Для чего нужен спойлер на автомобиле?

Для чего нужен спойлер на автомобиле?

Мно­же­ство машин, от спор­тив­ных боли­дов, до про­стых седа­нов имеют раз­лич­ные аэро­ди­на­ми­че­ские эле­менты на зад­ней части авто­мо­биля. Любой эле­мент, кото­рый уста­нав­ли­ва­ется на крышку багаж­ника, зад­нюю дверь или на край крыши, в оби­ходе, при­вы­кли назы­вать «спой­лер». На самом деле суще­ствуют два раз­ных при­спо­соб­ле­ния, име­ю­щие раз­ное устрой­ство. Давайте раз­бе­рёмся, для чего нужен спой­лер на авто­мо­биле и что ещё назы­вают спой­ле­ром.

Спойлер и антикрыло

Спой­лер – это деталь, кото­рая изме­няет сво­бод­ный поток воз­духа. Зад­ний спой­лер – это эле­мент кузова, кото­рый уста­нав­ли­ва­ется сзади авто­мо­биля (на крышку багаж­ника, или крышу). Спой­лер не имеет зазора с кузо­вом. Если есть зазор, то это уже анти­крыло. Как сле­дует из назва­ния (spoiler – помеха), зад­ний спой­лер мешает потоку воз­духа, изме­няет быст­рый, ров­ный поток, иду­щий с крыши. Пре­граж­дая воз­душ­ный поток, спой­лер меняет его, сокра­щает ско­ро­сть потока воз­духа и создаёт дав­ле­ние на зад­нюю часть, пре­пят­ствуя её подъ­ёму. Это одна из функ­ций спой­лера. Также, спро­ек­ти­ро­ван­ные спе­ци­ально для кон­крет­ных авто­мо­би­лей, спой­леры, могут сни­жать общее сопро­тив­ле­ние воз­духа, созда­ва­е­мое авто­мо­би­лем.

Слева — анти­крыло, справа — спой­лер.

Анти­крыло создаёт при­жим­ную силу зад­ней части авто­мо­биля. Анти­крыло – это, по сути, пере­вёр­ну­тое крыло само­лёта. Кры­лья само­лёта гене­ри­руют подъ­ём­ную силу, кото­рая помо­гает ему взле­теть. Анти­крыло дей­ствует также, но, так как оно пред­став­ляет собой пере­вёр­ну­тое крыло, то про­ис­хо­дит гене­ри­ро­ва­ние при­жим­ной силы. Отсюда и такое назва­ние (крыло – для взлёта, анти­крыло – для при­жи­ма­ния). У крыла само­лёта и у анти­крыла раз­ные углы атаки. У анти­крыла угол атаки отри­ца­тель­ный. Если гово­рить проще, то поток воз­духа ока­зы­вает боль­шее дав­ле­ние на верх­нюю часть анти­крыла, а у крыла само­лёта – на ниж­нюю.

На англий­ском языке, откуда, соб­ственно, и при­шло слово «спой­лер», нет назва­ния «анти­крыло». Там такой эле­мент кузова назы­вают “wing” (крыло). При этом также в оби­ходе мно­гие назы­вают все эле­менты тюнинга, уста­нов­лен­ные сзади машины (и не только) spoiler. Хотя, слово «анти­крыло» само по себе рас­кры­вает смысл этого при­спо­соб­ле­ния и не даёт пута­ницы. Анти­крыло – крыло наоборот (пере­вёр­ну­тое крыло).

В чём же разница антикрыла и спойлера?

В широ­ком смысле, анти­крыло – это тоже спой­лер, но с осо­бен­ной кон­фи­гу­ра­цией и со спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ной функ­цией. Анти­крыло так же, как и все спой­леры слу­жит поме­хой сво­бодно теку­щему потоку воз­духа и изме­няет этот поток. Един­ствен­ная функ­ция анти­крыла – гене­ри­ро­ва­ние при­жим­ной силы.

Функ­ции спой­лера могут быть раз­ными, в зави­си­мо­сти от того, на какое место кузова он уста­нов­лен и какую форму имеет. Одна из функ­ций зад­него спой­лера – пре­пят­ство­вать подъ­ёму зад­ней части кузова. Эту функ­цию он выпол­няет за счёт созда­ния собой барьера на пути сво­бод­ного потока. Воз­дух давит на спой­лер и про­ис­хо­дит при­жим зад­ней части. Также, спой­лер может кор­рек­ти­ро­вать форму кузова, улуч­шая аэро­ди­на­мику.

На кузо­вах, где крыша закан­чи­ва­ется, и дальше нет плав­ного про­дол­же­ния в виде стекла и крышки багаж­ника (на хэтч­б­э­ках, мини­ве­нах и пр.) созда­ётся тур­бу­лент­но­сть. Это уве­ли­чи­вает общее сопро­тив­ле­ние и тор­мо­зит авто­мо­биль. Пра­вильно спро­ек­ти­ро­ван­ный спой­лер (см. иллю­стра­цию) может умень­шить этот эффект, что в послед­ствии отра­зится и на рас­ходе топ­лива. Но это можно заме­тить только при дли­тель­ных, ско­рост­ных дви­же­ниях по трассе. При 120 км/ч и выше, 50% топ­лива ухо­дит на пре­одо­ле­ние сопро­тив­ле­ния воз­духа. Таким обра­зом, сни­зив сопро­тив­ле­ние, можно полу­чить весо­мую эко­но­мию рас­хода топ­лива. В отли­чие от анти­крыла, спой­лер не тре­бует точ­ной регу­ли­ровки при уста­новке.

Возникает вопрос, зачем прижимать автомобиль к дороге?

На высо­ких ско­ро­стях (более 120 км/ч), воз­дух, заду­ва­е­мый под авто­мо­биль, начи­нает при­под­ни­мать его (начи­ная с зад­ней части), как гигант­ское крыло. Из-за этого ухуд­ша­ется управ­ля­е­мо­сть, в осо­бен­но­сти, при пово­ро­тах. Так, если попы­таться повер­нуть машину на высо­кой ско­ро­сти, то авто­мо­биль может сле­теть с дороги.
Един­ствен­ный спо­соб умень­шить при­под­ни­ма­ние авто­мо­биля на ско­ро­сти, это уве­ли­чить его вес. Про­блема уве­ли­че­ния веса для улуч­ше­ния сцеп­ле­ния в том, что это не помо­гает на пово­ро­тах, когда больше всего необ­хо­димо сцеп­ле­ние с доро­гой. Допол­ни­тель­ный вес имеет инер­цию, кото­рую нужно пре­одо­леть, чтобы повер­нуть. К тому же, из-за допол­ни­тель­ного веса, уве­ли­чи­ва­ется рас­ход топ­лива. Таким обра­зом, уве­ли­че­ние веса авто­мо­биля для луч­шего сцеп­ле­ния с доро­гой – это про­валь­ный путь.

Анти­крыло – это, как раз, то устрой­ство, кото­рое помо­гает при­жи­мать машину к дороге на высо­ких ско­ро­стях.

Его пре­иму­ще­ство оче­видно. Вме­сто тяжё­лой непо­во­рот­ли­вой машины, можно управ­лять авто­мо­би­лем с лёг­ким весом, кото­рый легко кон­тро­ли­ру­ется и чем выше ско­ро­сть, тем с боль­шим уси­лием его при­жи­мает к дороге. Но есть одно но. Каж­дый раз, когда анти­крыло гене­ри­рует при­жим­ную силу, оно также гене­ри­рует сопро­тив­ле­ние воз­духа. Сопро­тив­ле­ние воз­духа тор­мо­зит машину. Таким обра­зом, допол­ни­тель­ная при­жим­ная сила – это хорошо, а слиш­ком много при­жим­ной силы, даёт боль­шое сопро­тив­ле­ние, это уже плохо. Очень мощ­ные спор­тив­ные машины, высту­па­ю­щие на Фор­муле 1, имеют такой пока­за­тель, кото­рый назы­ва­ется L/D-коэффициент. Авто­мо­биль­ные дизай­неры ста­ра­ются уве­ли­чить этот пока­за­тель, чтобы авто­мо­биль доста­точно хорошо при­жи­мался к дороге и при этом не замед­лялся.

Примеры применения антикрыла производителями мощных автомобилей

Для при­мера можно взять Koenigsegg ccx. Это авто­мо­биль с дви­га­те­лем 4.8 литра, выда­ю­щем более 750 лоша­ди­ных сил. Вес этой машины не пре­вы­шает 1 тонны. Это непло­хой авто­мо­биль, но заво­е­вал репу­та­цию неуправ­ля­е­мого на высо­ких ско­ро­стях. Отсут­ствие зад­него спой­лера, при лёг­ком весе, сде­лало этот супер­кар неста­биль­ным на ско­ро­сти и про­хож­де­ние пово­ро­тов на ско­ро­сти пре­вра­ща­лось в ужас. После про­дол­жи­тель­ной кри­тики, ком­па­ния выпу­стила новую модель уже с уста­нов­лен­ным анти­кры­лом.

Вот дру­гой при­мер. Когда выпу­стили пер­вые вер­сии Audi TT было зафик­си­ро­вана целая серия дорож­ных ава­рий, свя­зан­ных с недо­ста­точ­ным сцеп­ле­нием с доро­гой во время про­хож­де­ния пово­ро­тов на ско­ро­сти, в том числе и на мок­рой дороге. Также был инци­дент с извест­ным немец­ким гон­щи­ком, кото­рый погиб на Audi TT.  После этих про­ис­ше­ствий были ото­званы все про­дан­ные Audi TT и, на каж­дую из них, было уста­нов­лено анти­крыло. Сле­ду­ю­щие модели дан­ного авто­мо­биля уже имели анти­крыло, управ­ля­е­мое элек­тро­ни­кой, и выдви­га­ю­ще­еся при дости­же­нии высо­кой ско­ро­сти.

При­ме­ром ста­би­ли­за­ции зад­ней части спой­ле­ром явля­ется Ford GT40, побе­ди­тель LeMans. Пер­вое его тести­ро­ва­ние на высо­кой ско­ро­сти пока­зало, что зад­няя часть ведёт себя не ста­бильно, «виляет». Чем выше ско­ро­сть, тем пла­чев­нее может закон­читься это «виля­ние». Про­блема была решена уста­нов­кой неболь­шого спой­лера на зад­нюю часть багаж­ника.

 Болид Фор­мулы 1 на ско­ро­сти 300 км/ч за счёт анти­крыла гене­ри­рует при­жим­ную силу, рав­ную весу малень­кого авто­мо­биля. Слиш­ком силь­ное при­жи­ма­ние тоже не очень хорошо. По этой при­чине, Bugatti Veyron и McLaren P1 имеют выдви­га­ю­щи­еся анти­кры­лья. Они выдви­га­ются, когда супер­кары дости­гают ско­ро­сти 120 км/ч., чтобы не сле­теть с дороги и немного задви­га­ются обратно, когда машина раз­ви­вает ско­ро­сть в 250 км/ч., чтобы огром­ная при­жим­ная сила не вывела из строя зад­нюю под­веску.
Чтобы гене­ри­ро­вать при­жим­ную силу анти­крыло должно иметь наклон (угол атаки). Ско­рост­ной поток схо­дит с крыши в направ­ле­нии зад­ней части авто­мо­биля будет пре­граж­дён, анти­кры­лом, кото­рый в свою оче­редь, создаст при­жим­ную силу.

Вер­ти­каль­ные плос­кие эле­менты по бокам анти­крыла предот­вра­щает «рас­те­ка­ние» воз­духа по бокам и, в неко­то­рых слу­чаях, могут уве­ли­чить эффек­тив­но­сть анти­крыла на 30%.

Если анти­крыло спро­ек­ти­ро­вано не пра­вильно, оно может давать лиш­нее сопро­тив­ле­ние и при этом не «при­жи­мать» машину. Обычно про­из­во­ди­тели спой­ле­ров и анти­кры­льев раз­ра­ба­ты­вают свои про­дукты для кон­крет­ных моде­лей авто­мо­би­лей. Мно­гих больше забо­тит не ста­биль­но­сть управ­ле­ния и сцеп­ле­ния с доро­гой на высо­ких ско­ро­стях, а спор­тив­ный вид, кото­рый создают эти эле­менты тюнинга.

Важно, чтобы анти­крыло было уста­нов­лено под пра­виль­ным углом.

Пра­виль­ная, про­фес­си­о­наль­ная уста­новка анти­крыла тре­бует порядка 3 часов тести­ро­ва­ния и регу­ли­ровки в аэро­ди­на­ми­че­ской трубе. Непра­вильно уста­нов­лен­ное анти­крыло может навре­дить аэро­ди­на­мики авто­мо­биля и уве­ли­чить сопро­тив­ле­ние воз­духа. Также, может гене­ри­ро­ваться слиш­ком боль­шая при­жим­ная сила зад­ней части машины, что тоже плохо и ухуд­шит управ­ля­е­мо­сть.

Накладка на передний бампер («губа», «юбка»)

В допол­не­ние к спой­леру или анти­крылу целе­со­об­разно уста­нав­ли­вать накладку перед­него бам­пера. Она умень­шает зазор между бам­пе­ром и доро­гой, тем самым, умень­шая поток воз­духа под маши­ной. Это также умень­шает подъ­ём­ную силу на высо­ких ско­ро­стях.

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.