Аэродинамику автомобилей исследуют методами НАСА

 


В условиях повторяющихся кризисов, растущей цены на углеродное топливо инженеры, проектирующие современные автомобили, вынуждены принимать во внимание необходимость снижения расхода топлива. Направлений решения этой задачи немало – это и усовершенствование существующих бензиновых или дизельных двигателей с целью повышения кпд, и разработка новых типов двигателей – электрических или гибридных... Варианты решения этой задачи могут радикально отличаться, но неизменно одно: разработчикам неизбежно придется учитывать аэродинамические показатели автомобиля.

Так, в журнале «За рулем» была опубликована в свое время ставшая классической иллюстрация, наиболее полно отражающая влияние всех «обременений» автомобиля на его аэродинамические показатели:

Авто 1.jpg

В зеленый цвет окрашены детали, снижающие сопротивление, в красный – способствующие его повышению. Очевидно, что наиболее проблемные с точки зрения аэродинамики места – установленные «кенгурятник», антикрыло, багажник на крышу автомобиля и детали днища.

Необходимость поиска оптимальной формы деталей автомобиля требует решения еще одной трудоемкой задачи – получение полной картины движения воздушных потоков вокруг автомобиля в процессе движения. Эту задачу не всегда можно решить методами математического моделирования. Для наблюдения возникающих потоков исследователями предложен оригинальный вариант визуализации с возможностью фиксации изображения.

В предложенном методе автомобиль помещается в аэродинамическую трубу (туннель), где на него направляется воздушный поток, содержащий мелкие мыльные пузырьки диаметром около трех миллиметров, заполненные гелием (или смесью гелия с воздухом). Процесс движения пузырьков записывается с помощью видеокамер. Описываемый способ имеет ряд преимуществ по сравнению с методом, в котором используются сенсоры, фиксирующие давление воздушных потоков на различные части автомобиля. Видеозапись движения пузырьков дает представление об общей аэродинамике автомобиля.

В автомобилестроение метод «мыльных пузырьков» пришел из космической отрасли. Именно таким способом специалисты из НАСА изучали аэродинамику Шаттлов.