Самые обтекаемые автомобили

ТОП-10 лучших автомобилей по аэродинамике

Статья про лучшие автомобили по аэродинамическим показателям: топ-10 моделей, их некоторые технические особенности. В конце статьи — видео про худшие машины по аэродинамике. Статья про лучшие автомобили по аэродинамическим показателям: топ-10 моделей, их некоторые технические особенности. В конце статьи — видео про худшие машины по аэродинамике.

Из года в год автопроизводители всего мира пытаются сделать свои автомобили ещё более быстрыми, более устойчивыми и экономичными. Поэтому инженеры и конструкторы, занимающиеся проектированием и сборкой машин, так много времени уделяют аэродинамическим показателям своих творений.

Чем меньше уровень аэродинамического сопротивления автомобиля, чем выше его предельная скорость, меньше расход топлива и стабильнее поведение на дороге. В сегодняшней подборке — автомобили, обладающие наилучшими аэродинамическими характеристиками.

Машины с лучшими аэродинамическими характеристиками

Mercedes-Benz CLA BlueEFFICIENCY

В 2013-м компания Mercedes представила специальную версию седана CLA BlueEFFICIENCY, при разработке которой огромное внимание было уделено аэродинамике.

Так, автомобиль получил специальные аэродинамические выштамповки, особый дизайн передних стоек и внешних зеркал, а также особый дизайн легкосплавных дисков. В результате величина сопротивления встречным потокам воздуха составила всего 0,22 Сх.

Tesla Model 3

Коэффициент Сх для электрокаров – один из наиболее значимых показателей, ведь чем он ниже, тем меньше автомобиль расходует электроэнергии и тем большее расстояние способен проехать.

В стандартном исполнении электрокар способен преодолеть 215 миль (346 км), при этом с нуля до сотни машина разгоняется за каких-то 6 сек.

Volkswagen XL1

В 2013 году Volkswagen показал модель XL1, которая, несмотря на свою футуристическую и, откровенно говоря, спорную внешность все же была запущена в серийное производство.

Всего было выпущено 250 экземпляров модели. Оправданием столь необычного дизайна стал низкий коэффициент аэродинамического сопротивления равный 0,19 Сх, что является самым лучшим результатом среди серийных автомобилей.

Daihatsu UFE-III Concept

В 2005 году руководство компании Daihatsu в рамках Токийской автовыставки продемонстрировало концептуальный автомобиль компакт-класса, получивший название UFE-III.

Под капотом авто располагался экономичный гибридный силовой агрегат, представленный 0,66-литровым бензиновиком и небольшим электродвигателем.

Модель могла похвастаться небольшим расходом топлива, не превышающим 1,6 л/100 км, а также отменной аэродинамикой – коэффициент лобового сопротивления равнялся всего 0,168 Сх.

General Motors Precept Concept

Precept Concept был представлен в 2002 году. Машина обладала необычной внешностью, выполненной в стилистике культового Citroen DS, а также скоромным аппетитом, не превышающим 3л/100 км.

При этом Precept мог похвастаться наличием 5-местного салона, а также коэффициентом аэродинамического сопротивления в 0,163 Сх.

К сожалению, производитель посчитал машину чрезмерно дорогой и сложной в конструировании, из-за чего было принято решение не пускать её в серийное производство.

Volkswagen 1 Liter Car Соncept

В 2002 году немецкий автоконцерн VW представил свою новую разработку – концептуальную модель 1 Liter Car Concept.

При создании авто перед производителями стояла задача создания максимально экономичного авто, и им это удалось. Средний расход топлива авто составил всего 0,99 л/100 км. Добиться такого показателя получилось за счёт небольшой массы (290 кг) и минимального аэродинамического сопротивления, составляющего всего 0,159 Сх.

JCB Dieselmax

В 2006 году дизельный JCB Dieselmax установил рекорд скорости, разогнавшись сначала до впечатляющих 529 км/ч, а потом до 563,42 км/час. Таким образом, машина смогла побить предыдущий рекорд в 380 км/ч, который был установлен в далёком 1973 году.

Заезды проводились на соляном озере Бонневиль, расположенном на территории штата Юта (США).

Автомобиль мог похвастать обтекаемым кузовом, имеющим коэффициент аэродинамического сопротивления в 0,147 Сх, а также парой дизельных двигателей, устанавливаемых на экскаваторах.

В настоящее время автомобиль хранится в музее компании JCB.

Fiat Turbina

В 1954 году итальянский автопроизводитель Fiat представил модель Turbina, ставшей первым европейским авто с газотурбинным двигателем.

Максимальная отдача силовой установки достигала 300 л. с., а максимальная скорость достигала отметки в 250 км/ч. Однако самой главной особенностью модели был её аэродинамически высокоэффективный кузов, величина аэродинамического сопротивления которого составляла всего 0,14 Сх.

Несмотря на наличие первоклассной аэродинамики, машина была признана бесперспективной и отправлена на хранение в Туринский автомузей, где она находится по сегодняшний день.

Ford Probe V Concept

В 1983 году компания Ford начала разработку концепт-кара Probe V Concept, официальный дебют которого состоялся в 1985 году.

Машина обладала футуристической внешностью со сдвижными боковыми дверьми. Кроме того инженеры закрыли колеса специальными щитками, а стекла вклеили в оконные проёмы заподлицо с поверхностью кузова.

Но несмотря на все усилия разработчика, автомобиль так и не пошёл в серийное производство, оставшись необычным и стильным концептом.

Goldenrod Land Speed Race Car

Goldenrod Land Speed Race Car был сконструирован братьями Саммерсами в далёком 1965 году, при этом автомобиль по сегодняшний день носит звание самого аэродинамичного в мире.

Так, показатель лобового сопротивления «автомобильной торпеды» составляет всего 0,117 Сх. В движение машина приводилась посредством 4-х семилитровых 8-цилиндровых бензиновых моторов, расположенных продольно друг за другом и суммарно генерирующих мощность 2400 л. с.

Читайте также:
По суду взыскали деньги за аварию, которой не было

Заключение

Борьба за лучшую аэродинамику продолжается, а значит, уже совсем скоро мы можем увидеть концепт или серийную версию авто, аэродинамические показатели которого смогут превзойти показатели Goldenrod Land Speed Race Car.

Видео про худшие машины по аэродинамике:

Самые аэродинамичные автомобили

Короли аэродинамики в автомире.

Аэродинамика – это загадка мироздания, которую, конечно, уже давно разгадали ученые, конструкторы и инженеры автопромышленности. С самого начала появления автомобилей в нашем мире аэродинамика идет с ними бок о бок. Да, было время, когда автопроизводители забыли про важность аэродинамики. Особенно когда топливо стоило дешевле, чем алкоголь. Но сегодня, когда бензин и дизельное топливо не радуют своими ценниками на АЗС многих стран, физика твердого тела, движущегося в воздухе, имеет фундаментальное значение для ускорения и повышения эффективности автомобилей.

Напомним, что коэффициент аэродинамического сопротивления воздуха влияет на то, как автомобиль потребляет топливо на скорости. Это же касается и электрических автомобилей, для которых аэродинамика играет первостепенную роль, поскольку чем меньше сопротивление воздуха, тем меньше расходуется электричество для питания электромотора.

Благодаря развитию аэродинамики в автопромышленности многие автомобили стали обтекаемы по сравнению со своими предшественниками. Но в истории автомира было немало примеров, когда автомобильные компании пытались экспериментировать с необычными аэродинамическими формами. К сожалению, в большинстве случаев потребители не оценили то, что получалось, по причине того, что форма не соответствовала духу времени.

Мы собрали для вас самые интересные и необычные автомобили, имеющие странные аэродинамические кузова. Некоторые проекты неудачны, некоторые вполне удивляют даже сегодня.

ALFA 40-60 HP Aerodinamica Castagna

Первым в истории шоу-каром и первой попыткой применить принципы аэродинамики к автомобилям был аэродинамический автомобиль ALFA, выпущенный в 1914 году (в те годы марка еще не называлась Alfa Romeo).

Автомобиль был создан итальянской компанией Carrozzeria Castagna для графа Марио Рикотти. Кузов машины был выполнен в виде капли и опирался на классическую раму.

Благодаря алюминиевому кузову и отсутствию капота максимальная скорость этого концепта составляла 120 км/ч. Когда машина пошла в серийный выпуск, скорость уже составляла 139 км/ч. К сожалению, точное значение аэродинамического сопротивления воздуха этого автомобиля неизвестно.

Rumpler Drop Car

На немецком автосалоне 1921 года в Берлине австрийский дизайнер Эдмунд Румплер представил свой необычный автомобиль, получивший имя «Drop Car». Коэффициент лобового сопротивления этого автомобиля составлял 0.28 cd. Для того времени это не просто сенсация. Вы не поверите, но всего несколько лет назад у многих современных автомобилей этот коэффициент был хуже!

К сожалению, значение аэродинамического сопротивления воздуха не гарантировало успех автомобиля. Спрос на машину был маленьким. Всего было произведено сто автомобилей. По всей видимости, людей напугала футуристическая внешность автомобиля.

Сегодня в мире сохранилось всего два таких автомобиля, один из которых находится в немецком музее в Мюнхене.

Tatra 87

Представленная в 1936 году, Tatra 87 сегодня является иконой дизайна. Благодаря хорошо спроектированной задней части машины значение аэродинамического сопротивления составляет 0,36. По традиции тех лет чешский автопроизводитель установил двигатель в заднюю часть машины.

Высокая скорость и низкое потребление топлива были сильной стороной Татры. Для того времени это был идеальный автомобиль для шоссе. К 1950 году было произведено 3000 автомобилей.

Saab 92

Когда Saab проектировал первый автомобиль, им пригодился опыт авиастроения, где аэродинамика с самого начала играет важную роль. В 1949 году компания выпустила модель Saab 92, с превосходным коэффициентом аэродинамического сопротивления воздуха, составляющим 0,30.

Этот автомобиль легко преодолевал скорость в 100 км/ч, несмотря на небольшую мощность двухтактного 25-сильного двигателя.

Citroën DS

Впервые представленный на Парижском автосалоне в 1955 году, Citroën DS выглядел для многих посетителей как космический корабль пришельцев, приземлившийся на Землю.

Чтобы подтвердить уникальность автомобиля, в дополнение к инновационной технологии (машина имела гидропневматическую подвеску!) дизайнеры создали модели футуристический аэродинамический дизайн, коэффициент сопротивления воздуха которого составлял 0,37. Это выдающийся результат по сравнению с конкурентами того времени.

Alfa Romeo Giulia

Кто-то может не поверить, что этот автомобиль имеет отличные аэродинамические характеристики, так как внешность классической Alfa Romeo Giulia представлена в виде квадрата. Но легендарная Alfa Romeo Giulia 1962 года показала в аэродинамической трубе уникальные результаты. Коэффициент сопротивления составлял всего 0,34, что ниже даже у более бегло выглядящего NSU Ro 80 (0,355), который вышел на рынок только пять лет спустя.

Citroën GS

Вот еще один автомобиль, который при первом взгляде также не внушает доверия в аэродинамическое чудо, – это Citroën GS. На его премьере в 1970 году производитель объявил, что машина имеет коэффициент сопротивления воздуха всего 0,31 cd.

Семейный седан имел много места в комфортном салоне и оснащался гидропневматической подвеской. Было выпущено более 2,5 миллиона автомобилей. Выпуск продолжался до 1986 года.

Читайте также:
Популярные классы автомобилей в России

Audi 80

Компания Audi, начиная с 1980-х, начала устанавливать свои высокие стандарты аэродинамических характеристик, навязав другим автопроизводителям новую планку. Так, сначала была представлена Audi 100 C3, которая в аэродинамической трубе показала коэффициент сопротивления воздуха 0,30 cd, а затем в 1986 году была представлена Audi 80 B3 («бочка»), показавшая коэффициент сопротивления 0,29. Для справки: уже в 1987 году новая модель Opel Omega A имела коэффициент аэродинамического сопротивления воздуха 0,28. 1980-е годы можно смело назвать десятилетием аэродинамики в автопромышленности.

EV1 General Motors

Хотя компания General Motors официально и не продавала свою модель EV1, а только сдавала в аренду, этот автомобиль написал в автопромышленности свою историю. Этот автомобиль вместил в себя как и разочарования (проект был сырой, и машина была ненадежна), так и позитив. Этот автомобиль, начиная с 1996 года, стал первым электромобилем в автопромышленности. Всего было произведено 1000 автомобилей.

Машина оснащалась простыми свинцовыми или никель-металлогидридными батареями. Но, несмотря на это, запас хода у электрического транспортного средства был потрясающим – 230 км. И все это благодаря конструкции кузова, который имел невероятный коэффициент сопротивления воздуха, составляющий всего 0,19 cd.

Tesla Model S

Tesla Model S представляет собой электрический автомобиль, который изменил историю автопромышленности, направив весь автомир развиваться по новому пути. И все это благодаря дальновидности главы компании Илона Маска и дизайнера Франца фон Хольцхаузена, который разработал пятиместный седан с коэффициентом аэродинамического сопротивления воздуха 0,24.

Для сравнения: в 2012 году это значение представляло собой общий мировой рекорд для массовых серийных автомобилей. Такой коэффициент имели автомобили Mercedes S-класса. Благодаря потрясающей форме кузова автомобили Тесла в идеальных условиях могут проехать 400-500 километров.

Mercedes-Benz А-Класс седан

К концу нынешнего десятилетия (на данный момент) самым аэродинамическим автомобилем на рынке является седан Mercedes A-класса (модельный ряд 2018 года) с исключительной аэродинамикой (коэффициент 0,22 cd).

Это стало возможным благодаря комплексной герметизации кузова автомобиля (включая герметизацию фар), включая полную герметизацию днища автомобиля. В том числе полностью изолирован моторный отсек, детали задней подвески и многое другое. Спойлеры колес сзади и спереди были специально оптимизированы, чтобы колеса могли вращаться с минимальными потерями.

Стримлайнеры или история аэродинамики автомобиля. Начало

Доброго дня!
Ещё до рассвета автомобиля было теоретически известно, что наибольшее препятствие для достижения высокой скорости и топливной экономичности всегда представлял воздух, а точнее его сопротивление. Разрешение таких проблем на практике — длинная и захватывающая история. Мечтатели, инженеры, гонщики и предприниматели — все соблазнялись потенциальными преимуществами аэродинамики. Усилия, предпринятые для понимания и развития этих вопросов, позволили построить одни из самых замечательных автомобилей, когда-либо созданых, даже если они бросали вызов эстетическим предпочтениям своего времени. Сейчас мы живём во времени высокоаэродинамических машин, но проходя этот путь с появления автомобиля, человек встречал большое «воздушное сопротивление».

Истоки аэродинамики уходят во времени, как минимум, на двести лет назад. Идеальная обтекаемая форма была описана в 1804 году сэром Джорджем Кейли (George Cayley) как «очень продолговатый сфероид». И уже в 1865 году Самуал Калторп (Samual Calthorpe) запатентовал так называемый «воздухорассекающий поезд», который выглядел удивительно продвинуто с учетом того времени.

Гонщики, особенно те, которые гонятся за желанным рекордом наземной скорости (РНС), как правило, были первыми, кто начал на практике использовать аэродинамические средства. La Jamais Contente (Всегда недовольный — рус.) — это первый автомобиль, разогнавшийся свыше 100 км/ч, который побил рекорд наземной скорости в 1899 году. Самое занимательное, что это был электромобиль!

Эволюция аэродинамики автомобилей, установивших рекорды наземной скорости проходила достаточно быстро, как это видно на примере Stanley Steamer Rocket 1906 года. Здесь хотелось бы остановиться подробнее. Компания Stanley Motor Carriage была американским производителем паровых автомобилей. Компания основана в 1898 году и зарегистрирована в 1901 году. Автомобили, производимые компанией, назывались Stanley Steamers (Паровики Стэнли). Они производились с 1896 по 1924 год. В начале 1900-х годов пар использовался для привода локомотивов, пароходов и даже швейных машин. А вышеназванный Stanley Steamer Rocket преодолела 200-километровый барьер скорости и развил 205,44 км/ч! Этот рекорд держался до 1924 года, и до 2009 года для транспортных средств с паровым двигателем.

Первая задокументированная попытка создать аэродинамический, обтекаемый пассажирский автомобиль датируется 1914 годом. Этот автомобиль построен компанией ALFA (впоследствии Alfa Romeo) совместно с кузовным ателье Кастанья (Carrozzeria Castagna) для итальянского графа Рикотти (Ricotti), и получил название ALFA 40/60 HP Aerodinamica. Очень продвинутый внешне, как будто только сошёл со страниц научно-фантастического романа, из-за чрезмерно тяжелого полностью алюминиевого кузова оказался не столь быстрым, как того хотелось. С технической точки зрения автомобиль ничем не отличался от серийной модели, но имел обтекаемый кузов с формой дирижабля. Это был один из первых опытов перенесения принципов воздушных полетов в область наземных транспортных средств. В целях аэродинамики внутрь салона помещены не только места водителя и пассажиров, но и двигатель. Открытыми остались лишь колеса, фары и радиатор. Для лучшего обозрения установлено трехсекционное панорамное лобовое стекло, дополненное круглыми боковыми окнами. Хорошая обтекаемость позволила увеличить скорость лишь на 14 км/ч по сравнению с серийной машиной. Его максимальная скорость составила 139 км/ч и была сравнима только со скоростью форсированных гоночных экземпляров.

Читайте также:
Что означают наклейки на авто

Аэродинамически прорывным легковым автомобилем стал Rumpler Tropfenwagen (в дословном переводе кузов-капля) 1921 года, который был совершенно не похожим на другие автомобили своим целостным кузовом, оригинальным дизайном и инженерной конструкцией. Tropfenwagen разработан австрийским инженером-авиастроителем Эдмундом Румплером (Edmund Rumpler) и стал первым аэродинамическим серийным автомобилем. Коэффициент лобового сопротивления (Cd) Rumpler равен всего 0,28, что удивило более поздних инженеров и является конкурентоспособным значением даже сегодня. Для сравнения, десятка самых аэродинамических серийных автомобилей в 2014-2015 годах попадала в значение 0,26, а Fiat Balilla в середине 1930-х, напротив, обладал значением 0,60. Чтобы обеспечить необходимую аэродинамическую форму автомобиля, при разработке впервые в мире использовались изогнутые окна – ветровое и боковые стёкла значительно изгибались, позволяя снизить лобовое сопротивление. На Rumpler Tropfenwagen ставился необычный верхнеклапанный двигатель W6 от Siemens и Halske объемом 2580 куб. см. производительностью 36 л.с. Мотор устанавливался прямо перед задней осью. Двигатель, трансмиссия и главная передача были собраны вместе и установлены как единое целое. Задние «качающиеся» оси, изобретенные Румплером, были подвешены на ведомых листовых рессорах, а передняя балка была подвешена на ведущих листовых рессорах, т.е. задние колёса реагировали на неровности независимо друг от друга, в результате чего автомобиль прекрасно держал дорогу.

Важно помнить, что Cd является коэффициентом и обозначает относительную «аэродинамическую скользкость» тела, независимо от его общего размера. Кирпич любого размера имеет Cd 1,0; пуля около 0,295. Форма Rumpler была не только очень аэродинамической, но и довольно высокой и квадратной, что привело к тому, что сто или около того серийных автомобилей использовались в основном в качестве такси, ездящих по Берлину из-за их вместительных салонов. Ироничный конец для Rumpler, но его идеи породили заимствования и распространились по всему миру.

Влияние Tropfenwagen на гоночные автомобили было гораздо более непосредственным и продолжительным. Гоночная машина Benz Tropfenwagen 1923 года, он же Benz RH, являлся его прямым родственником и использовал его компоненты.
А началось все с того, что после того, как на Берлинском автосалоне Tropfenwagen увидел Ханс Нибель (Hans Nibel) – главный конструктор Benz, то проявил очень большой интерес к этой революционной концепции автомобиля. Benz приобрел лицензию у Румплера в первой половине 1922 года. А в конце 1922 года подготовил прототип открытого автомобиля, который по своей сути являлся открытой версией Rumpler Tropfenwagen только с эмблемами Benz. Затем, к 1923 году в Бенц самостоятельно разработали гоночный спортивный автомобиль. Как и в случае с Rumpler, кузов имел аэродинамическую форму, а двигатель был установлен перед задней осью (среднемоторная компоновка). Benz приводился в действие 2-литровым рядным шестицилиндровым двигателем с четырьмя клапанами на цилиндр, который выдавал от 80 до 90 л.с. Передняя ось была жесткой и подвешена на листовых рессорах, задния ось, опять же, «качающаяся». На все колёса устанавливались механически управляемые барабанные тормоза. Два автомобиля были впервые выставлены на Автодроме-ди-Милано в Монце на Гран при Европы 9 сентября 1923 года, где финишировали на четвертой и пятой позиции под управлением Фердинандо Минойя (Ferdinando “Nando” Minoia) и Франца Хёрнера (Franz Herner) . В 1925 году бизнесмен из Пфорцхайма и частный автогонщик Адольф Розенбергер (Adolf Rosenberger) выиграл гонку в горном парке Кассель на автомобиле Benz . Несколько гоночных автомобилей с измененными кузовами Benz RH периодически участвовали в различных гонках.

С расположенным по средине двигателем и «качающимися» осями сзади, Rumpler Tropfenwagen являлся не только прямым предком легендарных гоночных автомобилей Benz и Auto-Union тридцатых годов, но и всех гоночных автомобилей со средним расположением двигателя по сей день. Настоящий первооткрыватель!
Чтобы представить возникающее поле автомобильной аэродинамики в перспективе, типичный двухобъёмный автомобиль двадцатых годов был более аэродинамичным, двигаясь назад, а не вперед, как это доказал DeSoto, двигаясь задом наперед на тестах. Также в ходе рекламной кампании DeSoto Airflow колесил по США, чтобы привлечь внимание к автомобильной аэродинамике и подготовить общественность к выходу нового, более дорогого и роскошного Chrysler Airflow. Дизайн DeSoto представлял собой первую большую попытку сгладить объекты и детали, сопротивляющиеся потокам воздуха, и имеющиеся на автомобилях той эпохи. Передние фары были перенесены из своих традиционных мест перед радиатором и размещены в скрытых креплениях с обеих сторон широкой решетки в стиле водопада, в которой отсутствовали традиционная вертикальная горловина радиатора и декоративное украшение крышки. Вместо плоского ветрового стекла, которое стояло на большинстве автомобилей (и создавало лобовое сопротивление), было установлено ветровое стекло, разделённое на две отдельных стеклянных панели, каждая из которых наклонена, чтобы лучше перенаправить воздух вокруг. Передние и задние крылья получили более плавные и округлые формы. Задние колеса закрывались специальными кожухами, так же, для направления встречных потоков воздуха.
Из-за цельной конструкции автомобиля пассажиры располагались в пределах рамы автомобиля. Кузов был более жестким, а автомобиль, в целом, обладал лучшим распределением веса благодаря расположению двигателя над передними колесами, в отличие от обычной практики установки центра тяжести двигателя непосредственно за передними колесами. Автомобильная пресса дала автомобилю положительные отзывы за управляемость и ускорение.

Читайте также:
Лучшие игры про гонки без правил

Родившийся в Венгрии Пауль Ярай (Paul Jaray) использовал свой опыт работы в авиационной области, особенно в разработке дирижаблей Zeppelins, для разработки специальной формулы принципов аэродинамического проектирования автомобилей, которая привела к получению патента. В 1919 году Ярай разработал и построил аэродинамическую трубу для испытания дирижаблей.
В 1921 году Пауль подал патентную заявку на «Обтекаемый автомобиль». В 1922 году на машиностроительном заводе фирмы Ley в тюрингском Арнштадте на шасси автомобиля Ley Т6 по проекту Ярая был построен аэродинамический кузов. Данная машина считается первым обтекаемым автомобилем, созданным на базе теории аэродинамики и аэродинамических исследований.

В начале 1920-х годов инженер пытался реализовать идею автомобиля без выступающих крыльев и с более рациональной компоновкой кузова. Полагал, что обтекаемая форма кузова автомобиля дает ряд ощутимых преимуществ по сравнению с угловатой формой кузова. В 1923 году переехал в Швейцарию, открыв офис в Бруннене. Пауль разрабатывал собственные автомобили начиная с Ley 1923 года, а затем разработал модели для Chrysler, Mercedes-Benz, Maybach, Apollo, Dixi, Audi, Adler, Jawa, Ford, Steyr и других. Эксперименты с аэродинамикой и опыт, полученный при продувке «Цеппелинов» был использован им для проектирования автомобильных кузовов для Benz, Adler, Hanomag, Maybach и Audi. Автомобильные компании Chrysler и Peugeot заплатили ему за использование идеи оптимальной формы обтекаемого кузова для их моделей Airflow и 402. В 1927 году Ярай основал консалтингово-инженерную компанию Stromlinien Karosserie Gesellschaft в Цюрихе, где разрабатывал аэродинамические кузова для различных фирм, но ещё до того создал три образца кузова для компаний Ley, Audi и DIXI (которая позже станет BMW). А обтекаемый стримлайнер (транспортное средство обтекаемой формы) на базе Audi Type K существенно опередил своё время.

Одним из самых влиятельных и известных дизайнеров всей эпохи был австриец Ханс Ледвинка (Hans Ledwinka). После того как он стал главным инженером-конструктором в чешской фирме Tatra в 1921 году он разработал основу для серии замечательных автомобилей Tatra и, в конечном итоге, заднемоторную основу с каркасами обтекаемых линий, независимыми подвесками, воздушным охлаждением двигателя, которые оказали глубокое влияние и по существу надстроили шаблон того, что стало известно, как «стримлайнер». А их влияние распространилось на автомобили по всему миру в течение многих лет.
Компактная Tatra v570 1933 года является предшественником многих больших Татр, которые скоро появятся, и построена с явным влиянием Ярая, но не лицензирована им. Этот автомобиль более похож на ранние разработки Фердинада Порше (Ferdinand Porsche), которые приводят к созданию первого Volkswagen.

Прототип Volkswagen – предшественник Beetle, выпущенный в 1934 году, действительно очень сильно напоминает Tatra v570 с некоторыми дополнительными усовершенствованиями. Хотя визуальные подсказки на самом деле не так значительны, как они могут показаться сейчас, потому что они были самыми современными элементами дизайна того времени и широко применялись и распространялись по обе стороны Атлантики.

Также было отмечено, что готовый VW Beetle имеет поразительное сходство с дизайном Джона Тьяарды (John Tjaarda ) 1933 года. А именно сходство с обтекаемым автомобилем с задним расположением двигателя, который он создал для компании Briggs Manufacturing Company. В Briggs, базирующемся в Детройте, Тьяарда разрабатывал радикальный автомобиль для Ford, который стал известен, как Linkoln Zephyr. Компания Ford продемонстрировала выставочный образец на выставке «Century of Progress Exhibition» (Век прогресса) в Чикаго 1933-34 гг, как “Автомобиль мечты Бриггса” (Briggs Dream Car). Один из более поздних экземпляров выглядел почти точно так же, как Beetle, если укоротить колесную базу и убрать два боковых окна. Утверждается даже, что Фердинанд Порше посетил Компанию Бриггса, когда Тьяарда был там руководителем отдела Научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), и некоторые автоисторики утверждают, что на «Народный автомобиль Порше» повлияли проекты Тьяарды.

Но при всём при том, первым серийным стримлайнером из-за океана стал потрясающий Chrysler Airflow в 1934 году. По сути, прагматичный подход Airflow также сохранил традиционную переднемоторную заднеприводную конфигурацию, но добился некоторых значительных улучшений в плане дизайна и установки двигателя дальше от передней оси. Это, в сочетании с более широким корпусом, значительно улучшило внутреннее пространство.

У Chrysler Airflow имелись некоторые проблемы с лобовым сопротивлением. Виной тому большая площадь решётки радиатора в виде водопада. Эти проблемы в 1936 году исправил изумительный Lincoln Zephyr. Прагматичная адаптация прототипа Tjaarda по-прежнему сохраняла свою привлекательность и имела успех в продажах, несмотря на то, что была механически не столь совершенна, как Airflow.

Читайте также:
Бесполезные советы, которые не помогут обмануть алкотестер

Еще менее прагматичным, но очень продвинутым американским автомобилем был Stout Scarab. Авиационный инженер Уильям Б. Стаут (William B. Stout) сконструировал этот чрезвычайно вместительный предшественник минивэна, используя унифицированную конструкцию кузова и заднее расположение двигателя Ford V8. Первый вариант построен в 1932 году, а еще несколько вариантов (всего девять) были построены в середине тридцатых годов, но серийное производство так и не сдвинулось с мертвой точки, потому что запрашиваемая цена почти в четыре раза выше чем у Chrysler Imperial Airflow того времени. Но это не значит, что те тоже хорошо продавались.

Гораздо более радикальным подходом к рационализации стал Dymaxion Бакминстера Фуллера (Buckminster Fuller), первый из нескольких прототипов которого увидел свет в 1933 году – в разгар плодородного периода стримлайнеров по обе стороны Атлантики. Заднемоторный Dymaxion также оснащался двигателем Ford V8, но с трехколесным шасси и рулевым управлением, привязанным к заднему колесу, что позволяло ему разворачиваться на месте.

Еще одним менее известным вариантом популярного аэродинамического транспортного средства с двигателем Ford V8 был Dubonnet Ford 1936 года, чей очень гладкий и обтекаемый кузов позволял ему разогнаться до 108 миль в час (173,81 км/ч)!

Но вернемся в Чехословакию – в дизайнерские студии Tatra.

В 1933 году изготовлено несколько глиняных макетов, демонстрирующих развитие как маленького VW-подобного v570, так и более старших моделей. Первый из них – T77 построен в 1934 году. T77 обладал коэффициентом лобового сопротивления Cd 0,212! Это рекордное значение было побито серийным автомобилем EV-1 GM только в 1995 году, его коэффициент достиг значения в 0,195! Длиннохвостый и заднемоторный T77 оснащался V8 с воздушным охлаждением и задал направление дизайна Tatra вплоть до 1980-х годов. Имя Татра стала синонимом продвинутой обтекаемой формы довоенной эры, обеспечивающей быстрое передвижение (160 км/ч) на начинающих строится автобанах Третьего рейха.

Чтобы продемонстрировать, насколько быстро и далеко распространялась тема аэродинамики в это золотое для нее десятилетие, например, прототип Schlörwagen 1939 года при первоначальных испытаниях показал коэффициент Cd 0,186. При повторных испытаниях прототипа компания VW в семидесятых годах получила коэффициент Cd 0,15. Любое из этих значений помещает Schlörwagen в верхнюю часть списка самых аэродинамических концептуальных автомобилей, когда-либо созданных (полный список здесь). Что касается конкретно Schlörwagen, разработанного Карлом Шлором (Karl Schlör) и представленного публике на Берлинском автосалоне 1939 года, то он так и не поступил в производство, а единственный прототип, как это часто бывало, не сохранился.

Важно отметить, что рост интереса к аэродинамике в 1930-х годах возник из-за желания заново изобрести автомобиль и исходя из предположения, что средние скорости движения будут расти с появлением современных автомагистралей. Развитие аэродинамики было очень перспективным мероприятием, так как большинство водителей все еще двигались со скоростью 50-70 км/ч за пределами городов, а первые автострады уже строились в Германии и в США.

А какие красивые и аэродинамически эффективные автомобили подарили нам 30-е. Чего стоят только Pierce Arrow и Bugatti Atlantique coupe.

10 современных серийных автомобилей с лучшей обтекаемостью

Каждый год автопроизводители пытаются добиться того, чтобы их автомобили были самыми быстрыми, устойчивыми и экономичными. Поэтому инженеры и конструкторы уделяют так много времени аэродинамическим показателям автомобиля, от которых напрямую зависят его скорость, расход топлива (или электроэнергии), и устойчивость на дороге. В данной статье мы расскажем, какие машины обладают наилучшим коэффициентом аэродинамического сопротивления.

Mercedes CLA

Автомобиль относится к компактному представительскому классу. Мировая премьера CLA состоялась в 2013 году и за время существования автомобиля было выпущено одно его поколение и произведен рестайлинг модели.

Топовые комплектации оснащаются 1,9-литровыми турбированными двигателями до 381 л.с., продвинутыми мультимедиа-системами с поддержкой Android и фирменной технологией Dynamic Auto. Последняя позволяет изменить режим работы не только двигателя, но и коробки передач, усилителя руля и адаптивной подвески.

Коэффициент сопротивления Cx составляет 0,23.

BMW 520D

Несмотря на то, что BMW пятой серии больше позиционируется как автомобиль представительского класса с задатками флагмана, у машины довольно внушительные показатели динамики. В качестве силового агрегата применяется 2-литровый турбодизель с мощностью 190 л.с.

Значение аэродинамического сопротивления составляет 0,22. Поддерживать показатель помогают специальные воздушные заслонки, которые открываются по мере набора скорости.

Porsche Taycan

Porsche Taycan полностью электрический спортивный автомобиль. На выбор покупателей доступно четыре его модификации, отличающиеся ёмкостью аккумулятора и мощностью силовой установки.

Топовая версия Turbo S способна выдавать до 761 л.с. Аэродинамический показатель Cx составляет 0,22.

Audi A4

Удивительно, но кардинальных отличий в дизайне у актуального поколения A4 практически нет. Однако, немецкие инженеры хорошо поработали аэродинамическими показателями: благодаря плоскому днищу и низкой крыше, Audi удалось добиться сопротивления в 0,23 единицы.

Читайте также:
Оптические иллюзии на дороге

Кроме того, богатая палитра устанавливаемых моторов и широкий выбор типов кузовов делает A4 одним из самых интересных автомобилей среднего класса.

Alfa Romeo Gulia AE

В спортивной линейке Gulia помимо двух высокопроизводительных модификаций существует и экономичная Advanced Efficiency.

За ее продуктивность отвечает 2,2-литровый дизельный агрегат с уникальным клапаном рециркуляции отработанных газов. Вместе с низким коэффициентом сопротивления в 0,23 расход топлива не превышает отметки в 4,2 л. в смешанном цикле.

Tesla Model 3

Автомобильная компания изобретателя Илона Маска во всех моделях делает упор не только на высокотехнологичную начинку, но и на аэродинамические показатели.

К примеру, Model 3 может похвастаться небольшим значением сопротивлением Cx, а именно 0,23. Для достижения такого показателя в качестве материала кузова был использован авиаль — сплав из алюминия, магния и кремния. Подобный металл используется также в космической промышленности.

Mercedes-Benz S-Class

Об автомобилях этой серии немецкого производителя мечтают многие. Однако не каждый знает, что коэффициент Cx актуальных генераций составляет всего 0,26. Это значение помогает не только сохранять устойчивость на высоких скоростях, но и минимизировать боковое воздействие воздуха.

Примечательно, что машины S-Class являются семикратными обладателями звания «Лучший люксовый автомобиль». При этом они три раза подряд занимали первое место в чарте индекса удовлетворённости покупателей по версии агрегатора J.D. Power.

Toyota Prius

Один из самых сбалансированных и доступных автомобилей на рынке гибридов обладает ещё и выдающимися аэродинамическими показателями. Значение Cx держится на отметке в 0,24.

Примечательно, что внушительный вклад в разработку автомобиля внесло правительство Японии. Благодаря многочисленным льготам и субсидиям Toyota удалось более тщательно проработать техническую сторону первого поколения машины, которое стало надёжной основой для всех последующих.

Hyundai Sonata Hybrid

Этот семейный седан является одним из ближайших конкурентов «Приуса». Дело в том, что в линейке электрифицированной Sonata также есть модификации с возможностью подзарядки при сходном значении сопротивления воздуха. Важно отметить, что среднестатистический ценник Sonata Hybrid несколько меньше, чем у Toyota.

Дополнительное удобство эксплуатация достигается за счёт более просторного салона, а также шестиступенчатой автоматической коробки передач.

Peugeot 508

Несмотря на весь скептицизм в отношении французских автомобилей, в особенности от отечественных автолюбителей, 508-я модель Peugeot находится в этой подборке.

Peugeot удалось добиться вполне обтекаемого силуэта, который даёт показатель Cd в 0,25. В тандеме с широкой палитрой предлагаемых силовых установок, машина способна составить конкуренцию другим авто в среднеразмерном сегменте.

Автомобильная индустрия постоянно пытается бить собственные рекорды. Очевидно, что уже совсем скоро планка аэродинамического сопротивления станет ещё ниже.

Самые обтекаемые автомобили

Уменьшить расход бензина можно позаботившись об уменьшении действующих на автомобиль сил сопротивления. Расскажем что такое аэродинамика машины, основные термины и понятия, что на неё влияет в первую очередь.

На больших скоростях основной вклад вносит сила аэродинамического сопротивления. Аэродинамика имеет прямое отношение к управляемости, устойчивости и безопасности, особенно при движении с высокой скоростью. Даже способность загрязняться напрямую зависит, насколько качественно, с точки зрения аэродинамики, продуман автомобиль. А знаете, что такое «воздушный мешок» или «аэродинамическая тень», что такое «граунд-эффект»? Давайте разбираться.

Основные понятия аэродинамики

Чтобы легче разобраться в аэродинамике, определимся с терминами, принятыми в этой науке.

Сила аэродинамического сопротивления (Рх) — сила, с которой поток воздуха «давит» на движущийся автомобиль. Всегда действует в сторону, противоположную движению. Чем больше, тем ниже максимальная скорость и динамика автомобиля при прочих равных условиях.

Коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх). Безразмерная величина, обычно меньше единицы. Определяется экспериментальным путем в аэродинамической трубе или с помочью расчетов. Физический смысл — отношение аэродинамической силы к скоростному напору и характерной площади. У современных автомобилей значение Сх в районе 0,30. Внедорожники имеют чуть больший коэффициент Сх из-за большей площади кузова.

Подробнее про коэффициент Сх в данной статье.

Подъемная сила (Рz) — направлена перпендикулярно к скорости автомобиля. При обтекании автомобиля частицы потока, обтекающие днище, проходят меньший путь, чем частицы, обтекающие капот, крышу и крышку багажника, то есть более выпуклую поверхность. А согласно уравнению Бернулли давление среды больше там, где скорость частиц меньше. Автомобиль превращается в крыло. Если ситуацию «запустить», с ростом скорости колеса машина будет терять контакт с дорогой, что негативно скажется на управляемости и устойчивости.

Коэффициент подъемной силы (Су). Тоже безразмерный, определяется аналогично Сх. Зависит от форм автомобиля, его ориентации в пространстве, чисел Рейнольдса и Маха.

Мидель (от middel — средняя) – наибольшая площадь сечения автомобиля, перпендикулярная направлению движения.

Опрокидывающий момент (Му) — определяет перераспределение нагрузок между передними и задними осями автомобиля. Возникает из-за того, что Рх всегда действует под углом к продольной оси автомобиля. По Му можно судить о возможном изменении управляемости на высоких скоростях, а нулевое значение говорит о том, что независимо от скорости автомобиля тот будет управляться одинаково, а заложенный производителем баланс нагрузок на колеса не нарушится.

Читайте также:
Самые надежные автомобили 2020: рейтинг марок и легковых ТС с пробегом (подержанные, бюджетные, экономичные) для России

Момент крена (Мх) и разворачивающий момент (Мz) – характеризуют способность автомобиля противостоять порывам бокового ветра. Чем меньше абсолютные значения, тем меньше водитель чувствует влияние капризов природы.

Как меняют аэродинамику автомобиля?

Задача специалистов по аэродинамике состоит в уменьшении паразитных сил и моментов (Рх, Рz, Му, Мх и Мz). Добиться можно с помощью дополнительных аэродинамических элементов, что ведет к увеличению площади миделя и как следствие – к увеличению силы лобового сопротивления. Тупик? Нет, оказывается, грамотно сконструированные и тщательно продутые в аэродинамической трубе элементы позволяют уменьшить Сх! Что это за устройства? Обычно при слове обвес речь идет о бамперах, порогах, спойлерах и антикрыльях.

Антикрыло. Создано для борьбы с подъемной силой. Первостепенная задача – создать прижимную силу, чтобы колеса не теряли контакт с дорогой ни при каких условиях. Взгляните на болиды Ф1. Вот где антикрылья – усилия работы специалистов по аэродинамике! Но перебарщивать с размерами нельзя – резко растет аэродинамическое сопротивление, а значит – падает скорость, увеличивается расход топлива. Практически на всех спортивных автомобилях рабочая часть крыла выполнена регулируемой для возможности изменения угла атаки и возможности настройки.

Спойлер (от spoil — портить). Аэродинамический элемент с одной рабочей поверхностью для изменения направления движения воздушного потока. Основная задача «правильного» спойлера – организация безотрывного и «плавного» обтекания воздушным потоком всей поверхности автомобиля, что повышает устойчивости при движении с высокими скоростями. Спойлер может бороться с подъемной силой, отсюда его сложные формы. Но эта деталь всегда примыкает к кузову автомобиля. По большому счету, бамперы и пороги это тоже большие спойлеры.

Диффузор. Дальше всех пошли спортсмены – они решили присосать автомобиль к трассе! Появились болиды с днищем, имитирующим «трубку Вентури» – создающие резкий рост скорости воздушного потока под машиной. В результате создавалась мощная прижимная сила. Плодами этого открытия норовит воспользоваться каждый автопроизводитель: диффузоры, обеспечивающие ускорение потока, появляются в задней части гражданских машин.

Проблема, что для максимально эффективной реализации т.н. «граунд-эффекта» нужны по возможности плоское днище и минимальный дорожный просвет. Если строители спортивных машин могут это позволить, то, к примеру, на Evolution диффузор служит скорее украшением, чем полноценным аэродинамическим элементом.

Что влияет на коэффициент Сх?

Один из лучших методов улучшения динамики машины – удалить все, что создает лишнее аэродинамическое сопротивление. Это могут быть банальные вещи. Вот как они увеличивают коэффициент Сх:

  • открытые окна + 5%
  • зеркала заднего вида + 5%
  • антенна + 2%
  • открытый люк + 3%.
  • широкие шины + 3%,
  • скромные брызговики колес + 3%
  • нескромные брызговики колес + 6%
  • багажник на крыше +10%

Как квадратные автомобили 80-х стали обтекаемыми к 90-м


5-я авеню в Нью-Йорке, 1974

На фотографиях городских улиц 70-х и ранних 80-х годов почти всё выглядит так же, как сегодня. Большинство зданий, одежда (не считая подкладок под плечи). Но что сильно отличается – все автомобили выглядят, как квадратные коробки, особенно по сравнению с обтекаемыми закруглёнными кузовами почти любого современного автомобиля.

Это преобразование, на которое не так часто обращают внимание, одно из самых заметных, случившихся с машинами за последние 50 лет. А в США это случилось за несколько лет, начиная с 1986-го. Можно даже назвать точный год, когда некоторые модели превратились в обтекаемые — Buick LeSabre, который в 1991 году был гораздо более угловат, чем в 1992.

И в последующие годы автомобили становились всё более обтекаемыми. Но почему?

Оказывается, тому есть три взаимозависимых причины: европейские визуальные тренды, правительственная установка на экономию топлива, и новые технологии, позволившие проще разрабатывать и изготавливать округлые формы.

А началось всё с европейских люксовых дизайнов

К 1980-м годам идея изготовления обтекаемых машин не блистала новизной. Она как раз наоборот, вышла из моды в США. Гладкие автомобили 1930-х, такие, как Chrysler Airflow, имели гладкий вид, специально, чтобы понизить сопротивление воздуха.

Но как Airflow, так и другие гладкие автомобили, продавались плохо, уступив место более квадратным авто. В 1970-х практически у всех кузовов автомобилей, произведённых в США, были чёткие, резкие углы, и мало кривых. Они все выглядели как три соединённые коробки – капот, кабина и багажник.


1975 Chevy Caprice

Но в Европе топливо всегда стоило дороже, и дизайнеры, особенно в Германии, начали раньше работать с аэродинамическими формами. Об этом рассказывает Пенни Спарк [Penny Sparke], автор книги «Сто лет дизайна автомобилей» [A Century of Car Design]. В 1960-х и 70-х производители дорогих машин вроде Porsche, BMW, Audi и Mercedes-Benz первыми начали возвращать на рынок обтекаемые кузова.

Одним из самых первых примеров стал известный Porsche 911, который был весьма обтекаемым ещё в 1963:

Читайте также:
Автозаводы в Китае


1969 Porsche 911

И такую эстетику постепенно стали связывать с люксовыми авто, как в Европе, так и в США, куда они импортировались. И конечно же, как пишет историк Дэвид Гартман [David Gartman] в книге «Авто опиум: социальная история дизайна американских автомобилей» [Auto Opium: A Social History of American Automobile Design]: «Американские автопроизводители начали копировать европейский аэродинамический дизайн в середине 1980-х, чтобы привлечь состоятельных покупателей».

Более других постаралась компания Ford, перенеся этот дизайн в массовый рынок. Дизайнер Уве Бансен [Uwe Bahnsen] сначала сотворил такое с европейским Ford Sierra 1982 года, который стал гораздо обтекаемее своих современников:


1983 Ford Sierra

Критики разнесли дизайн в пух и прах, обозвали его «формочкой для желе», и машина сначала продавалась плохо. Но со временем к ней привыкли – особенно, когда другие производители начали копировать её внешний вид для своих моделей.

В США дизайнер компании Ford Джек Телнак [Jack Telnack], работавший в европейской команде перед тем, как перевестись в Северную Америку в 1980, ответственен за появление округлых форм в автомобилях. Его 1983 Ford Thunderbird был сильно искривлён благодаря тестированию в аэродинамической трубе. И этот внешний вид вскоре перешёл на более массовые модели вместе с 1986 Taurus.


1983 Ford Thunderbird


1986 Ford Taurus

Сейчас он не выглядит примечательным, но в то время он казался футуристичным. Машина даже снялась в фильме «Робокоп», история которого развивалась в недалёком будущем. По словам Гартмана, «Taurus однозначно предназначался для сегмента молодых, хорошо образованных покупателей, к которым апеллировал и BMW».

Стратегия сработала, Taurus был большим хитом с гигантскими продажами, и спас барахтавшуюся компанию. А также вдохновил остальных на копирование дизайна.

Улучшение экономии топлива


Аэродинамическое тестирование 2011 Chevy Cruze при помощи дыма

Частично обтекаемый дизайн так быстро сменил предыдущий, и остаётся с нами до сих пор, по чисто физическим причинам. Обтекаемый кузов и наклонённое лобовое стекло меньше сопротивляются ветру, поскольку воздуху легче их обтекать. А значит, сжигается меньше бензина при поездках на те же расстояния на той же скорости.

Одновременно с премьерой Taurus автопроизводители впервые столкнулись со стандартами по экономии топлива. С 1978 года экономия топлива для машин, продаваемых в США, должна была постоянно увеличиваться, и, наконец, достигла уровня в 27,5 миль на галлон в 1990-м [8,6 л на 100 км].

Автопроизводители уже добились определённой экономии, улучшив характеристики двигателей и других компонентов, но обтекаемый дизайн облегчал и удешевлял задачу дальнейшего улучшения. «Один дизайнер из Ford утверждал, что если увеличение пробега на 1/10 часть мили на галлон топлива при помощи изменений содержимого моторного отсека стоило бы $200-$300 миллионов, то простое улучшение аэродинамики достигло увеличения пробега на 3/10 – 4/10 мили на галлон почти даром»,- пишет Гартман.

Автопроизводители плотно занялись аэродинамическими трубами и подсчётами аэродинамики, а инженеры стали работать с дизайнерами более плотно. И за несколько лет практически все автомобили начали выглядеть, как Taurus, когда-то казавшийся футуристичным. «Они все выглядят одинаково, поскольку все прошли через аэродинамическую трубу, и все разработаны с целью экономии топлива»,- пишет Ларри Эдсол [Larry Edsall], автор нескольких книг по истории дизайна автомобилей.

Технологии облегчили создание кривых


Дизайнер из Chrysler использует новейшую компьютерную программу в начале 1990-х

Такой дизайн стал возможен благодаря нескольким ключевым технологическим прорывам. Десятилетиями дизайнеры создавали автомобили при помощи пластилина, дерева и других материалов. В 1980-х они стали использовать компьютерные модели.

«Гораздо проще сделать такие формы на компьютере, чем из дерева»,- говорит Спарк. «Это дало автопроизводителям возможность создавать такие гладкие кривые». Производственные технологии также облегчили и удешевили изготовление обтекаемых форм из алюминия.

В результате, после сдвига в 1990-х, кузова становятся всё обтекаемее. Эти изменения можно хорошо отследить, взглянув на современный автомобиль, который сейчас выглядит очень квадратным: Scion xB.


2008 Scion xB

Да, у него большой и квадратный кузов. Но рёбра всё равно более закруглены, чем по-настоящему квадратные кузова автомобилей 80-х – даже больше, чем у такого футуристического прорыва, как 1986 Ford Taurus

Аэродинамика автомобиля

Зачем это нужно

Для чего нужна аэродинамика автомобилю, знают все. Чем обтекаемее его кузов, тем меньше сопротивление движению и расход топлива. Такой автомобиль не только сбережет ваши деньги, но и в окружающую среду выбросит меньше всякой дряни. Ответ простой, но далеко не полный. Специалисты по аэродинамике, доводя кузов новой модели, еще и:

  • рассчитывают распределение по осям подъемной силы, что очень важно с учетом немалых скоростей современных автомобилей,
  • обеспечивают доступ воздуха для охлаждения двигателя и тормозных механизмов,
  • продумывают места забора и выхода воздуха для системы вентиляции салона,
  • стремятся понизить уровень шумов в салоне,
  • оптимизируют форму деталей кузова для уменьшения загрязнения стекол, зеркал и светотехники.
Читайте также:
Hyundai iMax N Drift Bus

Причем решение одной задачи зачастую противоречит выполнению другой. Например, снижение коэффициента лобового сопротивления улучшает обтекаемость, но одновременно ухудшает устойчивость автомобиля к порывам бокового ветра. Поэтому специалисты должны искать разумный компромисс.

Снижение лобового сопротивления

От чего зависит сила лобового сопротивления? Решающее влияние на нее оказывают два параметра – коэффициент аэродинамического сопротивления Сх и площадь поперечного сечения автомобиля (мидель). Уменьшить мидель можно, сделав кузов ниже и уже, но вряд ли на такой автомобиль найдется много покупателей. Поэтому основным направлением улучшения аэродинамики автомобиля является оптимизация обтекания кузова, другими словами – уменьшение Сх. Коэффициент аэродинамического сопротивления Сх – это безразмерная величина, которая определяется экспериментальным путем. Для современных автомобилей она лежит в пределах 0,26-0,38. В зарубежных источниках коэффициент аэродинамического сопротивления иногда обозначают Cd (drag coefficient – коэффициент сопротивления). Идеальной обтекаемостью обладает каплевидное тело, Сх которого равен 0,04. При движении оно плавно рассекает воздушные потоки, которые затем беспрепятственно, без разрывов, смыкаются в его «хвосте».

Иначе ведут себя воздушные массы при движении автомобиля. Здесь сопротивление воздуха складывается из трех составляющих:

  • внутреннего сопротивления при прохождении воздуха через подкапотное пространство и салон,
  • сопротивления трения воздушных потоков о внешние поверхности кузова и
  • сопротивления формы.

Третья составляющая оказывает наибольшее влияние на аэродинамику автомобиля. Двигаясь, автомобиль сжимает находящиеся перед ним воздушные массы, создавая область повышенного давления. Потоки воздуха обтекают кузов, а там, где он заканчивается, происходит отрыв воздушного потока, создаются завихрения и область пониженного давления. Таким образом, область высокого давления спереди мешает автомобилю двигаться вперед, а область пониженного давления сзади «засасывает» его назад. Сила завихрений и величина области пониженного давления определяется формой задней части кузова.

Передняя часть и боковые поверхности автомобиля особых хлопот конструкторам в плане аэродинамики не доставляют. Здесь главное – избегать резких переходов и выступов, предотвращая тем самым отрыв воздушного потока от поверхности кузова.

А вот с задней частью кузова все гораздо сложнее. Как нетрудно догадаться, наименее аэродинамичными являются универсалы – их форма меньше всего напоминает идеальную «каплю». За их обширным «задком» образуется внушительная зона разряжения, которая не только снижает Сх, но и «засасывает» пыль и грязь, оседающую на заднем стекле. Немного уменьшить ее вредное воздействие можно с помощью установки дефлектора на верху пятой двери. Он направляет часть воздушного потока вниз, снижая разряжение и уменьшая загрязнение.

Не все просто и с хэтчбеками, хотя, на первый взгляд, их форма кажется наиболее обтекаемой. Впечатление обманчиво – яркий пример непредсказуемости аэродинамики. Сх хэтчбеков зависит от угла наклона задней части. При большом угле наклона (а таких моделей большинство) процесс обтекания практически не отличается от универсалов – воздушный поток отрывается от верхней кромки крыши и создает значительную зону разряжения.

С уменьшением угла наклона до 30-35 градусов точка отрыва потока перемещается на нижнюю кромку задней части. Казалось бы, зона разряжения и, соответственно, Сх должны уменьшиться. Но, как это на первый взгляд ни парадоксально, происходит все наоборот. Дело в том, что в этом случае воздушные потоки с боков кузова, попадая на наклонную поверхность, образуют кромочные вихри, которые, закручиваясь по спирали, создают за автомобилем еще большую зону разряжения. Борются с этим явлением с помощью спойлера, устанавливаемого на кромке крыши. При этом точка отрыва потока перемещается с нижней кромки задней части на верхнюю, что предотвращает образование кромочных вихрей и несколько улучшает общую аэродинамику.

А вот если уменьшить наклон «задка» до 20-23 градусов, воздушный поток с крыши почти идеально обтекает автомобиль, отрываясь от нижней кромки. При этом кромочные вихри уже не образуются, и зона разряжения получается минимальной. Но такие автомобили теряют в практичности и поэтому среди серийных моделей их совсем немного.

Наилучшие показатели обтекаемости демонстрируют автомобили со ступенчатой формой задней части – седаны и купе. Объяснение простое – сорвавшийся с крыши поток воздуха тут же попадает на крышку багажника, где нормализуется и затем окончательно срывается с его кромки. Боковые потоки тоже попадают на багажник, который не дает возникать вредным вихрям за автомобилем. Поэтому чем выше и длиннее крышка багажника, тем лучше аэродинамические показатели. На больших седанах и купе иногда даже удается достичь безотрывного обтекания кузова. Небольшое сужение задней части также помогает снизить Сх. Кромку багажника делают острой или в виде небольшого выступа – это обеспечивает отрыв воздушного потока без завихрений. В результате область разряжения за автомобилем получается небольшой.

Днище автомобиля также оказывает влияние на его аэродинамику. Выступающие детали подвески и выхлопной системы увеличивают сопротивление. Для его уменьшения стараются максимально сгладить днище или прикрыть щитками все, что «торчит» ниже бампера. Иногда устанавливают небольшой передний спойлер. Спойлер снижает поток воздуха под автомобилем. Но тут важно знать меру. Большой спойлер существенно увеличит сопротивление, но зато автомобиль будет лучше «прижиматься» к дороге. Но об этом – в следующем разделе.

Читайте также:
Чем отличается кроссовер от внедорожника и паркетника: что такое и какая разница между ними

Прижимная сила

При движении автомобиля поток воздуха под его днищем идет по прямой, а верхняя часть потока огибает кузов, то есть, проходит больший путь. Поэтому скорость верхнего потока выше, чем нижнего. А согласно законам физики, чем выше скорость воздуха, тем ниже давление. Следовательно, под днищем создается область повышенного давления, а сверху – пониженного. Таким образом создается подъемная сила. И хотя ее величина невелика, неприятность состоит в том, что она неравномерно распределяется по осям. Если переднюю ось подгружает поток, давящий на капот и лобовое стекло, то заднюю дополнительно разгружает зона разряжения, образующаяся за автомобилем. Поэтому с ростом скорости снижается устойчивость и автомобиль становится склонен к заносу.

Каких-либо специальных мер для борьбы с этим явлением конструкторам обычных серийных автомобилей выдумывать не приходится, так как то, что делается для улучшения обтекаемости, одновременно увеличивает прижимную силу. Например, оптимизация задней части уменьшает зону разряжения за автомобилем, а значит и снижает подъемную силу. Выравнивание днища не только уменьшает сопротивление движению воздуха, но и повышает скорость потока и, следовательно, снижает давление под автомобилем. А это, в свою очередь, приводит к уменьшению подъемной силы. Точно так же две задачи выполняет и задний спойлер. Он не только уменьшает вихреобразование, улучшая Сх, но и одновременно прижимает автомобиль к дороге за счет отталкивающегося от него потока воздуха. Иногда задний спойлер предназначают исключительно для увеличения прижимной силы. В этом случае он имеет большие размеры и наклон или делается выдвижным, вступая в работу только на высоких скоростях.

Для спортивных и гоночных моделей описанные меры будут, естественно, малоэффективны. Чтобы удержать их на дороге, нужно создать большую прижимную силу. Для этого применяются большой передний спойлер, обвесы порогов и антикрылья. А вот установленные на серийных автомобилях, эти элементы будут играть только лишь декоративную роль, теша самолюбие владельца. Никакой практической выгоды они не дадут, а наоборот, увеличат сопротивление движению. Многие автолюбители, кстати, путают спойлер с антикрылом, хотя различить их довольно просто. Спойлер всегда прижат к кузову, составляя с ним единое целое. Антикрыло же устанавливается на некотором расстоянии от кузова.

Практическая аэродинамика

Выполнение нескольких несложных правил позволит вам получить экономию из воздуха, снизив расход топлива. Однако эти советы будут полезны только тем, кто часто и много ездит по трассе.

При движении значительная часть мощности двигателя тратится на преодоление сопротивления воздуха. Чем выше скорость, тем выше и сопротивление (а значит и расход топлива). Поэтому если вы снизите скорость даже на 10 км/ч, сэкономите до 1 л на 100 км. При этом потеря времени будет несущественной. Впрочем, эта истина известна большинству водителей. А вот другие «аэродинамические» тонкости известны далеко не всем.

Расход топлива зависит от коэффициента лобового сопротивления и площади поперечного сечения автомобиля. Если вы думаете, что эти параметры заложены на заводе, и автовладельцу изменить их не под силу, то вы ошибаетесь! Изменить их совсем несложно, причем можно добиться как положительного, так и отрицательного эффекта.

Что увеличивает расход? Непомерно «съедает» топливо груз на крыше. И даже бокс обтекаемой формы будет отнимать не менее литра на сотню. Нерационально сжигают топливо открытые во время движения окна и люк. Если перевозите длинномерный груз с приоткрытым багажником — тоже получите перерасход. Различные декоративные элементы типа обтекателя на капоте («мухобойки»), «кенгурятника», антикрыла и других элементов доморощенного тюнинга хоть и принесут эстетическое наслаждение, но заставят вас дополнительно раскошелиться. Загляните под днище — за все, что провисает и выглядывает ниже линии порога, придется доплачивать. Даже такая мелочь, как отсутствие пластиковых колпаков на стальных дисках, повышает расход. Каждый перечисленный фактор или деталь по отдельности увеличивают расход не на много — от 50 до 500 г на 100 км. Но если все суммировать, «набежит» опять же около литра на сотню. Эти расчеты справедливы для малолитражных автомобилей при скорости 90 км/ч. Владельцы больших автомобилей и любители блльших скоростей делайте поправку в сторону увеличения расхода.

Если выполнить все вышеперечисленные условия, мы сможем избежать излишних трат. А можно ли еще снизить потери? Можно! Но это потребует проведения небольшого внешнего тюнинга (речь идет, конечно, о профессионально выполненных элементах). Передний аэродинамический обвес не дает воздушному потоку «врываться» под днище автомобиля, накладки порогов прикрывают выступающую часть колес, спойлер препятствует образованию завихрений за «кормой» автомобиля. Хотя спойлер, как правило, уже включен в конструкцию кузова современного автомобиля.

Так что получать экономию из воздуха – вполне реально.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: