Прижимная сила (аэродинамика)
 | Страницу в данный момент активно редактирует участник Викидим. |
Прижимная сила — аэродинамическая сила, прижимающая автомобиль к дорожному покрытию[1]. Эта сила улучшает сцепление покрышек автомобиля с дорогой и тем самым улучшает его манёвренность, торможение и разгон.
Роль в конструкции гоночных автомобилей
Для гоночных автомобилей с открытыми колёсами (включая Формулу 1), прижимная сила является одним из четырёх важнейших характеристик дизайна (наряду с мощностью двигателя, весом, и покрышками) по крайней мере с 1970-х годов[2], самый важный по состоянию на начало XXI века[3]. Известен случай, когда менее мощный 8-цилиндровый двигатель Cosworth DFV с конца 1960-х годов и до начала 1980-х крайне успешно конкурировал со значительно более мощными 12-цилиндровыми оппозитными двигателями просто потому, что V-образная, узкая внизу, форма двигателя DFV предоставляла бо́льшую свободу в конструировании днища автомобиля и обеспечивала более высокую прижимную силу с использованием эффекта земли[4][5]. Осознание того, что прижимная сила как аэродинамическая характеристика важнее лобового сопротивления пришло постепенно в начале 1960-х годов. Хотя уже в 1956 году швейцарский инженер Майкл Мэй[англ.] установил первое антикрыло на Порше 550, даже в начале 1960-х годов некоторые специалисты по аэродинамике подчёркивали, что самым важным для гоночного автомобиля является лобовое сопротивление[3].
В течение 15 лет с середины 1960-х годов конструкторы сумели утроить прижимную силу, вынудив внести изменения в правила Формулы 1 для обеспечения безопасности[6][3]. Период с 1978 по 1982 год характеризуется как «революция эффекта земли»[5]. Команды, избравшие оппозитные двигатели почти метровой ширины, были вынуждены прибегать к отчаянным мерам. Именно тогда команда Брэбем построила знаменитый BT46B, в котором гигантский вентилятор, предназначенный якобы для охлаждения двигателя, на самом деле отсасывал воздух из-под днища, увеличивая прижимную силу (после одной — победной — гонки эта конструкция больше не использовалась из-за опасного разбрасывания вентилятором мусора с поверхности трека). Команда Феррари, также избравшая оппозитные моторы, не верила в реальность эффекта земли, сконцентрировалась на усовершенствовании двигателя и шасси — и безнадёжно проигрывала вплоть до 1981 года, когда с приходом нового главного инженера курс был изменён[5].
Необходимость поддержания постоянного зазора для использования эффекта земли была основной причиной перехода от алюминиевых к более жёстким углепластиковым корпусам (1980 год, команда Макларен)[5].
В молодёжных формулах применение устройств для увеличения прижимной силы ограничено или вообще запрещено[3].
Устройства для повышения прижимной силы
Антикрыло
Принцип действия антикрыла аналогичен перевёрнутому крылу самолёта: при обтекании воздушным потоком крыло создаёт силу, но не подъёмную, а прижимную. В ранник конструкциях антикрылья располагались на стойках над центром автомобилю, современные болиды Формулы 1 имеют два антикрыла: переднее и заднее[источник?]. Немногочисленные серийные автомобили с антикрылом используют заднее расположение на багажнике.
После неудачного эксперимента Мэя (его машину не допустили к гонкам) следующую попытку сделал через десять лет Джим Холл[англ.]. Его Chaparral 2E CanAm[англ.] с крылом, смонтированным на высоких подпорках, был немедленно скопирован другими командами. Высокое расположение антикрыла привело к ряду аварий и призывам запретить его использование, но после консультаций с конструкторами крылья были сохранены, но с существенными ограничениями. В течение 1970-х годов антикрылья распространились и на другие категории автомобилей[3].
Поначалу антикрылья Формулы 1 были подвижными, с изменяемым углом атаки, но правила быстро запретили такую конфигурацию: все «аэродинамические» устройства должны оставаться неподвижными по отношению к корпусу[3].
Юбка
Термин «юбка» в русском языке имеет два значения: так иногда называется передний спойлер (см. ниже), а также этим термином обозначаются гибкие свесы по сторонам корпуса, предназначенные отделения воздушного потока под днищем. Введённые командой «Лотус» в 1978 году гибкие скользящие юбки были успешны (в сочетании с профилирование днища для создания эффекта Вентури), но уже в 1981 году они были запрещены[7], так как иногда отрывались и создавали опасность на треке.
Вентилятор
Спойлер
Диффузор
Примечания
- ↑ Глоссарий // Мартин Роуч. Автомобили. Самые дорогие и самые мощные суперкары всех времен. АСТ, 2017. С. 253.
- ↑ Wright.P.G., Formula 1 Technology, Society of Automotive Engineers, Warrendale, PA, 2001. (англ.)
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Макбит, 2017.
- ↑ Hughes, Mark (2004) The Unofficial Complete Encyclopedia of Formula 1, p. 55, Lorenz Books, ISBN 0-7548-1509-9 (англ.) С. 55.
- ↑ 1 2 3 4 Jenkins, Mark, Steven Floyd. Trajectories in the evolution of technology: A multi-level study of competition in Formula 1 racing // Organization studies 22.6 (2001): 945—969. (англ.)
- ↑ P.G. Wright. The influence of aerodynamics on the design of Formula One racing cars // International Journal of Vehicle Design 3(4):383 — 397. November 1982. doi:10.1504/IJVD.1982.061285
- ↑ Чжан, 2006, с. 40.
Литература
- McBeath, Simon. Competition car downforce: a practical guide. GT Foulis, 1998. 192 с. (англ.) ISBN 978-0854299775
- Agathangelou, Ben, Gascoyne, Mike. Aerodynamic Design Considerations of a Formula 1 Racing Car. SAE Paper No. 980399, Society of Automotive Engineers, Warrendael, PA, 1998.
- Simon McBeath. Competition Car Aerodynamics. — Veloce Publishing Ltd, 2017. — 320 p. (англ.)
- Zhang X., Toet W., Zerihan J. Ground effect aerodynamics of race cars (англ.) // Applied Mechanics Reviews. — 2006. — Vol. 59, no. 1. — P. 33—49.
 | Это заготовка статьи об автомобилях. Помогите Википедии, дополнив её. |