Преместването на големи машини на колела е лесно, но как

Преместването на огромни машини на колела е елементарно, само че по какъв начин да го извършите дейно е напълно друга история. При колите напредването надвишава елементарното съществуване на средство за напредване, като има няколко метода за реализиране на допустимо най-бърз резултат.

Става въпрос да вземем за пример за понижаване на тежестта, с цел да се понижи усилието, което моторът би трябвало да постави, с цел да приведе в придвижване забележителна маса. Друг метод е да се поправя задвижващият елемент, с цел да се изстиска толкоз мощ, колкото е належащо.

Но един от аспектите, който въздейства както върху естетиката, по този начин и върху успеваемостта, е аеродинамиката.

Материалът е дело на JOSEPH PAOLO ESTABILLO от carbuzz. 

Какво съставлява аеродинамиката?

Аеродинамиката се отнася до метода, по който въздухът се държи, когато даден обект минава през него, изключително до метода, по който това води до силите, които въздухът упражнява върху придвижването на обекта. Този набор от познания е част от клон на физиката, прочут като динамичност на флуидите, който обгръща проучването на течности и газове, които се движат.

Не се заблуждавайте от частта „ аеро “ в термина, защото аеродинамиката включва всичко, което се движи в дадена атмосфера. Казано по-просто, тази област на проучване не се лимитира единствено до машините, свързани с полети, като фризби, хвърчила, самолети и ракети, само че включва и сухопътни транспортни средства, като мотоциклети и коли.

Съществуват четири сили, които въздействат върху метода, по който даден обект се движи във въздуха:

Тегло – резултатът на земното притегляне върху масата на даден обект. Колко мощно би трябвало да бъде отблъскването против гравитацията зависи от това какъв брой тежи обектът.

Подемна мощ – тя изтласква обекта нагоре, с цел да противодейства на силата на тежестта, като служи като диаметралност на тежестта.

Тяга – силата, която придвижва обекта напред. При задвижваните обекти тя се обезпечава от мотора.

Съпротивление – противоположна на тягата мощ, която се опълчва или забавя движещия се обект. В идеалния случай тягата на обекта би трябвало да е по-голяма от съпротивлението, с цел да се поддържа придвижването напред.

Аеродинамично противодействие

Колкото по-аеродинамичен е един обект, толкоз по-плавно се движи във въздуха, защото има по-малко противодействие. Когато мерят какъв брой елементарно даден обект се плъзга във въздуха, инженерите употребяват число, наречено коефициент на противодействие (измерван като Cd) – стойност, която дефинира какъв брой обтекаем е обектът, с цел да се бори с резултата на въздушното противодействие.

Колкото по-нисък е коефициентът на противодействие на обекта, толкоз по-малко е съпротивлението на въздуха, което той среща, защото се следи, че е по-обтекаем.

Формата (и надлежно дизайнът) играе решаваща роля за това какво е съпротивлението на обекта. Коефициентът на противодействие на куб може да бъде Cd=1,05, а на конус със подострен край, ориентиран напред, Cd=0,50.

Полусфера може да има коефициент на противодействие 0,42 Cd, само че сплескването ѝ в обтекаема форма или форма на сълза води до невисок коефициент на противодействие от 0,04.

Повечето кръгли повърхности не се въздействат толкоз от съпротивлението, колкото плоските, а тесните повърхности нормално са по-малко податливи на противодействие, в сравнение с необятните. Като общо предписание, в случай че има повече повърхности върху обект, върху който влияе въздухът, резултатът е по-голямо аеродинамично противодействие.

Защо аеродинамиката е от голяма важност при проектирането на коли

Производителите на коли желаят колите им да имат допустимо най-висока продуктивност и успеваемост, както за задачите на продажбите, по този начин и с цел да се “хвалят ”. 

За тази цел те желаят да сведат до най-малко съпротивлението при проектирането. Това е по този начин, тъй като съпротивлението провокира търкане, което се усилва, колкото по-бързо се движи автомобилът, което кара мотора да изразходва повече гориво единствено с цел да се движи.

Но това не е всичко. Ако автомобилът не е аеродинамично усъвършенстван, той може да създава по-голямо количество звук от вятъра, което прави даже късите пътувания неуместни за пасажерите. Ако пък се генерира незадоволително прилепяне по отношение на мощността на мотора, автомобилът може да се окаже неустойчив, което го прави рисков за шофиране при високи скорости.

За малко повече от десетилетие след представянето на модела Т на Форд през 1908 година инженерите стартират да виждат смисъл в намаляването на съпротивлението посредством възстановяване на силуета на автомобила. В наши дни автомобилните производители разчитат както на компютърно моделиране, по този начин и на проби в аеродинамични тунели за премерване на аеродинамиката на автомобила, които от време на време се употребяват в композиция с преносим път за приемане на по-точни резултати.

Електрическите коли са изключително чувствителни към аеродинамиката, защото разчитат на невисок коефициент на противодействие, с цел да подобрят успеваемостта и пробега си.

10 от най-аеродинамичните коли в историята

Има доста неща, които би трябвало да се вземат поради, когато става въпрос за авто дизайн, и задачата играе огромна роля. Някои форми изискват вътрешно пространство и еластичност, дружно с щипка образна заплашителност. В същото време други слагат акцент върху скоростта, ръководството и успеваемостта – като се изключи че предават чувство за “поезия в придвижване ”.

Още през 50-те години на предишния век производителите на коли изследват въздействието на съпротивлението върху мощните коли. Коефициентът на противодействие на сегашните леки коли нормално варира сред 0,25 и 0,30 Cd, като при SUV колите доближава до 0,45 Cd заради тяхната маса.

Нека да разгледаме някои от автомобилните отличници, които в един или различен миг завладяват автомобилната промишленост във връзка с способността им да се плъзгат грациозно в ефира.

И не се изненадвайте, че в този лист ще видите редица електрически автомобили, защото те се трансфораха в плакатите на аеродинамичния дизайн за серийни коли.

10. Saab 92

Моделът 92 е първият сериен модел на към този момент несъществуващия шведски авто производител. Има основателна причина този модел да е върхът на аеродинамиката на четири колела за времето си, защото той се възползва директно от историята на Saab като производител на самолети.

Предхождащ актуалните автомобилни аеродинамични технологии, 92 вместо това е изпълнен с аеронавигационни трикове, като да вземем за пример каросерия, щампована напълно от един лист метал, и фарове, ситуирани в една низина с каросерията.

Всичко това в композиция дава на Saab коефициент на противодействие 0,230 Cd, невиждан за времето си.

9. Toyota Prius

Дългогодишният модел Prius на Toyota се отличава с това, че е първият всеобщо създаван хибриден автомобил в историята на автомобилостроенето, както и с това, че към септември 2022 година е най-продаваният хибриден автомобил в света с 5 милиона закупени от клиенти бройки. 

Моделът от пето потомство получава нарастване на размерите по отношение на предходната итерация във връзка с дължината, широчината и междуосието. Въпреки че това надлежно усъвършенства вътрешното пространство, увеличените размери имат и леко отрицателен резултат върху аеродинамиката, защото новият Prius обезпечава коефициент на челно противодействие 0,27 Cd, с към 0,03 Cd повече от предшественика си.

8. Opel Calibra

Доказателство за това, че аеродинамиката не е безусловно присъща единствено за коли, проектирани с съществена цел икономисване на гориво, Opel Calibra е считан за “най-хлъзгавия ” сериен автомобил в света, когато дебютира през 1989 година Коефициентът на челно противодействие от 0,26 Cd е резултат от проби в аеродинамичен тунел в Холандия, довели до промени като стеснена задна талия, понижени пролуки сред панелите и изравнени дръжки на вратите.

Това обаче не трае дълго, защото варианти като задвижване на четирите колела, мотор V6 и турбопълнене при разновидностите на Calibra за осъществяване усилват коефициента на челно противодействие до 0,29 Cd. Въпреки това Calibra резервира купата си на аеродинамичен първенец в всеобщото произвеждане през идващото десетилетие, до момента в който не е детронирана от Honda Insight, която се отличава с коефициент на противодействие 0,25 Cd.

7. Porsche Taycan

Първият серийно създаван електрически автомобил на Porsche се отличава с респектиращ коефициент на противодействие от 0,22 Cd, което е допустимо с помощта на най-съвременната 3D изчислителна динамичност на потока, приспособена от дизайна на прототипа Mission E.

Прибиращите се дръжки на вратите и спойлерът, съчетани със относително късия нос, окуражават изказванието на Porsche, че аеродинамиката на Taycan е най-висока от всички модели в портфолиото на автомобилния производител. Само разновидността Turbo S има малко по-висок коефициент на противодействие от 0,25 Cd.

6. Hyundai Ioniq 6

Този средноразмерен седан със жанр фастбек е второто предложение в границите на линията електрически коли Ioniq на Hyundai, която сама по себе си е отделена от серийния хибриден концептуален автомобил i-oniq от 2012 година, от който през 2016 година се появи истинският стилен лифтбек Ioniq.

Ръководителят на отдела за стилистика на Hyundai в Китай Саймън Лоасби споделя, че Ioniq 6 черпи образно ентусиазъм от модели като Saab Ursaab, Phantom Corsair и Stout Scarab, което проличава по извитата линия на колана и наклонения покрив.

Тези на пръв взор винтидж въздействия на стриймлайнера работят дружно, с цел да обезпечат съвременна аеродинамика, като Ioniq 6 реализира коефициент на противодействие 0,21 Cd. Това най-ниският индикатор, който Hyundai може да предложи. На други места дизайнът е довел и до най-високите резултати за сигурност при конфликт в Euro NCAP по критерии като сигурност на възрастните пасажери, сигурност на децата и отбрана на пешеходците.

5. Tesla Model S

Изпълнителният седан с четири порти на Tesla за първи път се появи на сцената през 2012 година, като се отличаваше с коефициент на противодействие 0,24 Cd. От позиция на аеродинамиката това го прави по-остър от Prius за същата моделна година. През 2015 година и 2016 година Model S означи най-високите продажби от всички електрически автомобили в света, до момента в който Model 3 не взе короната.

На своя уеб страница Tesla твърди, че с помощта на корекциите, които е направила през годините, коефициентът на противодействие на Model S е намалял до 0,208, като твърди, че това е най-аеродинамично ефикасният сериен автомобил в света.

Елегантността на Model S му разрешава да се възползва изцяло от преимуществата на мощността, обезпечена от трите електромотора на върховата трансформация Plaid, с време от 0 до 100 км/ч от 2,07 секунди.

4. Lucid Air

Опровергаването на изказванието на Tesla за Model S като “най-хлъзгавия ” сериен автомобил е EQS Sedan, електрическият кандидат от Mercedes-Benz. Този електрически пълноразмерен първокласен лифтбек изпреварва американския си противник на косъм с коефициент на въздушно противодействие от 0,202.

Впоследствие този коефициент е надминат от Lucid Air, който има коефициент на противодействие от едвам 0,197. Това е по-добре от първичната оценка от 0,21, която беше оповестена през 2020 година, което потвърждава, че постоянно има място за усъвършенстване.

3. General Motors EV1

Когато производителите на коли към момента се отнасяха с запаси към концепцията за електрическа подвижност, General Motors направи крачка напред с EV1. Той беше първият по рода си, както като всеобщо създаван модел, по този начин и като особено конструиран автомобил, който през цялото време беше умислен като електрически автомобил. EV1 в никакъв случай не беше продаван, а по-скоро отдаван на лизинг на клиенти, евентуално тъй като GM към момента не беше сигурен дали електрическите автомобили са печеливша дълготрайна инвестиция.

В EV1 има място единствено за двама пасажери, което значи, че GM може да си играе с пропорциите му за реализиране на оптимален аеродинамичен резултат. Рязко отрязаната му задница създаваше усещане за висок автомобил, само че EV1 се плъзгаше във въздуха с невероятните 0,19 Cd по време на придвижването си.

2. Volkswagen XL1

Общо 250 бройки, XL1 е третият опит на Volkswagen да предложи сериен хибриден автомобил, който може да реализира оптимален пробег с един литър гориво. В случая на XL1 това беше допустимо с помощта на хибриден задвижващ елемент в композиция с турбодизелов мотор Common Rail. Въпреки ниската мощ (68 к.с.), Volkswagen XL1 добави арсенала си за успеваемост с обтекаема каросерия, направена от леки материали.

Коефициентът на противодействие на най-ранния първообраз възлиза на 0,159 Cd, като в последна сметка се открива на 0,189 Cd все още на стартирането на лимитираната серийна версия през 2013 година Това го трансформира в най-аеродинамичния сериен автомобил, създаван в миналото (по това време). Volkswagen прави оценка XL1 на невероятните 0,9 л/100 км, които след това са ревизирани до към момента приличните 2 л/100 км в действителни условия.

1. Panhard CD LM64

Подобаващо, най-аеродинамичният автомобил в този лист е модел за моторни спортове: Panhard CD LM64, основан на общоприетия CD, който можеше да се похвали с коефициент на челно противодействие от 0,22 Cd с помощта на извънредно аеродинамичната си форма и каросерията от фибростъкло.

Предназначен за „ 24-те часа на Льо Ман “, LM64 употребява шасито на серийния CD, като заменя серийните задни ресори с навити.

Аеродинамикът Люсиен Романи, който работи с дизайнера на Panhard Шарл Дойч (на който е кръстен коефициента на противодействие – CD), прави радикални усъвършенствания на LM64. Покриването на фаровете, потреблението на капаци на четирите колела и слагането на две огромни отвесни перки откъм гърба спомага за постигането на коефициент на челно противодействие от едвам 0,12 Cd – достижение, което остава неподобрено и до през днешния ден.

И в случай че се чудите къде е Lightyear 0, автомобил, задвижван от слънчева сила, за който се твърди, че има Cd=0,175, компанията може би даже няма да съществува още дълго, тъй че не сме се занимавали с това.