Kas kopīgs superauto «Pagani Huayra» un «Kia Niro»? Gaisa plūsmas menedžments

Velocita.lv | 2023.03.17

Endzo Ferrari savulaik teica, ka par aerodinamiku lai uztraucas tie, kas neprot būvēt dzinējus. Taču mūsdienās situācija ir mainījusies. Tagad arī tādiem sacīkšu modeļiem kā Ferrari FXX-K ir antispārni un citi aktīvie elementi, un tos pilnībā pārvalda dators. Galu galā, tas ir labākais veids, kā panākt mazāko gaisa pretestību un no tā izrietošo troksni, kā arī samazināt spēku, kurš, traucoties lielā ātrumā, ceļ mašīnu uz augšu.

Aktīvie aerodinamikas elementi joprojām galvenokārt tiek izmantoti eksotiskos superauto. Šajā saistībā ir vērts minēt divus piemērus. Pirmais – Pagani Huayra atveramās un aizveramās lūkas gan priekšā, gan aizmugurē, kuras darbojas kā gaisa bremzes. Otrais – Zenvo TSR-S aizmugurējais antispārns, kas kustas ne tikai šķērseniski, bet arī garenvirzienā. Taču nu jau arvien biežāk aktīvos aerodinamikas elementus papildu ierastajiem risinājumiem izmanto arī sērijveida modeļos.

Raksts turpinās pēc reklāmas

4.maija Brīvības svētki Rēzeknē!

Svinēsim svētkus kopā!

Rēzeknes pilsētas TIC

Radiatora aizvirtņi – ir un būs

Inženieru mērķis ir samazināt gaisa pretestību. Tāpēc nav nejaušība, ka tik populāri kļuvuši radiatora dekoratīvā režģa aizvirtņi. Šie kustīgie elementi radiatora priekšā darbojas automātiski atkarībā no dzesēšanas šķidruma temperatūras. Kad sensori konstatē motora vai transmisijas eļļas uzkaršanu un kad brauc lēni, piemēram, pa pilsētu, aizvirtņi automātiski atveras. Ja papildu dzesēšana nav nepieciešama, tie aizveras. Tādējādi nedaudz samazinās aerodinamiskā pretestība – pēc ekspertu domām, šādi uzlabojums ir vidēji par 9 procentiem.

“Tas, cik lielā mērā šādi izdodas samazināt gaisa pretestību, galvenokārt ir atkarīgs no gaisa atveru formas un izmēra. Ne velti kādreiz jauno auto degvielas patēriņa sertifikācijā (NEDC) labākam rezultātam testētāji nolocīja sānu spoguļus un ar izolācijas lenti aizlīmēja spraugas starp motora pārsegu un spārniem – un pat tas deva vēlamo efektu," skaidro Raimonds.

Interesanti, ka atšķirībā no vairuma tehnoloģiju šī sākotnēji tika izmantota vienkāršās mašīnās, kurās ļoti svarīgs rādītājs bija degvielas patēriņš. Kopš 2012. gada radiatora aizvirtņi par papildu samaksu tika uzstādīti Ford Focus, bet nedaudz vēlāk tie kļuva pieejami arī krosoverā Honda CR-V. Tagad tos arvien biežāk var atrast arī citos populāros C segmenta modeļos, tostarp mazākos krosoveros, piemēram, Mazda CX-30 un jaunās paaudzes Kia Niro.

Kā uzskata Delfi Auto redaktors un ilggadējais Latvijas Gada auto žūrijas pārstāvis Raimonds Zandovskis, aktīvā aerodinamika efektīvi strādā tikai intensīvas gaisa plūsmas gadījumā, tāpēc to parasti izmanto specifiskos sacīkšu auto un īpaši jaudīgās sērijveida mašīnās. Par izņēmumu var uzskatīt elementus gaisa pretestības samazināšanai, no kuriem izplatītākie varētu būt tieši automātiskie radiatora aizvirtņi.

"Šis ir visvieglāk pielāgojamais inženiertehniskais izgudrojums, tāpēc tas varētu tikt izmantots arī nākotnē. Tas būs īpaši aktuāli, izstrādājot tieši jaunus hibrīdus, jo simtprocentīgam elektroauto radiatora režģa parasti nav vispār,” saka Raimonds.

Spoileris un antispārns ir divas dažādas lietas

Pēdējos gados līdzās automātiskajām radiatora “žalūzijām” populārs kļuvis arī aktīvais aizmugurējais spoileris. Tiesa, to darbības princips ir citāds nekā aizmugurējam antispārnam, kas uzstādīts, piemēram, Ford GT un McLaren Speedtail superauto. Aizmugurējais antispārns rada papildu piespiedējspēku, savukārt spoileris samazina spēku, kas mašīnas aizmugurei lielā ātrumā dēļ liek atrauties no zemes.

"Brauciena laikā virs mašīnas veidojas zema spiediena zona, kas ceļ to uz augšu, tādējādi samazinot saķeri. Aktīvie spoileri ir uzstādīti tieši tādēļ, lai mazinātu šo paceļošo spēku. Turklāt, radot papildu aerodinamisko pretestību, šāds elements palīdz arī bremzēšanā no liela ātruma. Abi – gan antispārni, gan spoileri – ir būtiski virsbūves elementi, jo, lai nodrošinātu labāku mašīnas vadāmību, maksimālai saķerei ir nepieciešams papildu piespiedējspēks. Efekts ir jūtams, ja šis spēks ir vismaz 10 procentu apmērā no automašīnas masas. Te gan der uzsvērt – tie ir patiesi noderīgi tikai lielā ātrumā – krietni virs 100 km/h,” stāsta Raimonds Zandovskis.

Fiksētie spoileri joprojām tiek uzstādīti sportiskiem sedaniem – tie redzami gan uz BMW M5, gan Mercedes-Benz E63 AMG bagāžnieka vāka. Tiesa, tie nav īpaši efektīvi, braucot nelielā ātrumā, tāpēc, lai mazinātu gaisa pretestību, arvien biežāk tiek izmantoti aktīvie aizmugurējie spoileri. Kā labākos piemērus šai ziņā var minēt Audi A7 un Porsche Panamera.

Abiem šiem vizuāli līdzīgajiem aerodinamiskajiem elementiem dažādos automobiļos var būt dažādas funkcijas. Jaunās paaudzes krosovera Kia Niro aizmugurē ir kontrastējošas krāsas virsbūves paneļi, kas sniedzas no jumta līdz pat riteņu arkām. Līdzīgs dizaina elements ir redzams arī Audi R8, kur tas pilda īpašu funkciju – novirza gaisu uz vidū novietoto dzinēju. Kia gadījumā motors ir priekšpusē, taču arī šai vizuāli atšķirīgajai detaļai ir īpašs mērķis. Tur, kur beidzas sānu stikls un sākas durvis, ir šaura iedobe, kas stiepjas līdz pat mašīnas aizmugurei. Blakus tai ir uzstādīti speciāli gaisa deflektori, un tas viss nedaudz samazina aerodinamisko pretestību un troksni salonā.

Interesanti, ka, neskaitot Porsche 959, kurš tiek klasificēts kā superauto, par pirmo plašākai publikai pieejamo mašīnu ar aktīvo aizmugurējo spoileri tiek uzskatīts 1988. gadā debitējušais Volkswagen Corrado. Maz zināms ir arī tas, ka ar aktīvo priekšējo antispārnu varēja pasūtīt ceturtās paaudzes Toyota Supra.

Plakana virsbūves apakša – apslēptais bonuss

Lai gan tos var pamanīt tikai uz servisa pacēlāja, par svarīgiem aerodinamikas elementiem tiek uzskatīti arī paneļi, kas nosedz virsbūves apakšu. Jo tā ir līdzenāka, jo mazāka šajā vietā gaisa turbulence un klusāka braukšana salonā.

Elektroauto izstrādē būtiska nozīme ir klusumam, un šajā ziņā inženieru darbu atvieglo jaunās paaudzes platformas. Rezultātā tagad virsbūves apakša ir pilnībā plakana ne tikai Tesla Model S un Mercedes-Benz EQS, bet arī tādiem modeļiem kā Kia EV6 un Hyundai Ioniq 5.

DRS – sistēma, kas gaisa pretestību samazina īslaicīgi

Viens no spilgtākajiem aktīvās aerodinamikas piemēriem ir F-1 bolīdos izmantotā DRS jeb aerodinamiskās pretestības samazināšanas sistēma. “Agresīviem” aerodinamiskajiem elementiem vienmēr ir divējāds efekts – tie nodrošina labāku saķeri līkumos, bet ievērojami palielina gaisa pretestību. Šo problēmu daļēji atrisina DRS, kas pilotam ļauj konkrētā trases vietā pacelt aizmugurējā antispārna horizontālo sekciju un uz mazākas gaisa pretestības rēķina iegūt lielāku ātrumu.

“Darbības princips ir ļoti vienkāršs: konkrētās trases vietās ar pogas nospiešanu tiek mainīts aizmugurējā antispārna leņķis, var teikt, ka tas tiek atvērts. Tas ievērojami samazina aerodinamisko pretestību un attiecīgi ļauj palielināt ātrumu un vieglāk apdzīt sāncenšus. Sistēma darbojas tikai trases taisnajos posmos, tāpēc paātrinājuma laikā pietiek ar to papildu spiedienu, kas tiek radīts uz aizmugurējo asi," stāsta Raimonds.

Raimonds Zandovskis šaubās, vai jaunos aktīvās aerodinamikas risinājumus tuvākajā nākotnē varētu izmantot sērijveida auto. Visdrīzāk, tie tiek izstrādāti tikai ārkārtīgi dārgiem un eksotiskiem superauto. Viens no svaigākajiem piemēriem ir leģendārā McLaren F1 radītāja Gordona Mureja jaunākais projekts T50. Tā aizmugurē ir uzstādīts milzīgs ventilators, kas sūc gaisu no auto apakšas. Šāds risinājums atsauc atmiņā leģendāro Brabham-Alfa Romeo BT46B F1 bolīdu, kas tika izgatavots 1978. gadā.

"Šis auto ir aprīkots ar aktīvo aerodinamiku un sešu režīmu elektrisko 400 mm ventilatoru. To darbina 48V elektriskā sistēma, un tās uzdevums ir radīt piespiedējspēku, mašīnai strauji uzņemot ātrumu. Apvienojumā ar īpašo virsbūves dizainu tas ļauj lamināro gaisa plūsmu izstiept krietni tālāk par aizmuguri. Tas nozīmē, ka tiek mazināta aiz auto radītā turbulence un vienlaikus – aerodinamiskā pretestība," skaidro Raimonds.