Таблица 1.1 | ||||||||||||
|
Продолжение таблицы 1.1 | |||||||||||||
|
Первый этап (1900-1920 гг.) был характерен заимствованием и прямым переносом в кузовостроение тел вращения и обтекаемых форм из других областей техники: дирижаблестроения, судостроения и др. К числу первых обтекаемых автомобилей следует отнести имевший электрический привод автомобиль Дженатца (рис 1.1.а). Его кузов в форме торпеды с отношением длины к диаметру, равным 4, имел хорошую обтекаемость, что позволило автомобилю достигнуть очень высокой по тем временам (1899 г.) скорости в 106 км/ч. Другим примером использования обтекаемых форм является автомобиль «Альфа Ромео» (рис. 1.1,6), кузов которого был заимствован из дирижаблестроения (1912 г.). Были также разработаны обтекаемые кузова, задняя часть которых была выполнена в виде «остова корабля».
Ретроспектива
|
Первый автомобиль, преодолевший отметку в 100 км/ч (1899 г.). Приводился в движение двумя электромоторами суммарной мощностью 67 л. с. Масса – 1000 кг. Максимальная скорость 105 км/ч. |
В начале прошлого века, когда автомобили только зарождались, их скорость едва превышала 40км/ч, а форма походила на карету, об аэродинамике, естественно, не задумывались – при величине Cx около единицы те модели едва ли могли поспорить по обтекаемости даже с пресловутым кирпичом. Однако все же находились энтузиасты, уделявшие этому внимание. Главным образом, то были разработчики рекордных автомобилей и тех, что мы бы сейчас назвали «концепт-карами».
Второй этап (1921-1960 гг.) - это период разработки и создания автомобильных кузовов обтекаемых форм. Все имевшиеся тогда достижения в аэромеханике в части улучшения обтекаемости, в том числе в самолетостроении, применялись при создании обтекаемых автомобилей.
После Первой мировой войны создание обтекаемых кузовов началось одновременно в ряде стран. При этом широко использовались оставшиеся бездействующими самолетные аэродинамические труды и информация по аэродинамике самолетов. Особенно интенсивные разработки в области автомобильной аэродинамики велись в этот период в Германии. Известный авиаконструктор Румплер разработал кузов автомобиля, который в плане имел форму профиля крыла. Чтобы полезно использовать сильно зауженную заднюю часть кузова, двигатель у этого автомобиля был размещен сзади. По результатам испытаний, выполненных в 1979 г. в аэродинамической трубе фирмы «Фольксваген» (Германия) на представленном немецким автомобильным музеем оригинале этого автомобиля, его коэффициент Сх = 0,28. Показанный в табл. 1.1 гоночный автомобиль «Бугатти» был разработан в 1923 г. Кузов этого автомобиля представлял собой также профиль крыла, но расположенного горизонтально.
|
Рис. 1.1. Первые автомобили с обтекаемыми кузовами: а) «Дженагца»; б) «Альфа Ромео»; в) «Адлер-Триумф»; г) «Тагра-87» |
Кузова, разработанные Джереем, содержат элементы крыловидных профилей и тел вращения. В основу его идеи формообразования кузова положена комбинация из двух хорошо обтекаемых тел: нижнее представляло собой крыловидный профиль, на который перпендикулярно устанавливался либо симметричный обтекаемый профиль, либо полутело вращения. Предложенная Джереем концепция формообразования кузова была в 1934 г. реализована в спортивном автомобиле «АдлерТриумф» (рис. 1.1.в). Он имел привод на передние колеса, а рабочий объем двигателя составлял 1,5 л. Серийным автомобилем. имевшим форму кузова «Джерея», была разработанная в 1940 г. в Чехословакии «Татра-87» (рис. 1.1,г). Относительное удлинение кузова было меньше, чем у «Адлер-Триумф»: 2,9 против 3,3. Восьмицилиндровый двигатель размещался сзади. По результатам испытаний в аэродинамической трубе фирмы «Фольксваген» значение коэффициента С, для этого автомобиля составило 0,36.
В это же время ряд разработок в области обтекаемых кузовов был выполнен американскими исследователями: Фишлаем, Хилдом, Лэем, Рейдом. Представленные в табл. 1.2 модели автомобилей с разработанными ими на базе полутел вращения кузовами с утопленными в них колесами имели более чем в три раза меньший С„ чем модели серийных автомобилей, выпускавшихся в США в 1922-1933 гг. Среди этих работ следует выделить результаты исследований сотрудника Мичиганского университета Лэя. Системно изменяя форму автомобиля спереди и сзади, Лэй показал ее влияние на коэффициент аэродинамического сопротивления Сд.. Полученные им результаты приведены на рис. 1.2. В это время для снижения аэродинамического сопротивления автомобиля значительно удлиняли хвостовую часть кузова, что обеспечивало улучшение обтекаемости за счет уменьшения спутного следа. Однако при этом росли габариты автомобиля, что отрицательно сказывалось на его маневренности.
Ближе к концу шестидесятых, облик обычных европейских автомобилей также начинает дрейфовать в сторону большей спортивности, однако, в намного меньшей степени, чем в Северной Америке. В целом, по итогам шестого десятилетия XX века, европейские автомобили оставались в целом куда более консервативными по сравнению с американскими — впоследствии, это соотношение изменится на совершенно противоположное.
седанами механику, но никак не внешность.
Renaul Caravelle объединял заурядную, даже примитивную техническую основу базовой модели — и очень привлекательный двуместный кузов c дизайном от Ghia
В семидесятые годы явно доминировали наследники «консервативного» направления в американском дизайне. Знаковым для семидесятых годов оказался дизайн Lincoln Continental Mark III 1968 модельного года. Это был первый серийный американский автомобиль с темой фальшрадиаторной решётки, позаимствованной из фирменного стиля автомобилей Rolls-Royce, — узкой, хромированной, в виде фронтона античного храма. Эта решётка настолько прижилась на американских автомобилях, что стала одной из характерных деталей стиля семидесятых и восьмидесятых годов.
у
Lincoln Continental начала шестидесятых.
Середина девяностых годов характеризуется распространением так называемого «биодизайна», имитирующего характерные для живой природы обтекаемые формы. Существовавшие ранее тенденции к обтекаемости доводятся до крайности, и автомобили приобретают очень округлую, «зализанную» форму, похожую на окатанную гальку.
Широкое использование компьютерных технологий при проектировании кузовов позволило создавать поверхности куда более сложной формы, чем раньше, а использование промышленных роботов нового поколения позволило точно сопрягать такие сложные кузовные панели при сборке.
Те же компьютеры позволили создавать и фары практически произвольной формы, впервые отойдя от двух хорошо известных видов оптических элементов — круглых и прямоугольных или близких к ним по форме. Несмотря на сравнительно высокую себестоимость изготовления, блок-фары сложной формы сразу же получили большое распространения благодаря возможности при помощи формы фар индивидуализировать внешность автомобиля, сделать её более характерной. 
5. Современные способы борьбы с аэродинамическими эффектами.
Если раньше они трудились над созданием оптимальной аэродинамической формы, то отныне их работа заключалась в оптимизации предложенного дизайнерами проекта. То есть в последовательном изменении отдельных частей кузова, таких, как переходы, выступы, спойлеры, с целью снижения сопротивления воздуха при минимальном вмешательстве в дизайн. И хотя это означало гораздо меньшую свободу действий, тем не менее, на практике такой подход оказался весьма эффективным. В частности, в 70-ых он помог удержать Cx на уровне 0,45, несмотря на переход к более угловатым формам кузова, а в дальнейшем, особенно с появлением мощных суперкомпьютеров, позволил неизменно совершенствовать аэродинамику автомобилей вплоть до наших дней.
Но как же при столь ограниченном вмешательстве удалось достичь почти такой же обтекаемости, что и у кузовов, изначально спроектированных с учетом аэродинамики? Оказывается, факторов, принципиально влияющих на обтекаемость, не так уж и много. Их мы сейчас и рассмотрим.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
