Спойлер (автомобиль)
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2010 г. ) |
Спойлер — это автомобильное аэродинамическое устройство, предполагаемая функция которого состоит в том, чтобы «портить» неблагоприятное движение воздуха по корпусу движущегося транспортного средства, обычно проявляющееся в виде подъемной силы , турбулентности или сопротивления. Спойлеры в передней части автомобиля часто называют воздухозаборниками . Спойлеры часто устанавливаются на гоночные и высокопроизводительные спортивные автомобили , хотя они стали обычным явлением и на легковых автомобилях. Спойлеры устанавливаются на автомобили в первую очередь для стилизации и либо не приносят аэродинамических преимуществ, либо даже ухудшают аэродинамику.
Термин «спойлер» часто ошибочно используют как синоним слова «крыло». Автомобильное крыло — это устройство, предназначенное для создания прижимной силы , когда воздух проходит вокруг него, а не просто нарушает существующие схемы воздушного потока. [1] [2] Таким образом, вместо того, чтобы уменьшать сопротивление, автомобильные крылья фактически увеличивают сопротивление.
Операция
[ редактировать ]
Поскольку спойлер — это термин, описывающий приложение, действие спойлера зависит от конкретного эффекта, который он пытается испортить. Общие функции спойлера включают нарушение воздушного потока, проходящего над движущимся автомобилем и вокруг него. Стандартный спойлер рассеивает воздух за счет увеличения турбулентности, обтекающей форму, «портя» ламинарный поток и обеспечивая подушку для ламинарного пограничного слоя. [ нужна ссылка ] Однако другие типы воздушного потока могут потребовать, чтобы спойлер работал по-другому и приобретал совершенно другие физические характеристики.
В гоночных автомобилях
[ редактировать ]В то время как масса движется с возрастающей скоростью, воздух окружающей среды влияет на ее движение. Спойлеры в гонках комбинируются с другими элементами кузова или шасси гоночных автомобилей для изменения характеристик управляемости, на которые влияет окружающий воздух.
Часто эти устройства проектируются с возможностью гибкой настройки в соответствии с потребностями гонок на определенной трассе или талантами конкретного гонщика с общей целью достижения более быстрого результата.
Легковой транспорт
[ редактировать ]
Целью многих спойлеров, используемых в легковых автомобилях, является снижение лобового сопротивления и повышение топливной экономичности . [3] Легковые автомобили могут быть оснащены передними и задними спойлерами. Передние спойлеры, расположенные под бампером, в основном используются для уменьшения потока воздуха, проходящего под автомобилем, чтобы уменьшить коэффициент лобового сопротивления и подъемную силу.
Спортивные автомобили чаще всего можно увидеть с передними и задними спойлерами. Несмотря на то, что эти автомобили обычно имеют более жесткое шасси и более жесткую подвеску, обеспечивающую маневренность на высоких скоростях, спойлер все равно может оказаться полезным. Это связано с тем, что многие автомобили имеют относительно крутой угол наклона вниз, идущий от заднего края крыши к багажнику или хвосту автомобиля, что может привести к разделению воздушного потока. Поток воздуха становится турбулентным, и создается зона низкого давления, увеличивающая сопротивление и нестабильность (см. Эффект Бернулли ). Можно рассмотреть возможность добавления заднего спойлера, чтобы воздух «увидел» более длинный и пологий уклон от крыши к спойлеру, что помогает задержать отрыв потока, а более высокое давление перед спойлером может помочь уменьшить подъемную силу автомобиля за счет создание прижимной силы [ нужна ссылка ] . В некоторых случаях это может снизить сопротивление и в целом повысить устойчивость на высокой скорости из-за уменьшения подъемной силы сзади.
Из-за того, что спойлеры ассоциируются с гонками, потребители часто считают их «спортивными». Однако «спойлеры, которые есть на более дорогих моделях, редко обеспечивают дополнительные аэродинамические преимущества». [4]
Типы материалов
[ редактировать ]
Спойлеры обычно изготавливаются из легких материалов на полимерной основе, в том числе:
- АБС-пластик : большинство производителей оригинального оборудования производят спойлеры путем литья АБС-пластика с различными добавками, обычно гранулированными наполнителями, которые придают этому недорогому материалу жесткость. Хрупкость — главный недостаток пластика , который увеличивается с возрастом изделия и вызван испарением летучих фенолов. [ нужны дальнейшие объяснения ] .
- Стекловолокно : используется в производстве автомобильных деталей из-за низкой стоимости материалов. Спойлеры из стекловолокна состоят из стекловолоконной ткани, пропитанной термореактивной смолой, например эпоксидной . Стеклопластик достаточно прочен и работоспособен, но из-за трудозатратности стал невыгоден для крупномасштабного производства.
- Силикон . Некоторые производители автомобильных аксессуаров в последнее время стали использовать кремнийорганические полимеры. Главным преимуществом этого материала является его феноменальная пластичность. Силикон обладает сверхвысокими тепловыми характеристиками и обеспечивает более длительный срок службы изделия.
- Углеродное волокно : Углеродное волокно легкое, прочное и дорогое. Из-за большого количества ручного труда в настоящее время крупномасштабное производство не может широко использовать углеродное волокно в автомобильных деталях.
Другие распространенные типы спойлеров
[ редактировать ]- Передние спойлеры: Передний спойлер (воздушная заслонка) расположен под передним бампером или встроен в него . В гонках этот спойлер контролирует динамику управляемости, связанную с воздухом перед автомобилем. Это может быть сделано для улучшения коэффициента лобового сопротивления кузова автомобиля на скорости или для создания прижимной силы. В легковых автомобилях акцент смещается на направление воздушного потока в моторный отсек для целей охлаждения.
- Спойлер кузова пикапа : крепится только к верхней части направляющих кузова грузовика ближе к задней части. Этот спойлер, используемый с чехлом для кровати, предназначен для уменьшения воздушного профиля при крутом спуске с задней двери.
- Спойлер кабины пикапа: работает так же, как указано выше, за исключением того, что основное внимание уделяется переходу из кабины грузовика в грузовую платформу.
Активные спойлеры
[ редактировать ]Активный спойлер динамически подстраивается во время движения автомобиля в зависимости от имеющихся условий, изменяя эффект спойлера, интенсивность или другие характеристики производительности. Чаще всего встречается на спортивных автомобилях и других легковых автомобилях. Наиболее распространенной формой является задний спойлер, который втягивается и частично или полностью скрывается в задней части автомобиля, а затем выдвигается вверх, когда автомобиль превышает определенную скорость, например, активный спойлер в автомобиле. Бугатти Вейрон . На некоторых моделях также были реализованы активные передние спойлеры, в которых передний спойлер или воздушная заслонка выдвигается дальше в сторону дороги внизу, чтобы уменьшить сопротивление на высокой скорости. В большинстве случаев раскрытие спойлера достигается с помощью электродвигателя, автоматически управляемого бортовым компьютером или другой электроникой, обычно в зависимости от скорости автомобиля, настроек водителя или других входных данных. Часто водитель при желании может вручную раскрыть спойлер, но не сможет втянуть спойлер выше определенной скорости, поскольку это может опасно ухудшить управляемость автомобиля на высокой скорости.
Активные спойлеры могут предложить дополнительные преимущества по сравнению с фиксированными спойлерами. С косметической точки зрения они могут обеспечить более чистый или менее загроможденный вид, когда автомобиль припаркован или движется на низкой скорости, когда его, скорее всего, будут наблюдать. Спойлер, который скрывается, может понравиться дизайнерам автомобилей, которые стремятся улучшить аэродинамику на высоких скоростях (например, Porsche 911 или Audi TT ), не меняя кардинально его внешний вид. Скрытие спойлера на низких скоростях также может улучшить аэродинамику. На низких скоростях фиксированный спойлер может увеличить лобовое сопротивление и мало улучшает управляемость автомобиля из-за слабого потока воздуха над ним. Выдвижной передний спойлер может уменьшить столкновение автомобиля с бордюрами или другими неровностями дороги, одновременно уменьшая сопротивление на высоких скоростях.
Вентиляторы с электроприводом, такие как в Chaparral 2J , выполняют функцию спойлеров и увеличивают прижимную силу, а следовательно, и тягу и управляемость автомобиля (см. Эффект земли ). Продолжаются исследования по использованию вентиляторов для изменения аэродинамики транспортных средств. [6]
Другие транспортные средства
[ редактировать ]
Тяжелые грузовики, такие как тягачи для дальних перевозок , также могут иметь спойлер сверху и по бокам кабины, чтобы уменьшить сопротивление воздуха, вызванное сопротивлением воздуха от буксируемого прицепа, который может быть выше кабины и значительно снижать аэродинамику автомобиля. без использования этого спойлера. Прицепы, которые они тянут, также могут быть оснащены спойлерами снизу, которые наклонены наружу для отвода воздуха от колес задней оси.
В поездах могут использоваться интерцепторы для увеличения сопротивления (например, пневматический тормоз). Прототип японского высокоскоростного поезда Fastech 360 рассчитан на скорость 400 километров в час (250 миль в час). Его нос специально разработан, чтобы испортить эффект ветра, связанный с проездом через туннели, и он может использовать «уши», которые замедляют поезд в случае чрезвычайной ситуации, увеличивая его сопротивление.
В некоторых современных гоночных автомобилях используется пассивный ситуационный спойлер, называемый люком на крыше . Кузов автомобиля предназначен для создания прижимной силы при движении вперед. Эти створки крыши раскрываются, когда кузов автомобиля поворачивается для движения задним ходом - в этом случае кузов вместо этого создает подъемную силу. Створки крыши раскрываются, поскольку они утоплены в карман на крыше. Низкое давление над этим карманом заставит закрылки раскрыться и противодействовать некоторой подъемной силе, создаваемой автомобилем, что сделает его более устойчивым к отрыву от земли. Эти устройства были представлены в 1994 году на гонках NASCAR после Расти Уоллеса крушения в Талладеге . [7]
Китовый хвост
[ редактировать ]
Когда в августе 1974 года дебютировал Porsche 911 Turbo с большими расширяющимися задними спойлерами, их сразу же окрестили «китовыми хвостами». [8] [9] [10] Разработан для уменьшения подъемной силы задней части автомобиля и предотвращения избыточной поворачиваемости автомобиля на высоких скоростях. [11] резиновые края спойлеров китового хвоста считались «удобными для пешеходов». [12] Турбо с китовым хвостом стал узнаваемым. [13] [14] С 1978 года задний спойлер был изменен и получил название «чайный поднос» из-за приподнятых сторон. [15] Китовые хвосты Porsche 911 использовались совместно с подбородочным спойлером, прикрепленным к передней обшивке, что, по некоторым данным, не улучшало аэродинамическую устойчивость. [16] Он менее эффективен в увеличении прижимной силы , чем новые технологии, такие как аэродинамический профиль . [17] «заднее крыло проходит через основание окна задней двери», [18] или «крыло с электронным управлением, которое разворачивается со скоростью около 50 миль в час» [19] (80 км/ч).
История
[ редактировать ]
Китовый хвост появился в 1973 году вслед за «утиным хвостом» или Bürzel по-немецки (как часть E-программы ), меньшим и менее расширяющимся задним спойлером, установленным на 911 Carrera RS (что означает Rennsport или гоночный спорт по-немецки). ), опционально за пределами Германии. [8] [10] Китовый хвост изначально был разработан для гоночных автомобилей Porsche 930 и Porsche 935 в 1973 году и представлен на Turbo в 1974 году (как часть H-программы ); это также было опцией для Carreras без турбонаддува 1975 года. [20] [21] Оба типа спойлеров были разработаны, когда доктор Эрнст Фюрманн работал техническим директором Porsche AG . [22] В 1976 году был также представлен резиновый спойлер на передней подбородке, чтобы компенсировать более эффективный спойлер. [9] К 1978 году Porsche представила другой дизайн заднего спойлера, «чайный поднос», более квадратный корпус, в котором размещался интеркулер, который также был опцией для 911SC. [8] [23]
Другие транспортные средства
[ редактировать ]Спойлеры Porsche 911 с китовым хвостом стали модным трендом. [24] Этот термин использовался для обозначения больших задних спойлеров на ряде автомобилей, включая Ford Sierra RS . [25] Фокус , [26] Шевроле Камаро , [27] и Сааб 900 . [28] Спойлеры с китовым хвостом также появляются в задней части трициклов . [29] грузовики, [30] лодки, [31] и другие транспортные средства.
Галерея
[ редактировать ]
Этот Ford Sierra RS Cosworth имеет заводской задний спойлер.
Митсубиси Лансер Эволюшн. Спойлер
Выдвижной спойлер на Bugatti Veyron
НАСКАР Додж Чарджер
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кац, Джозеф (8 марта 1996 г.). Аэродинамика гоночного автомобиля . Бентли Роберт. п. 99. ИСБН 0837601428 .
- ^ Кац, Джозеф (8 марта 1996 г.). Аэродинамика гоночного автомобиля . Бентли Роберт. стр. 208–209. ISBN 0837601428 .
- ^ «Зачем спойлер для вашего автомобиля?: Экономия топлива, стиль, повышение стоимости» . carddata.com . Архивировано из оригинала 30 октября 2011 г. Проверено 28 сентября 2011 г.
- ^ Хэппиан-Смит, Джулиан (2000). Введение в дизайн современных транспортных средств . Эльзевир. п. 116. ИСБН 9780080523040 . Проверено 19 марта 2016 г.
- ^ «#MISSION8 — Технические характеристики BMW M8 GTE» . bmw-motorsport.com . 12 сентября 2017 года . Проверено 21 февраля 2022 г.
- ^ Перкинс, Крис (10 декабря 2019 г.). «Преемник McLaren F1 Гордона Мюррея использует вентилятор для уменьшения прижимной силы и сопротивления» . Дорога и трек . Проверено 26 декабря 2019 г.
- ^ «Сайт глупого сезона Джейски — страница прошлых новостей» . Джейски.com . 2005. Архивировано из оригинала 17 октября 2010 г. Проверено 3 августа 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Демпси, Уэйн Р. (2001). 101 проект для вашего Porsche 911 . Моторбукс/МБИ. п. 198. ИСБН 0-7603-0853-5 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Перейти обратно: а б Андерсон, Брюс (1997). Справочник по производительности Porsche 911 . Моторбукс/МБИ. п. 16. ISBN 0-7603-0033-Х .
- ^ Перейти обратно: а б Морган, Питер; Колли, Джон; Хьюз, Марк (1998). Оригинальный Porsche 911: Справочник по всем серийным моделям, 1963–98 гг . Моторбукс/МБИ. стр. 144–160. ISBN 1-901432-16-5 .
- ^ Льюис, Альберт Л.; Мусчиано, Уолтер А. (1977). Автомобили мира . Саймон и Шустер. п. 660. ИСБН 0-671-22485-9 .
- ^ Патерни, Патрик (2005). Красная книга Porsche 911 1965-2005: 1965-2005 гг . Моторбукс/МБИ. п. 45. ИСБН 0-7603-1960-Х .
- ^ Фарагер, Скотт (2005). Porsche – полное руководство . Краузе. п. 50. ISBN 0-87349-720-1 .
- ^ Патерни, Патрик (2005). Порше 911 Красная книга 1965-2005: 1965-2005 гг . Моторбукс/МБИ. п. переделать. ISBN 0-7603-1960-Х .
- ^ Андерсон, Брюс (1997). Справочник по производительности Porsche 911 . Моторбукс/МБИ. п. 16. ISBN 0-7603-0033-Х .
- ^ Демпси, Уэйн Р. (2001). 101 проект для вашего Porsche 911: 1964–1989 гг . Моторбукс/МБИ. п. 200. ИСБН 0-7603-0853-5 .
- ^ Пост, Роберт С. (2001). Высокие результаты: культура и технологии дрэг-рейсинга, 1950–2000 гг . Джу Пресс. п. 229 . ISBN 0-8018-6664-2 .
- ^ Стерми, Генри; Стэнер, Х. Уолтер (1986). Автокар . Илифф, сыновья и Стерми. п. 6.
- ^ (2006). Европейское издание BusinessWeek: 86. EBSCO Publishing.
- ^ Бэтчелор, Дин; Леффингвелл, Рэнди (1997). Иллюстрированное руководство покупателя Porsche . Моторбукс/МБИ. п. 84. ИСБН 0-7603-0227-8 .
- ^ Фарагер, Скотт (2005). Porsche – полное руководство . Краузе. п. 49. ИСБН 0-87349-720-1 .
- ^ Леффингвелл, Рэнди (2002). Легенды Порше . Моторбукс/МБИ. п. 144. ИСБН 0-7603-1364-4 .
- ^ Фарагер, Скотт (2005). Porsche – полное руководство . Краузе. п. 52. ИСБН 0-87349-720-1 .
- ^ О'Рурк, Пи Джей (2000). Праздники в аду . Гроув Пресс. п. 207. ИСБН 0-8021-3701-6 .
- ^ Робсон, Грэм (2001). Иллюстрированный каталог классических автомобилей . Моторбукс/МБИ. п. 228. ИСБН 0-7603-1049-1 .
- ^ «Первые продукты автомобильного стиля, использованные на этом Ford Focus» . Лучшая машина этого месяца . Стайлинг автомобиля. Архивировано из оригинала 8 июня 2008 г. Проверено 26 июля 2008 г.
- ^ «Задние спойлеры» . Детали кузова шоу-каров . Проверено 26 июля 2008 г.
- ^ «Классическая реставрация китового хвоста Saab» (PDF) . Веб-сайт памятного издания Saab . Проверено 26 июля 2008 г.
- ^ «Ханниган Трайкс» . EasyCart.net . Проверено 26 июля 2008 г.
- ^ «Универсальные спойлеры для грузовиков с китовым хвостом» . URL.biz . Архивировано из оригинала 7 сентября 2008 г. Проверено 26 июля 2008 г.
- ^ Перри, Боб. «Классический лебедь» . лодки.com . Доминион Энтерпрайзис. Архивировано из оригинала 3 октября 2008 г. Проверено 26 июля 2008 г.
