за

Како функционира аеродинамиката кај автомобилите?

Отпор на воздух, коефициент cW – секој возач ги познава овие поими. Но, ретко кој знае што точно се крие зад нив. Аеродинамиката има многу тајни.

Некои прашања се чини дека имаат кристално јасни одговори. На пример, дали е поголем отпорот на воздух на четириесеттонски камион или на болид од формула 1? Во оваа споредба е јасно дека камионот нема шанси. Најаеродинамичниот сериски автомобил на светот, Mercedes CLA BlueEfficiency, има вредност на отпор на воздух од 0,22, додека кај тешките камиони тој изнесува меѓу 0,6 и 0,8.

Болидите во формула 1 се брзи и подвижни, но во поглед на отпорот на воздух тие се буквално како двокрилен орман. Вредностите на отпорот на воздух, односно на коефициентот cW, кај актуелните тркачи изнесува околу 1,2, што е исто како кај Ford Model T од 1908 година.

Спротивно на очекувањата, болид во формула 1 има полоша аеродинамичност од камион
Спротивно на очекувањата, болид во формула 1 има полоша аеродинамичност од камион

Што е причината за овие лоши вредности: Кај модерните тркачки болиди не е потребно само лесно пробивање низ воздухот. Тука повеќе решава потисокот, односно потребно е воздухот со сета сила да притиска врз спојлерите, за возачите да ги совладуваат свијоците колку е можно побрзо.

Патничките автомобили имаат други приоритети. Кај нив е основно каросеријата да произведува колку е можно помал отпор на воздухот, заради одржување ниска потрошувачка и високи брзини при возење по автопат.

Коефициентот cW служи само за споредба

Прашањето сега е што претставува таа толку спомнувана вредност cW? Одговорот: Тоа е ориентациска вредност и ништо повеќе од тоа. Вредноста cW се состои од c за контанта и W за отпор. Притоа станува збор за бездимензиска мера, односно за број на кого што не може да му се даде физичка големина.

Со оваа вредност првенствено се наведува квалитетот на формата која што се изложува на отпор каков што е воздухот. Вредноста cW претставува големина за споредба, за возачите да знаат дека автомобил со вредност 0,28 е поаеродинамичен од автомобил со вредност 0,4.

Вредноста cW е индикатор за аеродинамиката на автомобилот, но во основа е само едно мало делче од целата вистина. Кога се пресметува фактичкиот отпор на воздух, односно силата со која што воздухот му се спротивставува на автомобилот, потребно е да се познаваат уште неколку работи. Во пресметката мора да се вклучат брзината на автомобилот и некои други вредности, како густината на воздухот.

Како тоа да е недоволно комплицирано, па мора да се вклучи уште еден фактор: Челната површина на возилото. Наједноставно објаснето, тоа е површината која што се појавува како сенка врз ѕид кога автомобилот ќе се осветли однапред со рефлектор.

Комбинацијата на податоците за вредноста на cW и за челната површина (А) е најмеродавен показател при мерењето на возилата. Челната површина на возилото изразена во метри квадратни се помножува со коефициентот на отпор на воздух cW, односно се добива вредноста „cW x A“.

Mercedes е предводник во полето на аеродинамиката

Како меѓусебно влијаат вредноста cW и челната површина А се објаснува со еволуцијата на актуелниот знаменосец на Mercedes, на класата S. Првиот модел што беше развиен според начелата на аеродинамиката беше серијата W 126 од 1979 година, со вредност cW 0,359 – врв во тоа време. Челната површина на автомобилот изнесува 2,1283 метри квадратни, што помножено со вредноста cW дава 0,7641.

Класата S на Mercedes од серијата W 126 имаше вредност cW о,36 уште во 1979 година - рекорд во тоа време
Класата S на Mercedes од серијата W 126 имаше вредност cW о,36 уште во 1979 година – рекорд во тоа време

Наследникот W 140 од 1991 година ќе остане запаметен по тоа што не го собираше ниту на воз ниту во гаража. Челната површина од 2,39 метри квадратни беше неспоредливо поголема. Според тоа, за да се подобри аеродинамичноста на каросеријата мораше да се работи на намалување на отпорот на воздух, односно на коефициентот cW.

Капката е идеална форма за автомобил

Инженерите ги легнаа ветробранот и носот, го обложија подот и ставија рамни раткапни на тркалата. Тоа го намали коефициентот cW на 0,30. На тој начин се компензираа недостатоците од големата челна површина и вкупниот отпор на воздих се намали на 0,717.

Оттука би можело да се заклучи дека отпорот на воздух се смалува мошне едноставно. Заклучокот е дека колку каросеријата е помазна и со помеки премини, толку е помал отпорот на воздух. Но, вистината е многу посложена – автомобилот секогаш треба да претставува компромис во поглед на аеродинамичноста. Природата дава најдобар пример како изгледа тело со совршена аеродинамична форма. Но, овие форми не може да се пренесат целосно кај автомобилот. Пингвин има отпор на воздух од 0,03, а уште поефективна е капка со вредноста од 0,02.

Најдобро решение би бил автомобил во форма на капка. Извесен Едмунд Рамплер го експериментираше тоа уште во 1921 година. Неговото возило во форма на капка имаше коефициент на отпор на воздух 0,28, но кабината беше тесна и непрактична. Правилото е: Колку автомобилот е поаеродинамичен, толку неговата практичност е помала, и обратно – кога се бара практичен и просторен автомобил, тој никогаш не може да има врвна аеродинамичност. Затоа конструкторите постојано бараат најдобар компромис меѓу ефикасност и искористливост.

Аеродинамична каросерија имаше и Rumpler од 1921 година, но кабината беше тесна и непрактична
Аеродинамична каросерија имаше и Rumpler од 1921 година, но кабината беше тесна и непрактична

Тие ги мазнат носевите на возилата и ги монтираат браниците со тесни зјаеви за воздухот да не се вртложи. Покрај тоа, на багажникот се изведува раб со цел воздухот да струи зад возилото со минимално вртложење. Во исто време мора да се внимава патниците лесно да пристапуваат во кабината и да имаат доволно простор внатре.

Позитивните ефекти се огледуваат при повисока брзина

Колку е поголема брзината на возење, толку е поголем и ефектот од аеродинамичноста. При брзина од 60 километри на час, отпорот на воздухот е ист како отпорот на гумите. При полна брзина на автопат, 90 проценти од горивото се трошат за пробивање низ воздухот. Оптимирањето на аеродинамиката не се постигнува само преку каросеријата, туку и преку безброј детали што изгледаат небитно. Пример: Ако при возење ја испружите раката низ прозорец ќе забележите со колкав притисок дејствува воздухот. На тоа влијание се изложени деловите како ретровизорите или антените.

Потенцијалите на аеродинамиката во меѓувреме се речиси искористени и натамошниот напредок се одвива во мали чекори. Класата Е на Mercedes од серијата W124 во 1984 година имаше вредност cW 0,28, а до актуелната серија W 212 од 2009 година, вредноста се спушти на само 0,25. Од друга страна Opel Calibra во 1990 година, со cW 0,26 имаше иста вредност на отпорот на воздух како класата А на Mercedes од 2012 година.

Теоретски, вредност cW 0,20 се смета како граница на изводливоста за автомобил што ги задоволува стандардите за практичност. Овој праг може да се надмине само ако индустријата отстапи од традиционалниот пристап, односно ако се премине на користење на подвижни додатоци и делови од каросеријата кои што се приспособиваат според ситуацијата во возењето, со цел да се намали отпорот на воздух.

Натамошниот напредок во аеродинамиката е можен само со каросериски додатоци што се приспособуваат во повеќе степени според условите на возење, како кај актуелниот Porsche 911 Turbo
Натамошниот напредок во аеродинамиката е можен само со каросериски додатоци што се приспособуваат во повеќе степени според условите на возење, како кај актуелниот Porsche 911 Turbo

Авионите го приспособуваат струењето на воздухот со разни подвижни панели, што како принцип во авто индустријата се користи само во форма на заден спојлер со неколку степени на поставување, како кај Audi A7 на пример. Овој принцип мора да се усоврши и да се примени во поголем обем, за да се постигне натамошен напредок.

Напишано од Дарко Јаконов

Објавува текстови за автомобилизам од 1994 година, дел од оригиналната постава на магазинот Ауто Плус на Томислав Биљарац, главен уредник на првото лиценцирано издание на Ауто Билд Македонија, член на жирито за избор на европски автомобил на годината Ауто 1 на групацијата магазини Ауто Билд, во 2013 година ја основа Аутомедиа.

Напишете коментар

Вашата адреса за е-пошта нема да биде објавена.

Dacia Duster крева прашина со 125 КС

Коњите се посилни во новиот BMW M3