Аэродинамические элементы у авто: какие виды существуют и для чего вообще нужны

Посещая по выходным или во время отпуска различные культурные мероприятия, вы наверняка, хотя бы раз, попадали на выставку спортивных автомобилей, а может даже, на профессиональные автомобильные гонки. Машины на таких мероприятиях поражают разнообразием расцветок и форм. Задавались ли вы когда-нибудь вопросом: “Зачем вообще автомобилю нужны выдающиеся элементы, спойлеры, антикрылья и воздухозаборники?” 

Такая конструкция гоночного автомобиля обусловлена, в первую очередь, особенностями его использования. Основная цель гонок – опередить всех соперников и первым дойти до финиша, а для этого необходимо развить максимальную возможную скорость движения.

Как появилась необходимость в аэродинамических элементах

Раньше в гонках принимали участи обыкновенные машины, которые технически совершенствовались мастерами-самоучками: улучшался двигатель, повышалась мощность, вносились другие технологические изменения. Однако, достигать больших скоростей, по сути, не удавалось. Гоночные машины лишь незначительно опережали обычные транспортные средства. Тут на помощь автоконструкторам пришла физика. Было замечено, что в среднем, наибольшую скорость развивают автомобили, корпуса которых имеют более скругленные углы и не имеют выпирающих деталей. Так, стало ясно, что для повышения показателя скорости необходимо улучшать аэродинамические свойства автомобиля. 

Этот принцип начали активно применять при проектировании гоночных машин, однако, со временем, обнаружились новые недостатки. Такие автомобили, несомненно, были быстрыми, но форма делала их уязвимыми перед дорогой: развивая большую скорость машина начинала “подскакивать” на дороге, что в итоге могло привести к серьезной аварии. Необходимо было снизить риск переворота машины на ходу, не жертвуя при этом скоростью. Для достижения этой цели был разработан целый ряд аэродинамических элементов для гоночных автомобилей.

Передний спойлер

Для того чтобы понять, как именно работает спойлер, нужно разобраться, почему автомобиль отрывается от земли на большой скорости. Здесь все дело в разнице давлений: между трассой и нижней частью автомобиля создается большое давление, в то время как над крышей давление низкое. Высокое давление под автомобилем возникает за счет скорости движения воздуха, а значит решать нужно именно эту проблему. 

Нижний спойлер как раз помогает в этом вопросе, попросту не пропуская потоки воздуха под дно машины. Таким образом, под автомобилем образуется область, где давление понижено, и транспорт как бы притягивается к земле за счет разницы в давлении. Для улучшения эффекта подобные элементы могут добавлять и по боковым сторонам корпуса – таким образом область под днищем, можно сказать, герметизируется от потоков ветра. Такое решение, однако, подходит не для всех автомобилей. Во-первых, дополнительные элементы не позволят ездить по неровным дорогам, так как будут постоянно тереться о дорожное покрытие, и в итоге просто отпадут. Во-вторых, не каждый конструктор станет применять эту технологию, так как, хотя ее эффективность очевидна, она создает дополнительное сопротивление на передней части кузова, нарушая аэродинамику, а значит, замедляет автомобиль, пусть и незначительно.

Граунд-эффект

Возможно, вы видели автомобили, дно у которых выгнуто вниз ближе к центру? Это еще одна технология, которая позволяет уберечь автомобиль от аварии. В противовес спойлерам был придуман этот вариант конструкции, который не ограничивает попадание воздуха под днище автомобиля, но ускоряет его движение настолько, что давление снижается. Воздух как бы проходит по узкому коридору, образованному прогнутым дном и трассой. При этом спереди и сзади у автомобиля дно, наоборот, приподнято, чтобы беспрепятственно впускать и выпускать воздух.  На задней части корпуса обычно расположены диффузоры – специальные пластинки, которые устанавливаются по направлению движения воздуха, и предназначены для разделения выходящего воздуха его ускорения.

Антикрыло

Суть работы этого аэродинамического элемента напрямую показана в его названии. Он выглядит как пластина, выполненная в форме перевернутого крыла: выпуклая снизу и плоская сверху, которая обычно крепится на задней части кузова. Ее особенная форма позволяет создать разницу давлений, за счет разницы в скорости движения воздуха. Крылья, например, самолета, работают следующим образом: верхняя их часть полукруглая, а нижняя - абсолютно плоская. Воздух огибает крыло с двух сторон, но за разное время. За счет формы крыла, снизу воздух проходит быстрее, чем сверху, за счет чего и происходит полет. С антикрылом все складывается наоборот: по плоской верхней части воздух проходит быстрее, чем по выпуклой нижней, что и создает прижимную силу для автомобиля, не давая ему отрываться от земли. Данная технология считается наиболее эффективной, не снижая при этом скорость автомобиля.

Воздухозаборник

Этот элемент не только делает внешний вид автомобиля более стильным и запоминающимся, но и выполняет важную функцию. Любой транспорт, долгое время работающий на большой мощности, имеет свойство нагреваться. Воздухозаборники представляют собой своеобразные кармашки в капоте (и других частях корпуса), которые обеспечивают свободную циркуляцию воздуха, а значит, активное охлаждение. Такая система снижает риск возгорания и выхода из строя элементов из-за перегрева. Конечно, воздухозаборники обычно защищаются металлической сеткой, которая должна предотвратить попадание крупного мусора и листьев внутрь спорткара. 

Однако, есть и недостаток: вместе с воздухом в кармашки, а значит и под капот попадает большое количество мелкого песка и пыли, поэтому уход за автомобилем и чистка элементов должны быть более тщательными, а все системы – регулярно проверяться. Такой автомобиль необходимо постоянно подвергать техническому осмотру, чтобы вовремя увидеть износ деталей, или засорившийся элемент.

Существует множество разнообразных решений для улучшения аэродинамических свойств автомобиля, а технологии в этом направлении постоянно развиваются. Все эти детали не только эффектно выглядят, создавая особенное впечатление, но и приносят совершенно реальную пользу, обеспечивая безопасность водителя во время гонки или простой поездки.