошо распределена между передними и задними колесами. В чем причина такого успеха ?
аэродинамика крыла самолетаВесь секрет в длинной крыше. Если на лобовое стекло машины пустить тонкую струйку дыма, то получим визуализацию воздушного потока. По этой струйке хорошо заметно, как протекает воздух над седаном и хэтчбеком. Сперва взметнувшись за лобовым стеклом, он огибает крышу и падает на заднее стекло. В этой дугообразной зоне над крышей автомобиля создается разрежение, как и над крылом самолета. А под днищем, напротив образуется зона повышенного давления. Эта разница давлений согласно закону Бернулли и объясняет появление подъемных сил.

Подъемная сила универсала меньше, потому что длинная крыша универсала не позволяет воздуху создать дугу воздуха, таким образом уже не образуется такой обширной зоны разрежения.

В заключении хотелось бы отметить, что полученные соотношения аэродинамических характеристик тестируемых машин можно распространять и на другие семейства автомобилей, но только если речь будет идти о седане или универсале. Практически всегда они будут иметь худшую обтекаемость и большее значение Сх, в случае с хэтчбеком однозначных выводов сделать нельзя.

Аэродинамика. ВАЗ-2114 и ВАЗ-21103М

Мы захлопнули крышку багажника обновленной «десятки» — и из антикрыла тут же вывалился дополнительный стоп-сигнал. Да, ВАЗ в своем репертуаре… Но мы взяли на тест модернизированный ВАЗ-21103М и рестайлинговую «девятку» с индексом ВАЗ-2114 вовсе не для того, чтобы анализировать качество сборки на опытно-промышленном производстве, где пока делают эти машины. Нам интересно, насколько улучшилась аэродинамика обновленных вазовских автомобилей после рестайлинга. И улучшилась ли?

Хэтчбек ВАЗ-2114 был создан в середине 90-х годов в рамках разработки семейства Самара-2 — это «девятка» с передком от известной нам модели ВАЗ-2115 и с немного измененным дизайном задней части кузова. В те времена тольяттинская аэродинамическая труба еще не действовала, и доводку обтекаемости вазовцы вели здесь, на Дмитровском полигоне. Причем работали «по старинке» — дизайнеры загоняли в трубу обычную «девятку» и прямо на кузове лепили из пластилина разные варианты передней части капота, фальшрадиаторной решетки, переднего бампера… Задача была, как водится, компромиссной — угодить и дизайнерам, и специалистам по аэродинамике. И, конечно же, технологам — все изменения во внешности должны были производиться при неизменных основных кузовных панелях.

Мы уже исследовали аэродинамику седана ВАЗ-2115, который был создан одновременно с «четырнадцатой» (см. АР № 22, 2000). Напомним, что у обновленного седана немного снизился Сх, уменьшилась подъемная сила и заметно улучшилось ее распределение по осям. Достижения хэтчбека ВАЗ-2114 оказались аналогичными. Коэффициент лобового сопротивления Сх у обновленного хэтчбека снизился лишь чуть-чуть — 0,45 против 0,46 у обычной «девятки». Зато баланс подъемных сил изменился коренным образом! На большой скорости передок «девятки» стремится приподняться под действием возникающей немалой подъемной силы, а задние колеса, наоборот, прижимаются к дороге. В случае с обновленным хэтчбеком все иначе — суммарная подъемная сила чуть возросла, но по осям она теперь распределена равномерно. А это сулит более сбалансированное поведение автомобиля на высокой скорости.

А знаете, какой из элементов новой внешности наиболее «аэродинамически активен»? Нет, не антикрыло на крышке пятой двери. Это как раз скорее декоративный элемент — плоскость антикрыла практически не нагружается воздушным потоком, утопая в аэродинамической тени наклоненного стекла пятой двери. Округлая «мордочка» — вот что изменяет аэродинамику! Стоило чуть больше наклонить «клюв» капота, как сразу же изменилось положение так называемой точки деления набегающего воздушного потока. Меньшая его часть уходит под днище, большая — наверх на капот, на лобовое стекло и далее растекается по кузову. Именно объемное соотношение этих потоков, а также скоростей течения воздуха в них и определяют величины подъемных сил. Так как теперь наверх уходит больше воздуха, то пропала зона разрежения над капотом — и уменьшилась подъемная сила передней оси. Более быстрый поток над крышей заставил эффективнее работать кузов в роли «взлетающего» крыла — разгрузилась задняя ось.

Обновленный седан ВАЗ-21103М — это недавняя разработка ВАЗа. Соответственно, все «аэродинамические» работы по этой машине проводились в Тольятти. Что покажет продувка? Коэффициент Сх по сравнению с обычной «десяткой» снизился с 0,35 до 0,33 — модернизированный седан по этому параметру догнал хэтчбек ВАЗ-2112, который мы долгое время считали самым обтекаемым серийным отечественным автомобилем!
Но подобное улучшение было достигнуто достаточно интересным способом. Назовем его «математическим». Обратите внимание — в таблице результатов продувки силы лобового сопротивления у старой и обновленной «десяток» примерно равны. А вот площади поперечного сечения разные. У обновленной машины «мидель» заметно больше — в основном за счет расширенных передних крыльев. А ведь Сх — это производная от деления силы лобового сопротивления на площадь миделя. Делим ту же силу на большее значение площади — получаем меньший Сх.
Этот прием, кстати, достаточно распространен. Обратите внимание на Volkswagen Passat или на New Beetle. У них очень выпуклые крыши. На увеличение лобового сопротивления такое решение существенно не влияет (крыша все равно находится в зоне разрежения), а вот площадь миделя увеличивает заметно. В результате — уменьшение пресловутого Сх и увеличение пространства над головами передних седоков.

А подъемная сила у обновленной «десятки» снижена почти вдвое — при весьма благоприятном характере ее распределения по осям (опрокидывающий момент остался практически неизменным). На уменьшение отрыва передних колес «заработал» больший угол наклона новой фальшрадиаторной решетки — воздух с нее стал перетекать на капот плавнее, снижая разрежение. А на уменьшение подъемной силы задней оси благотворно повлияло антикрыло на крышке багажника. Во-первых, его плоскость нагружается ниспадающим с крыши воздушным потоком. А во-вторых, антикрыло задерживает часть воздуха перед собой, благодаря чему уменьшается зона разрежения на стыке заднего стекла и крышки багажника.
Так что в случае с модернизированной «десяткой» антикрыло — это не бутафория, а реально действующий аэродинамический элемент. Еще бы качество сборки подтянуть, чтобы стоп-сигнал не вываливался…
Справка АР. Автомобили на тест предоставил салон Автомир.

Аэродинамические характеристики автомобилей на скорости 144 км/ч ВА3-2109ВАЗ-2114Площадь фронтальной проекции, м21,881,87Сила лобового сопротивления, Н697667Коэффициент аэродинамического сопротивления Сх0,4630,445Подъемная сила, Н–653Опрокидывающий момент, Нм38198 ВА3-2110ВАЗ-21103МПлощадь фронтальной проекции, м21,931,98Сила лобового сопротивления, Н536528Коэффициент аэродинамического сопротивления Сх0,3470,333Подъемная сила, Н324190Опрокидывающий момент, Нм–206–193

7 самых несуразных концепт-каров из России

Выпустить собственный семейный минивэн в Тольятти собирались еще задолго до появления довольно странной с виду серийной полноприводной 7-местной «Надежды», построенной на базе «Нивы». В 1990 году АвтоВАЗ представил прототип однообъемника будущего. Он получил имя «Икс» и отличался весьма спорным дизайном.

ВАЗ «Х»

Концепт с большими возможностями трансформации салона получил аэродинамичный каплевидный кузов с панорамным изогнутым ветровым стеклом и низкой подоконной линией. В нем было достаточно странных решений: от частично прикрытых крыльями задних колес до головной оптики прямо в салоне на передней панели, под стеклом. Проект не получил продолжения, и информации о нем до нас дошло очень мало.

ВАЗ-2151 «Гном»

Тогда же в начале девяностых, еще до появления первых «Смартов», на АвтоВАЗе решили разработать собственный ситикар. Его прототип построили на базе укороченной «Оки». При длине 2,65 м он весил всего 500 кг, вмещал двух взрослых и пару детей. А приводился в движение мотором от ВАЗ-1111.

ВАЗ-2151 «Гном»

Несколькими годами позже в Тольятти также сделали полностью электрическую версию этой маленькой машинки с несуразными пропорциями. В 1996 году ее даже представили в рамках мотор-шоу в Турине. Но на этом эксперименты со сказочными персонажами у АвтоВАЗа не закончились.

ВАЗ «Бора»

Этот далеко не единственный прототип, построенный на агрегатах «Нивы», начали проектировать в Тольятти еще с конца восьмидесятых. Он задумывался как утилитарная машина для тружеников сельского хозяйства и коммунальных работников. Причем производить такой полноприводный псевдо пляжный внедорожник хотели из восстановленных агрегатов и узлов «Жигулей». Дебют же реального прототипа случился только в 1995 году.

ВАЗ «Бора»

Вездеход с понижающей передачей и открытым кузовом, в основе которого лежала легкая сварная рама из алюминиевого сплава, укомплектован съемным тентом. Пластиковые панели машины выглядят так, словно в их разработке не принимали участие дизайнеры. Несмотря на многообещающий потенциал и возможность продаж в ОАЭ и ряде развивающихся стран вроде Бразилии, эта машина не пошла в серию.

ВАЗ-1152 «Эльф» Электро

А это продолжение сказочной темы из Тольятти — родственник уже знакомого концепт-кара «Гном». Он представлял собой открытый пляжно-городской вариант без дверей и жесткого верха.

ВАЗ-1152 «Эльф» Электро

«Эльф» был двухместным и оснащался саратовским аккумулятором НКП-120, запаса энергии которого прототипу хватало на 110 км пути при скорости 40 км/ч. Максималка «Эльфа» составляла всего 90 км/ч. Этот прототип выглядел не менее странно, нежели «Гном».

Lada Rapan

Так уж повелось, что странный футуристический дизайн доставался в Тольятти самым новаторским проектам. Многие из них были электромобилями, как, например, дебютировавший в 1998 году «Рапан». Это был компактный 3-дверный 4-местный переднеприводный автомобильчик, с пластиковым кузовом и очень нетривиальным для АвтоВАЗа дизайном. Такой и миру показать не стыдно: его премьера состоялась на мотор-шоу в Париже.

Lada Rapan

Секрет просторного салона прототипа кроется в размерах колесной базы — 2,9 м при общей длине кузова машины 3,6 м. Интересных фишек в салоне концепта было хоть отбавляй. Передние сиденья могли поворачиваться вокруг своей оси, задние — сдвигаться продольно. Двери открывались против хода, а у руля была неподвижная ступица, в которой под прозрачным колпаком тольяттинцы уместили весь приборный щиток. Кстати, оснащался концепт все той же аккумуляторной батареей, что и «Эльф».

Автомобили с лучшей аэродинамикой | Устойчивость на дороге на высоких скоростях

Конструкторы, работающие над формой кузова, должны учитывать не только информацию инженеров, занимающихся разработкой двигателей, подвесок, дна автомобиля и изучающих зоны деформации. Аэродинамика очень важна в автомобиле, нужно все правильно рассчитать, чтобы автомобиль не взлетел, как, например, «летающий» Mercedes-Benz CLR.

Основы автомобильной аэродинамики

Задача дизайнеров - умело формировать отдельные части кузова, чтобы компенсировать зоны турбулентности и отслоения воздуха. Стоит отметить, насколько важно, чтобы различные части взаимодействовали должным образом. Только правильно подобранные соотношения между ними приводят к низкому коэффициенту сопротивления воздуха «Сх». Один из приемов, позволяющих добиться правильного обтекания крыши - это ее наклон. Увеличение наклона снижает коэффициент лобового сопротивления. Однако, когда это применяется, автомобиль имеет большую лобовую площадь, поэтому общее значение сопротивления может увеличиваться. Альтернативой является снижение линии крыши спереди и сзади, но недостатком этого будет ограничение видимости. После многих анализов некоторые конструкции этого типа запускаются в серийное производство. Самыми популярными автомобилями, использующими это решение, являются VW Passat B5 или Audi A6 C5 .

Toyota Prius III (XW30)

Приоритетом при создании автомобиля было достижение минимально возможного расхода топлива, поэтому силуэт Prius подчинен принципам аэродинамики. Клиновидная передняя часть и пологие линии крыши и двери багажного отделения делают внешний вид этого автомобиля очень футуристичным. К стилистическим «курьезам» можно отнести и разделенное заднее стекло, для улучшения обзорности в вертикальной части двери багажника установили небольшое стекло, которое, правда, довольно быстро пачкается при движении по мокрой дороге. Плюсы такой формы кузова:

Низкий расход топлива;
Маневренность;
Компактность.

Opel Calibra

Конструкторам и дизайнерам Opel удалось создать не только вневременной кузов, практически не имеющий взаимозаменяемых компонентов, но и достичь мастерства в аэродинамике. Коэффициент CX составил всего 0,26! На тот момент это был лучший результат в этой области. Достоинства автомобиля:

Дизайн кузова;
Динамика;
Качество сборки.

В 1992 году линейка была расширена самой мощной версией с 2,0-литровым двигателем с турбонаддувом мощностью 204 л.с. Автомобиль оснащался 6-ступенчатой механической коробкой передач и полным приводом. Calibra 2.0 Turbo 4x4 разгоняется до 100 км / ч за 6,8 с.

Hyundai Sonata VI (YF)

Кабина Hyundai Sonata длиной 4,8 м (с колесной базой 2,73 м) предлагает вместительность автомобиля среднего размера. В этой категории машину можно сравнить с Audi A6, Skoda Superb или Mercedes E-Class, она просторнее своих конкурентов из Японии. Низкая крыша и обтекаемый передний бампер обеспечивают неплохую аэродинамику. Какие есть двигатели?

0 MT;
0 AT;
4 AT.

Автомобиль на вторичном рынке можно приобрести с одной из трех версий двигателя. Каждый предлагает что-то совершенно другое, основной двигатель бензин с объемом 2,0 литра и 150 л.с. На холостом ходу, расходует достаточно топлива (10-14 л / 100 км). По данным каталога, до сотни разгоняется за 8,9 секунды, но в сочетании с АКПП кажется вялой.

Opel Astra K

В 1989 году Opel представил миру Calibra , спортивное купе с сенсационным Cx-фактором 0,26 . Этот результат, как показала история, нелегко достичь, потому что такие проблемы, как безопасность автомобиля, его ходовые качества, охлаждение его отдельных компонентов или конструкция, ограничивают снижение коэффициента. Но благодаря современным техническим мерам его можно улучшить, это доказали инженеры Opel, представив Astra K. Размеры нового кузова:

Длина 4370 мм.;
Ширина 1809 мм.;
Высота 1485 мм.

Полностью активная заслонка оказывает значительное влияние на аэродинамику автомобиля, поскольку ее роль заключается в закрытии как верхней, так и нижней части решетки радиатора. Интеллектуальный механизм управляет независимым открытием и закрытием нижних и верхних воздухозаборников с учетом тепловых, электрических и аэродинамических факторов. Таким образом, это должно привести к снижению расхода топлива. Например, снижение сопротивления воздуха на 10% может снизить расход топлива примерно на 2% или до 5% при движении со скоростью 130 км / ч. Кроме того, более низкое аэродинамическое сопротивление должно положительно сказаться на уровне шума, производимого автомобилем при движении на более высоких скоростях.

Как утверждают представители Opel, такой способ только кажется простым. Полностью активные заслонки передних воздухозаборников требуют внимания ко многим другим элементам. Инженеры должны были учитывать не только внешний вид транспортного средства и его конструкцию, тип двигателя и трансмиссии, тепловое управление этими компонентами и, конечно же, необходимость охлаждения.

BMW 3-й серии (E90)

BMW 3 серии E90 получил титул мирового автомобиля 2006 года. Этот автомобиль можно назвать мостом между современной и классической моторизацией, потому что здесь мы можем найти безнаддувные бензиновые агрегаты, а также современные двигатели с системой Twin-Turbo. Дизайн – одна из особенностей этого автомобиля. Он имеет низкую крышу и наклон лобового стекла, что придает аэродинамичности кузову (Сх = 0,26). Но у автомобиля есть и минусы:

Электроника;
Хрупкая подвеска;
Нужно часто заменять масло (каждые 5-7 тыс. км.).

Это относительно невысокий автомобиль с короткой колесной базой, поэтому места в нем достаточно. Для водителя такой клиренс может быть преимуществом, потому что он чувствует «совместимость» с автомобилем. Пассажиры заднего ряда сидений будут иметь много место над головой и для коленей. Багажники: средние, но красиво отделанные и практичные.

Mercedes CLA I

По данным Mercedes, модель бренда, CLA, является самым аэродинамичным серийным автомобилем в мире. Коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля составляет 0,22. Еще несколько плюсов:

Ходовые качества;
Дизайн салона;
Качество сборки.

По словам Mercedes, аэродинамика имеет ключевое значение. Версия BlueEfficiency отличается, среди прочего, дополнительным спойлером под передним бампером, измененная форма наружных зеркал, регулируемая решетка радиатора. Все эти элементы регулируют потоки воздуха, обтекающие кузов, таким образом, чтобы аэродинамическое сопротивление было как можно более низким.

По словам немецких инженеров, коэффициент лобового сопротивления составляет 0,22. Для сравнения: Toyota Prius достигает значения 0,25.

Динамика в сочетании с продуманной 7-ступенчатой коробкой передач с двойным сцеплением заслуживает наивысших оценок. Двигатель 220 имеет не только большую мощность (190 л.с.), чем C200-Class, но и более высокий крутящий момент (300 Нм), доступный уже при 1800 об / мин. Мотор разгоняет машину до сотни за 7 секунд.

Mazda 3

В рамках фейслифтинга бензиновый двигатель объемом 2 литра получил 6-ступенчатую механическую коробку передач, был представлен 2-литровый турбодизель мощностью 143 л.с., а перечень оборудования пополнилась бесключевой и аудиосистемой с жестким диском и возможностью чтения мр3 файлов. Также были улучшены жесткость кузова и аэродинамика, она дает автомобилю:

Низкий расход (5,8 л.);
Маневренность;
Разгон от 0 до 100 за 10.6 с.;
Тишину в салоне.

Только после знакомства с кузовом автомобиля мне удалось заметить небольшое изменение переднего бампера, при котором большая характерная решетка радиатора имеет закругленные углы в верхней части. Кроме того, галогенные фары теперь круглые, а нижний край бампера имеет оптимизированную с точки зрения аэродинамики форму. С помощью нескольких простых мер инженерам удалось снизить коэффициент сопротивления воздуха, в результате чего немного снизился расход топлива.

Infiniti Q50 I

Стилистически Infiniti Q50 выглядит действительно красиво. Автомобиль пропорционален, с острыми чертами спереди и по бокам кузова. Кроме того, он отличается аэродинамическим карбоновым спойлером. В свою очередь характерная решетка радиатора, фары и воздухозаборники в переднем бампере говорят о том, что мы имеем дело с компанией Infiniti. Цена на вторичном рынке начинается от 1 300 000 рублей. Возможно, кто-то спросит: почему так дорого? Потому что автомобиль имеет:

Двигатель 3.0 мощностью 405 л.с.;
Полный привод;
Багажник объемом 500 литров.

Контур кузова обеспечивает отличные аэродинамические характеристики, помогая плавно направлять воздушный поток вокруг верхней части кузова и под автомобилем. Результат - чрезвычайно низкий коэффициент лобового сопротивления 0,26, а кроме того, Q50 имеет почти нулевую подъемную силу для передней и задней части автомобиля, что значительно улучшает устойчивость при быстрой езде.

Сама кабина также хорошо выглядит визуально и практически. Возможно, дизайн не впечатляет, но все это сделано из качественных материалов. Еще одно преимущество - простое и эргономичное управление бортовыми устройствами, которое осуществляется с помощью двух сенсорных дисплеев.

Худшие автомобили по аэродинамике: ТОП-7

Автомобили с худшими показателями по аэродинамике: топ-7 моделей, их особенности и некоторые важные технические характеристики. В конце — видео про аэродинамику автомобилей в Формуле 1. Автомобили с худшими показателями по аэродинамике: топ-7 моделей, их особенности и некоторые важные технические характеристики. В конце — видео про аэродинамику автомобилей в Формуле 1.

Автопроизводители неустанно совершенствуют свои модели, делая их быстрее, мощнее, технологичнее. Одним из параметров, по которому оценивают автомобиль, является аэродинамика. Обтекаемость корпуса напрямую влияет не только на скорость, но и на расход топлива, маневренность и устойчивость.

Рассмотрим в нашем обзоре модели, имеющие худшую аэродинамику.

Рейтинг автомобилей с худшей аэродинамикой

Автомобили с действительно слабой аэродинамикой можно найти у каждого производителя, хотя официально открывается эта информация весьма неохотно. В погоне за идеальными, стремительными и красивыми моделями, способными не только принести прибыль, но и стать легендарными, неловко признаваться в низком уровне лобового сопротивления.

Поэтому в рейтинг попали те наиболее показательные модели, чьи параметры известны и достоверны.

На фото: Нива 4х4

В этом автомобиле можно найти едва ли не равное количество достоинств и недостатков: проходимость хорошая для одних и недостаточная для других, подвеска достаточно жесткая для преодоления канав и бордюров, но слишком ощутимая во время поездок, особенно для пассажиров заднего ряда, клиренс, размер салона, ремонтопригодность и прочие, и прочие характеристики.

Объективно же автомобиль имеет откровенно слабый 81-сильный двигатель, развивающий не более 137 км/ч.

В немалой степени быстро передвигаться мешают квадратные формы модели, сильно снижающие аэродинамические свойства и столь необходимый для внедорожника большой клиренс, напрямую мешающий борьбе со встречным воздухом.

Поэтому владельцы «Нивы» могут утешиться лишь тем, что ставший культовым «Гелендваген» по аэродинамике проигрывает нашем соотечественнику.

Коэффициент Сх у «Нивы» составляет 0,536.

6. Mercedes-Benz G-класса

Владельцы этого автомобиля грустно шутят, что бронетехника и аэродинамика – понятия не совместимые.

Действительно, модель по-настоящему «страдает» от своей кубической формы, чрезвычайно прожорливого силового агрегата и установленного под острым углом широкого лобового стекла – как бы инженеры ни улучшали силовой агрегат, максимально развиваемая скорость все равно не дотягивает до желаемого и создателями, и автомобилистами уровня.

Даже самая заряженная версия G 65 AMG, получившая под свой капот 630 «лошадей», не в состоянии разогнаться больше чем на 230 км/ч.

При этом разработчики машины в каждом новом поколении меняют, исправляют, модернизируют лишь технические характеристики, оставляя далеко не обтекаемый кузов традиционным, проверенным годами и неизменным.

Коэффициент Сх у Гелендваген составляет 0,54.

5. ВАЗ

Весь ассортимент советской классики не может похвастаться впечатляющей аэродинамикой: лучше всего она у «семерки», а наиболее плачевная – у «шестерки». Эксперты иронично отмечают, что имеющиеся у этих автомобилей показатели полностью соответствуют пособию «Автомобили и тракторы. Основы эргономики и дизайна», составленному МАМИ.

Действительно основательно инженеры подошли уже к ВАЗ 2110, который не только отлично разгонялся и развивал неплохую скорость, но и демонстрировал экономичный расход топлива.

Чтобы повысить аэродинамические показатели, необходимо было полностью изменить конструкцию. Все первые модели имели очень большую лобовую площадь, почти квадратную форму кузова, высокий клиренс и неудачный угол наклона ветрового стекла. Даже вроде бы достаточно обтекаемая на вид «девятка» имеет коэффициент сопротивления немногим меньший, чем его «собратья».

«Шестерка», по сведениям того же учебника, имеет коэффициент 0,54. А лучшего результата из всего семейства удалось достичь универсалу 2104 с его показателем в 0,53.

Коэффициент Сх самый лучший оказался у ВАЗ 2104 на уровне 0,53 и самый худший у ВАЗ 2106 на уровне 0,56.

4. Hummer H2

Эффектный и мощный внедорожник на трассе не сможет догнать не только импортную малолитражку, но даже российскую Lada Granta.

Этот качественный армейский транспорт создан для преодоления препятствий и покорения любых территорий, а для этого не нужна высокая скорость и обтекаемость кузова.

Трехтонный автомобиль с мощнейшим двигателем V8 6-литрового объема едва разгоняется до 160 км/ч, тогда как даже тольяттинский автопром способен развить 183 км/ч.

Проходимость и ремонтопригодность этого титана заставляют забыть о том, как трудно ему прорываться сквозь толщу воздуха, преодолевая те самые преграды.

Коэффициент Сх у Hammer составляет 0,57.

3. Jeep Wrangler

Городская версия армейского «Виллиса», прошедшая долгий путь от 1941 года до миллениума, категорически не приемлет высокие скорости. Причем по сравнению с военной машиной современные модели стали еще крупнее, еще длиннее, особенно если рассматривать двухдверное поколение TJ. Эта модель с открытым верхом имеет сопротивление в 0,58.

Дополнительно инженеры и конструкторы изменили некоторые элементы передней части, в том числе бампер, форму капота и радиаторную решетку, что одновременно с повышением коэффициента сопротивления обеспечило пассивной системой безопасности.

Коэффициент Сх у Wrangler составляет от 0,58 (двухверная модификация) до 0,495 у Wrangler Unlimited.

2. УАЗ «Хантер»

Современный внедорожник «Хантер» является практически близнецом УАЗ-469, выпущенного в 1972 году.

Характеристики этого автомобиля можно также увидеть в учебнике МАМИ авторства эксперта по аэродинамике профессора Игоря Степанова. Он сообщает потенциальным владельцам о том, что при 4-метровой длине, 2-метровой ширине, цельнометаллическом кузове и 2-тонном весе маломощные силовые агрегаты с трудом справляются со своей задачей.

Еще большему снижению аэродинамики способствуют сами владельцы, которые страстно любят разного рода тюнинг своих «Охотников», делающий машину эффектнее и брутальнее, но медленнее и неповротливее.

Коэффициент Сх популярного российского внедорожника составляет 0,6

1. Caterham Seven

Парадоксально, что в рейтинг попал спортивный автомобиль, так как эта категория славится как раз обтекаемыми, стремительными формами.

Действительно, эта модель имеет аэродинамику еще более плачевную, чем габаритные и угловатые внедорожники. Этот автомобиль можно назвать обновленной версией легенды автогонок 60-х годов Lotus Seven.

Инженеры и дизайнеры постаралась максимально сохранить исконный облик вплоть до ретроприборов, навесных элементов и сетки вместо радиаторной решетки, а в «сердце» автомобиля — слабый 96-сильный двигатель, разгоняющийся до 161 км/ч, или 260-сильный топовый вариант, доходящий до 250 км/ч.

В совокупности такой дизайн и конструкция позволяют одновременно и быть на вершине антирейтинга по уровне аэродинамики, и показывать неплохие результаты на треке.

Благодарить за такие показатели модель должна предельно сниженный вес, который составляет всего лишь 575 кг. Кроме того, создатели предполагают даже одноместную версию, в которой допустимо убрать пассажирское кресло и тем самым сделать машину еще легче.

Коэффициент Сх у Caterham Seven составляет 0,7

Заключение

Показатели аэродинамических качеств, которые демонстрируют современные модели, показались бы фантастическими буквально десятилетие назад. Коэффициент лобового сопротивления (Cx) объясняет, сколь просто удается автомобилю разрезать воздух, исходя из условного цилиндра, чья площадь поперечного сечения равна максимальной площади сечения конкретной модели.

Для снижения того показателя конструкторы «ужимают» кузов и делают автомобили низкими, придают кузову все более обтекаемую, каплевидную форму, уделяя особой внимание задней части.

Нередко внешне динамичный облик на практике оказывается обманчивым, так как большое значение имеет угол наклона задней части, который должен быть как можно больше. Таким образом, объяснимо, почему рейтинг самых худших по аэродинамике автомобилей преимущественно составляют внедорожники и универсалы.

Видео про аэродинамику автомобилей в Формуле 1:

Читайте также: