"Быстрая кожа" снижает расход автомобильного топлива, Материал с сайта www.membrana.ru Опции

[Mggkp]

ссылка доступна только зарегистрированным
18-20-процентное сокращение расхода для обычных авто и 20-25-процентное – для гибридов и электромобилей. Очень заманчивые числа. И ведь главное, что для такой впечатляющей экономии не нужно городить никаких мудрёных технологий: требуется лишь обклеить "повозку" специальной плёнкой. Поверим?

Столь внушительные результаты обещает американская компания ссылка доступна только зарегистрированным, 15 января официально представившая миру чудо-плёнку MPG-Plus. Её название намекает, что плёнка эта, будучи наклеенной на кузов, заметно снижает сопротивление воздуха, что отражается в продлении пробега машины на одном литре (галлоне, пинте, стакане) горючего. FastSkinz – это недавно созданная дочерняя фирма компании ссылка доступна только зарегистрированным, которая специализируется на виниловых плёнках, превращающих унылые авто в красочные картины. Но новая разработка американцев нацелена не на повышение эстетической ценности автомобиля, а изменение его технических параметров.


Работает технология (по уверению её авторов) так. Поверхность плёнки усыпана маленькими ямками, так что в целом получается "шершавая" структура, отдалённо напоминающая акулью кожу. В каждой такой ямке воздух начинает закручиваться, создавая нечто вроде невидимого подшипника, а он помогает основному потоку легче проскальзывать вперёд. Подкованные читатели сразу скажут, что даже если таким способом возможно снизить силу трения между кузовом и воздухом, на общей величине аэродинамического сопротивления это не должно сильно сказаться. Ведь главное, что приводит к "торможению" машины, – это разница давлений в её передней и задней частях, а она зависит от формы кузова, которую мы не меняем. Так?
Но FastSkinz поясняет, что главный эффект от плёнки – куда хитрее, чем простое снижение трения в местах, где она наклеена.






Обычный автомобиль с не особенно хорошей обтекаемостью и… (иллюстрация FastSkinz).[/size]



Дело в том, что при обтекании кузова (если отбросить тонкости) существует два основных участка: в передней части, где прилегающее к корпусу машины "течение" — ламинарное (то есть ровное и плавное), и в задней части, где поток уже турбулентный (с сильными завихрениями). Между ними есть линия перехода, где пограничный слой воздуха отрывается от поверхности машины. Чем ближе это место к "носу", тем шире "кильватерный след", тянущийся за авто, тем сильнее разряжение в задней части, тем больше сопротивление. Место отрыва пограничного слоя от поверхности зависит не только от формы кузова, но и от энергии прилегающего потока, которую последний быстро теряет из-за трения. Крошечные лунки на плёнке создают меньшее торможение, так что пограничный слой отрывается куда позже (в случае с тестовым авто компании – японским "кубическим" Scion — это передняя и задняя кромка крыши соответственно).






…то же авто с наклеенной плёнкой MPG-Plus. Для примера она показана на крыше, но вообще эта плёнка может сыграть положительную роль и на передних крыльях, и на стойках кузова. Кстати, SkinzWraps утверждает, что её покрытие уже тестируют "в трубе" некоторые команды NASCAR (иллюстрация FastSkinz).



По ссылка доступна только зарегистрированным, в городских условиях обычный Scion расходует 10,7 литра на 100 км, а на трассе – 8,4. Обклеенный же в нескольких ключевых местах материалом MPG-Plus Scion показывает 8,4 и 6,9 литра соответственно. Вопрос о корректности измерений и необходимых (очевидно) независимых испытаниях новинки остаётся открытым. И, как представляется, рекламные посулы "плёночной" компании следует делить на… А на сколько – большой вопрос. Но даже если реальная экономия с такой плёнкой составит хоть 3% — овчинка будет стоить выделки, учитывая дешевизну метода. Особенно если этой плёнкой заинтересуются не частники, а владельцы больших автопарков. К тому же такой способ улучшить обтекаемость машины, скорее всего, даст сколько-нибудь заметное улучшение, только если изначально обтекаемость эта была плохой. На ум сразу приходят дальнобойные грузовики и всяческие фургоны. На легковом автомобиле с плавными линиями, у которого поток воздуха и так отрывается от корпуса где-то в задней части, плёнка эта едва ли выдаст результат, который можно будет уловить приборами.






Scion, обклеенный MPG-Plus (фото с сайта maxgladwell.com).



Разочарованы? Не спешите. Понятно, если мы говорим о пресловутых авто будущего, гораздо большую экономию топлива можно получить, изначально проектируя как можно более обтекаемый кузов, внедряя гибридный привод, снижая массу машины и так далее. Но как насчёт уже выпущенных транспортных средств? Так соблазнительно просто наклеить "акулью" плёнку и тут же начать получать "дивиденды". А если разница расхода с плёнкой и без неё будет мизерна, кто возьмётся проверить в полной мере возможности новой технологии? Спортсмены! Там, где скорости выше, там и значение обтекаемости для снижения общего сопротивления движению – куда большее. На городских же скоростях, да при постоянных разгонах и торможениях, даже двукратное улучшение аэродинамики большой экономии топлива не принесёт (в отличие от автострады). Ну а в спорте и десятые доли секунды "на круге" или пара лишних км/ч для кого-то могут оказаться бесценными.



Тому пример Лесли Портерфилд (ссылка доступна только зарегистрированным), героиня американских байкеров. Минувшим летом на соляном озере Бонневиль она последовательно установила несколько рекордов, показав в итоге почти 377 км/ч.






Лесли Портерфилд на озере Бонневиль сражается с секундами и раздаёт автографы (фотографии Tricia Robinson/Bub Racing и с сайта leslieporterfield.com).



Лесли стала самой быстрой женщиной "на двух колёсах" в мире, причём на серийном, пусть и переделанном, мотоцикле, а не на каком-нибудь монстре — закрытом коконе, какие нередко строят специально для таких заездов. По соляному озеру летел её проверенный "в боях" Suzuki Hayabusa, уважаемый во всём мире японский байк. Правда, для Лесли американцы его когда-то переделали: аппарат получил турбонаддув, усиленное сцепление, изменённую программу управления двигателем и новые обтекатели. Финальный штрих, появившийся в 2008-м, — то самое покрытие MPG-Plus. В какой мере суперплёнка от FastSkinz помогла Портерфилд стать первой женщиной, "ворвавшейся" на двух колёсах в престижный клуб "200 миль в час", сказать трудно. Но даже если добавка скорости от новой технологии была минимальной — рекорд есть рекорд. Ради него стоит подумать о любой мелочи. И пусть обещания американцев относительно эффективности плёнки – преувеличение, разработку не стоит отбрасывать.



О том, что в технологии MPG-Plus есть здравое зерно, говорит и такая аналогия. На последних Олимпийских играх пловцы ставили один рекорд за другим. Не последнюю роль в этом празднике достижений сыграли новейшие материалы для плавательных костюмов (ссылка доступна только зарегистрированным), эволюционирующие несколько последних лет. Эти плавательные ссылка доступна только зарегистрированным нередко сравнивают с акульей кожей. И неслучайно. Некоторые из этих моделей работают на сходном принципе: крошечные зубчики или впадинки на гладкой поверхности материала создают в воде микроскопические завихрения, парадоксальным образом улучшающие обтекаемость спортсмена в целом. Можно, конечно, сказать, что вода плотнее воздуха почти на три порядка, так что прямой аналогии в процессе обтекания проводить нельзя. Но всё же общие закономерности тут присутствуют. А для сомневающихся есть ещё один работающий пример, уже из воздушной стихии.



Все видели, наверное, мячик для гольфа. Он усыпан множеством крошечных ямочек. Но не все знают – для чего они нужны.






Число впадинок на поверхности мяча для гольфа составляет 300-500 (фото с сайта ohiochannel.org).[size="1"]



А сделана такая поверхность именно для улучшения обтекаемости мяча: с армией впадинок он летит дальше, чем летел бы гладкий шарик такого же размера и веса.

Теперь в мячик для гольфа можно превратить любой автомобиль. Главное помнить: инвентарь инвентарём, а конечный результат по большей части всё же зависит от спортсмена.
ссылка доступна только зарегистрированным

[Mggkp]

Maledict,
ну Тазик дули в трубе Фердинанда Порше видно наши решили сделать Сх хорошой в ущерб дизайну.

Российский автопром обзавелся собственной полноразмерной АТ только в 1988 г. Труба была построена на Дмитровском автополигоне под Москвой. До этого для продувки автомобилей использовались авиационные трубы, но они были не слишком приспособлены. Масштабные модели продувались на кафедре механики МГУ, а на заключительном этапе разработки полноразмерные образцы испытывались в ЦАГИ и на западных автомобильных фирмах Re-nault, Porsche и др. Нет ничего необычного в том, что первым из российских автогигантов своим комплексом аэроклиматических исследований обзавелся АвтоВАЗ. Как было отмечено выше, вазовская труба является практически точной копией поршевской. Но все по порядку. Оказывается, аэродинамикой на ВАЗе занимались практически с самого начала. Существовала даже масштабная модель «копейки» (ВАЗ-2101), которую испытывали в Казанском авиационном институте. Первые целенаправленные аэродинамические опыты ВАЗ начал проводить с 1978 г. на оборудовании ЦАГИ в Москве. Трубы там авиационные и для автомобилей не предназначены (например, там нет пола). Пришлось строить специальные устройства для испытаний моделей автомобилей. Уже в ноябре 1979 г. была проведена первая продувка автомобиля ВАЗ-2108 в натуральную величину. Бытует мнение, что «восьмерку» помогали строить специалисты Porsche. Это утверждение верно лишь отчасти – некоторые консультации были, но не больше. С появлением проекта ВАЗ-2110 возникла острая необходимость в собственной АТ. Многие сотни экспериментов в ЦАГИ не давали практически ничего. Требовалась специальная автомобильная АТ. Окончательная базовая форма «десятки» была утверждена лишь в апреле 1987 г. И в июле 1987 г. после подготовки и многочисленных проверок макетов 1:4 третий вариант масштабной модели автомобиля был испытан в исследовательском центре Вайсах. Там же совместно с сотрудниками Porsche была проведена оптимизация моделей, затем макета масштабом 1:1 и, наконец, автомобиля в натуральную величину. Но этого было недостаточно. Опыт работы на Porsche с особой яркостью выявил необходимость создания своей испытательной базы. И здесь громадную роль сыграл первый президент СССР Михаил Сергеевич Горбачев. Его визит на ВАЗ и знаменитый призыв «стать законодателями мод в автомобилестроении» сослужил хорошую службу. Вскоре после этих событий был проявлен интерес к проблемам ВАЗа, выделено финансирование, и работа закипела. Все начиналось в 1987–1988 гг. Был объявлен конкурс на лучший проект научно-технического центра (НТЦ). Откликнулись многие. Первой была финская фирма «Финстрой», но в итоге победила другая финская компания – «Экке Грен», которая предложила более рациональное строительное решение и нашла партнеров по проектированию и строительству корпусов НТЦ. Для создания комплекса была привлечена канадская фирма DSMA International Inc (именно эта фирма строила аэроклиматические комплексы Porsche и Volvo). Строительные работы начались в 1989 г. Основной корпус был построен уже в 1990 г. Потом начался экономический кризис, и проект несколько замедлился. В 1996 г. начался последний этап строительства. Шел монтаж основного технологического оборудования. Причем сложнейшие аэродинамические весы пришлось монтировать самостоятельно. АТ ВАЗа вступила в строй в 1996 г., и первым автомобилем, который был в ней испытан, стал ВАЗ-1119 «Калина». Сначала необходимо определить площадь поперечного сечения автомобиля или макета. От точности этих данных будет зависеть точность дальнейших расчетов аэродинамических нагрузок на автомобиль. Стенд для измерения площади поперечного сечения спроектирован фирмой ISRA Systemtechnik GmbH и рассчитан на объекты с высотой и шириной не более 2,5х2,5 м. На стенде можно проводить измерение автомобилей и моделей с площадью поперечного сечения до 4 м2. Время измерения – не больше 30 мин., а точность стенда – 0,2%. Луч гелий-неонового (НеNe) лазера диаметром 250 мм создает практически абсолютно параллельный пучок. Лучом производится сканирование по периметру объекта. Данные, полученные камерами, находящимися за объектом, обрабатываются на компьютере, и вычисляется площадь. Далее можно приступить к испытаниям в аэродинамической трубе. АТ ВАЗа – это труба замкнутого (геттингенского) типа с одним обратным каналом и рабочей частью, выполненной с перфорированными стенами и потолком. Труба позволяет производить испытания автомобилей и моделей с площадью поперечного сечения до 4 м2 (т. е. практически любые легковые, спортивные автомобили, некоторые микроавтобусы в натуральную величину и макеты больших автобусов и грузовиков в масштабе 1:2, 1:2,5). Кроме того, можно испытывать и другие объекты: макеты зданий, спортивный инвентарь, амуницию и т. д. В результате можно не только произвести необходимые замеры сил, действующих на объект, но и выработать определенные рекомендации по оптимизации поверхностей. Вазовская АТ имеет ряд особенностей, позволяющих говорить о ней как об одной из лучших в мире. Звукоизоляция трубы очень качественная. И благодаря тому, что собственный шум трубы достаточно низкий и есть возможность демонтировать щелевые стены и потолок, появляется возможность проводить не только аэродинамические испытания, но и доводку автомобиля по аэродинамическому шуму. Система отсоса пограничного слоя в рабочей части АТ, состоящая из базовой и распределенной систем, позволяет снизить толщину пограничного слоя до минимальных значений. Это позволяет добиться очень высокой точности измерений даже для автомобилей с низким клиренсом (менее 50 мм). Сейчас в ряде западных компаний начинают осваивать измерительные стенды с движущимся полотном, имитирующим движение автомобиля по дороге. Но пока такие устройства проигрывают в точности неподвижным столам с отсосом пограничного слоя. О точности измерений говорит тот факт, что данные дорожных испытаний и показателей в вазовской трубе различаются не больше чем на 1%. Система поддержания заданной температуры воздушного потока обеспечивает рабочую температуру воздушного потока в диапазоне +20-25ОС с точностью до 0,5ОС. Параметры АТ хоть и не являются рекордными, но впечатляют своими масштабами и возможностями. Максимальная скорость ветра в трубе – 60 м/с (216 км/ч). При этом площадь сечения рабочей части трубы – 22,3 м2. Вентилятор (если так можно сказать о машине мощностью 2300 кВт – одна тысячная Волжской ГЭС) диаметром 7,4 м состоит из 11 лопастей высотой 1,8 м и вращается с частотой 300 об/мин. Эту сложную и ответственную часть создавали, что называется, всем миром: двигатель и системы управления от шведской фирмы ABB, металлоконструкция вентилятора финская, а лопасти германской фирмы «Гофман». Сам процесс создания воздушного п отока не так прост, как может показаться. Дело в том, что если бы можно было просто обдувать машину мощным вентилятором, то в таких сложных сооружениях не было бы необходимости. Воздушный поток должен быть не только сильный, но и ровный как по составу, так и по температуре. Поэтому после вентилятора он расширяется, проходит два поворота и упирается в сложную систему фильтров. Сначала поток проходит через одну детурбулизирующую сетку. Затем идет теплообменник, поддерживающий постоянную температуру воздуха. Следом расположен хонейкомб, состоящий из множества шестигранных сот и служащий для выравнивания потока и разбивания крупных вихрей. Последними воздух преодолевает еще три слоя детурбулизирующих сеток и уже ровным потоком «наваливается» на автомобиль. В итоге степень турбулентности не превышает 0,2%, что способствует высокой точности измерений.