Воскресенье, 19.05.2024, 21:31 | Приветствую Вас Гость

Аэродинамика

2. Аэродинамика

Аэродинамика является одним из наиболее важных аспектов современного болида Формулы-1. Огромная часть бюджетов команд тратится на моделирование воздушных потоков обтекающих машину сверху, снизу и по бокам. Задачей этих исследований является не только добиться от набегающего потока создания прижимной силы при минимальном коэффициенте сопротивления, но также заставить его (поток) работать на охлаждение некоторых систем, включая тормоза, двигатель и трансмиссию. В основном, во время проведения Гран-При, из аэродинамических элементов регулировкам подвергаются углы установки крыльев и высота дорожного просвета (клиренс).

2.1. Крылья

Крылья на машине Формулы-1 на самом деле не являются крыльями в прямом значении, так как они не создают прижимную силу исключительно за счёт разности скоростей обтекающих их воздушных потоков (на автомобилях американских серий CART и IRL на суперспидвеях действительно используются профилированные крылья). Крылья в Формуле-1 являются скорее спойлерами, рассекающими и завихряющими набегающий воздушный поток. Этот воздушный поток, таким образом, создаёт прижимную силу за счёт аэродинамического сопротивления (трения).

Угол установки заднего крыла - это всегда компромисс между прижимной силой на задней оси и максимальной скоростью. Больший угол обеспечивает большую прижимную силу, но также и создаёт значительно большее сопротивление, тем самым серьёзно снижая максимальную скорость автомобиля. При установке угла заднего крыла вам следует добиваться максимально возможной прижимной силы, но так, чтобы это не влияло на способность автомобиля достигать конкурентоспособного значения максимальной скорости.

Переднее крыло не создаёт такого значительного сопротивления при движении, даже при установке на максимальный угол. Таким образом, следует использовать максимально возможное значение угла атаки переднего крыла, насколько это возможно, не нарушая баланса между осями машины. Случается, хотя и не очень часто, что угол переднего крыла изменяют во время гонки на пит-стопе.

2.2. Ожлаждение двигателя и тормоза

Те же самые потоки воздуха, что обтекают машину во время движения, перенаправляются на охлаждение радиаторов и тормозов. Воздухозаборники охлаждения тормозов (cooling ducts) расположены внутри каждого колёсного узла, и слегка выступают вперёд. Они необходимы для усиления и направления воздушного потока на тормозные диски, и имеют семь вариаций размера. Позже, в разделе, посвящённом износу тормозов, мы рассмотрим также их (тормозов) температуру и охлаждение.

По бокам машины расположены воздухозаборники радиаторов двигателя и трансмиссии. В зависимости от условий трассы и размеров радиаторов, сечение воздухозаборникров может изменяться. Чем меньше отверстие, тем меньше сопротивление воздуха создаётся при прохождении набегающего потока сквозь конструкции кузова, но и тем хуже охлаждаются радиаторы. Здесь также следует заметить, что двигатель работает наиболее эффективно при рабочей температуре 107.3 °C. Перегрев двигателя наступает при температуре 110.6 °C, а при 113.9 °C срок службы мотора уменьшается вдвое.

2.3. Дорожный просвет (клиренс) и задний диффузор

Поток воздуха, протекающий под кузовом машины, также создаёт прижимную силу, в основном в задней части автомобиля. Воздух, находящийся у земли, тщательно распределяется под и вокруг специальной планки, прикреплённой к днищу машины. Из-за небольшого просвета между дорожным полотном и планкой давление этого потока резко возрастает (эффект "вентури"). Отсюда, благодаря конструкции заднего диффузора, воздушный поток резко ускоряется. Конструкция диффузора позволяет дозировать количество воздуха под машиной, а затем, за счёт формы выходного сечения увеличивать его объём на выходе. Примерно так же крыло самолёта создаёт подъёмную силу из-за разности скоростей и, соответственно, давлений воздушных потоков обтекающих его сверху и снизу, так и диффузор создаёт пониженное давление под машиной за счёт ускорения воздушной струи. Это "присасывание" обеспечивает бесплатную (т.е. без увеличения сопротивления – прим. переводчика) прижимную силу. Тем не менее, она очень и очень эффективна.

Эта прижимная сила возрастает при уменьшении клиренса машины. Именно поэтому мы стремимся, чтобы дорожный просвет был как можно меньше, не допуская вместе с тем значительного износа планки из-за шкрябания днищем об асфальт. Грубо клиренс определяется жёсткостью пружин, которая в свою очередь определяется исходя из желаемой жёсткости подвески. Более точно желаемый дорожный просвет настраивается с помощью ограничивающих ход подвески буферов (см. рис. на следующей станице).

Резюме:
Угол заднего крыла: определяет баланс между прижимной силой и максимальной скоростью на прямых.

Угол переднего крыла: определяет баланс между передней и задней частью автомобиля.
Дорожный просвет: следует устанавливать как можно меньшее значение, не допуская при этом, что бы нижняя планка задевала асфальт.

Вся информация взята с сайта http://NewLink.ru

Календарь

Мини-чат

Статистика
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0