Аэродинамика WRC
19 март 2009, 20:04

Теория

Аэродинамика – наука, изучающая движение воздуха, в частности в момент его соприкосновения с движущимся телом. Понимая законы, управляющие движением воздуха вокруг тела, находящегося в движении, мы можем рассчитать силы, воздействующие на объект, такие как подъемная, прижимная сила и коэффициент лобового сопротивления.

Знания о воздействиях этих сил позволяют увеличивать или уменьшать их – а значит, заставлять тело вести себя так, как нам нужно. К примеру, Thrust SSC, автомобиль для установления рекорда скорости весом 3,859кг оставался прижатым к земле на скорости 1 227,93 км/ч именно благодаря использованию законов аэродинамики. При этом Boeing 747 весом 362,870кг отрывается от земли уже на 289,68 км/ч.

Автомобили серии WRC, которые находятся где-то между Thrust SSC и Боингом 747 в технологическом и аэродинамическом плане, имеет своё собственное сложное устройство. И знание о том, как извлечь максимальную пользу из потока воздуха вокруг автомобиля становится более чем важным, когда речь идет об огромном разнообразии условий на скоростях до 210 километров в час. «Мы используем воздух для трех задач: для охлаждения, снижения сопротивления и повышения прижимной силы», говорит Лорё.

Охлаждение

Подобно остальным автомобилям WRC, в автомобиле Focus RS WRC 08 воздух направляется через множество каналов и отверстий в передней его части для охлаждения механических компонентов. В основном охлаждение производится благодаря воздуху, проходящему через два широких горизонтальных воздухозаборника, расположенных один над другим прямо над передним номером.

«Через нижний воздухозаборник воздух поступает в 3 радиатора – двигателя, коробки передач и гидроусилителя руля», поясняет Лорё. «Верхний же предназначен для охлаждения воздуха в турбонаддуве, создающем массу тепла».

«Система охлаждения довольно сложно устроена. Однако, располагая наддув наверху, а другие радиаторы внизу, мы опускаем центр тяжести максимально низко».

После того, как воздух прошел через систему охлаждения, он по всем законам аэродинамики вытесняется электрическими вентиляторами через два прямоугольных выпускных отверстия в верхней части капота. «Поток воздуха не попадает в моторный отсек, поскольку вся система канализирована. Такой подход также позволяет нам получить преимущества в виде прижимной силы и уменьшенного сопротивления», говорит Лорё.

В отличие от дорожного Focus, на Focus WRC большая часть решетки над бампером закрыта заглушкой, а площадь справа от знака Ford используется исключительно для подачи воздуха в двигатель. Лорё: «Мы используем скорость машины, чтобы нагнетать воздух в воздушную коробку при помощи эффекта набегающего потока воздуха. Чем больше давления в воздушной коробке – тем больше мощность».
Снижение сопротивления

Коэффициент сопротивления автомобиля WRC зависит от его поверхности, а вернее сказать – от её размера. Поскольку регламент WRC ограничивает работы по изменению кузова, серьезно уменьшить сопротивление сложно. Другими словами, приходится иметь дело с характеристиками дорожной версии автомобиля.

«Но мы должны с максимальной пользой использовать то, что имеем». К примеру, канализация системы охлаждения позволяет нам снизить сопротивление, что подразумевает большую максимальную скорость и уменьшенное потребление топлива».

Воздухозаборник на крыше раллийного автомобиля, несомненно, повышает лобовое сопротивление, но Лорё уверен, что это лучшее из существующих сейчас (как, например, канализированный вентилятор) решений. «В любом случае это весьма эффективное решение, так как оно позволяет нам получить свежий воздух, чистый от пыли, и это прекрасный вариант охлаждения для водителей».

Прижимная сила в аэродинамике

Прижимная сила это давление, создаваемое аэродинамическими характеристиками автомобиля и улучшающее его управление. Оно создается путем обратного использования принципа, по которому для взлета самолета под крыльями создается подъемная сила.
Прижимная сила в автомобилях WRC была самой большой в эпоху «монстров группы B» в начале 1980х годов, когда такие автомобили как Peugeot 205 T16 и Audi Sport Quattro S1 были увешаны множеством спойлеров, сплиттеров и огромных антикрыльев, прижимавших их к земле. Однако с запрещением автомобилей группы B, большинство устройств для создания прижимной силы также были объявлены вне закона.

Поэтому сейчас жесткий технический регламент ограничивает прижимную силу, создаваемую для автомобилей WRC. Однако, по словам нашего эксперта, даже при нынешних ограничениях, существуют, пусть и небольшие, возможности для её создания.

Мы заинтересованы в создании прижимной силы в двух областях – спереди и сзади. Спереди мы достигаем желаемого благодаря управлению воздухом вокруг системы охлаждения и с помощью капота. Однако также существуют приспособления на переднем бампере, расширяющие его и создающие прижимную силу. Вся загвоздка в том, чтобы создать максимум давления, не создавая сопротивления. Это сложная задача.

В задней части автомобиля мы обязательно устанавливаем антикрыло. Его размеры прописаны в регламенте, равно как и его расположение, но затем мы проводим массу тестов в аэродинамической трубе, пытаясь придумать для крыла наиболее эффективную форму – опять же, создавая максимум давления и избегая сопротивления.

Одна из уникальных особенностей автомобиля WRC состоит в том, что он очень часто едет боком. Лорё: « Необходимо рассматривать поведение воздушного потока не только при движении в прямом направлении, но и в тех ситуациях, когда автомобиль едет боком. Это справедливо, пусть и в меньшей степени, и для автомобилей Формулы-1».
Так, аэродинамика вертикальных ребер на раллийных автомобилях разработана таким образом, чтобы создавать прижимную силу в тех ситуациях, когда автомобиль едет боком.

Перевод: Стас Маркевич

Уважаемые посетители!
Работа сайта требует много сил, времени и ресурсов, поэтому если Вам нравится наш проект, и Вы хотите чтобы он дальше существовал, то можете внести свой вклад в виде небольшого пожертвования.
Внести пожертвование можно на карту Сбербанка: 5469690016037849
Или через специальную форму ниже

Будем рады за любую помощь. Спасибо!))