Технология аэродинамической трубы для болидов Формулы 1 (стр. 12 из 13)

Спортивные результаты Ferrari, ее новые технические разработки, воплотившиеся в F2002, не дают спокойно спать командам-соперницам. McLaren, еще в минувшем сезоне претендовавшая на чемпионское звание, а сегодня переживающая не лучшие времена, готова бороться за очки любыми способами. Ее директор Род Деннис, прекрасно понимая, что его машины весьма уступают болидам Ferrari, да и пилоты не блещут особым мастерством, недавно обратился в FIA (Международная автоспортивная федерация) с жалобой на итальянских конкурентов, которые якобы используют запрещенные аэродинамические элементы на своей новой машине. Как утверждает Деннис, на гонке в Бразилии верхний элемент заднего антикрыла машины Михаэля Шумахера прогибался, что дало ему преимущество в скорости на прямых. После Гран-при Сан-Марино он заявил, что «гибкими» являются и боковые понтоны F2002, и это существенно улучшает аэродинамику машины. «Когда Шумахер атакует поребрики, то при замедленной съемке видно, как боковые понтоны его болида приходят в движение и изменяют свою форму», — написал в своем заявлении Деннис. Однако FIA, изучив видеозапись, сочла, что наблюдаемая деформация вызвана ударом автомобиля о поребрики, и признало машину F2002 соответствующей требованиям. Росс Браун — технический директор Ferrari прокомментировал жалобы Денниса так: «Когда у тебя быстрая машина, другие пытаются найти этому самые простые объяснения».

Роль аэродинамической трубы. Принимая во внимание то, что F1 присуще большие скорости, одной из основных дизайнерских областей является аэродинамика. Аэродинамическое строение болида может влиять на такие вещи как скорость, прижимная сила, и т.д., также, аэродинамика влияет и на износ шин, количество требуемого топлива и т.п. Большие команды, обычно, отводят 12,000 часов на тестирование в аэродинамической трубе в процессе разработок болида.

Создание масштабных деталей для тестов в аэродинамической трубе было бы очень долгим и дорогим, так что команды создают масштабную модель, идеальную по всем параметрам. Разные команды используют разные масштабы, McLaren, к примеру, имеют 40% трубу, Ferrari создают полу-масштабные модели. Если модель оказывается большой, то аэро поток будет искажен боковыми сторонами аэродинамической трубы, эти взаимодействия называют 'блокирущие факторы' и они, несомненно, искажают верные результаты. Модели обычно создаются из карбона с алюминивыми "примочками", такими как антикрылья, подвеска. Модели должны быть очень прочными, т.к. тунель создает сильное давление на эродинамические компоненты, и гибкие детали, в данном случае, будут искажать результаты. Команды создают 3 или 4 модели, с различными частями, изменяющимися в течение разработок.

Renault хочет строить аэродинамическую трубу.Команда Renault в скором времени планирует приступить к постройке второй аэродинамической трубы в Энстоне. Сейчас в распоряжении команды есть две аэродинамических трубы - собственная старая в Великобритании, и еще одна в Италии, которой Renault пользуется по соглашению с ее владельцем, компанией Fondmetal Technologies.

В будущем году французская команда надеется сделать серьезный шаг вперед в техническом плане. Подготовка к следующему сезону идет полным ходом. По планам Renault новое шасси и двигатель 2003 года будут готовы уже в начале декабря.

Концерн General Motors ввел в строй самую мощную на сегодняшний день аэродинамическую трубу неподалеку от Детройта (штате Мичиган).

Воздушный поток, достигающий скорости 240 км/ч, создает циклопических размеров (диаметр около 13 метров) вентилятор, который приводится в действие электродвигателем мощностью 4500 л.с. Впечатляющий поперечник трубы вовсе не означает, что продувать в ней GM собирается даже крупногабаритные грузовые автомобили. Согласно законам аэродинамического моделирования, воздушный поток, огибающий машину, должен быть достаточно объемным — чтобы избежать влияния стен, искажающих картину обтекания. Как и любой прибор такого рода, мичиганская новинка оборудована точнейшими «весами», замеряющими аэродинамическое сопротивления автомобиля в целом и его отдельных частей. При необходимости исследователи могут прибегнуть к классическому методу визуализации — струей дыма, которая наглядно иллюстрирует ход воздушных потоков.

На другом континенте, в Европе, готовят к пуску новейшую аэродинамическую трубы для команды «Формулы-1» Sauber. Проект стоимостью около 48 млн евро увенчается созданием агрегата, благодаря которому «конюшня» намерена довести до лучших аэродинамических кондиций новую модель своего болида С23 и разработать следующую — С24. В отличие от заокеанского сооружения, диаметр его рабочей части всего 9,4 м, зато воздух в ней разгоняется до вполне «формульной» скорости 300 км/ч. Продувать в потоке собираются как болиды в натуральную величину, так и модели, чей размер составляет 50% и 60% от габаритов реальной машины.

Специальная поворотная площадка позволит моделировать не только фронтальное обтекание автомобиля, но и под углом до 10 градусов. Как считают инженеры, чрезвычайно важна и возможность проверить на масштабных моделях аэродинамику сразу двух болидов, как бы несущихся по трассе в непосредственной близости друг от друга.

3.4. Вазовская труба.

Российский автопром обзавелся собственной полноразмерной АТ только в 1988 г. Труба была построена на Дмитровском автополигоне под Москвой.

Рис 3.11 Дмитровский автополигон 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 DSMAInternationalInc (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».

Рис 3.12 Отечественные автомобили в трубе.